KR20230091619A - 드릴링 특성이 우수한 냉간단조용 선재 및 스크류 부품의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ??칭 열처리만으로 드릴링 특성이 우수한 부품을 제조할 수 있는 냉간단조용 선재 및 스크류 부품의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로, 이종 소재로 제조된 자동차 부품의 기계적 체결용으로 사용되는 부품을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 ??칭 열처리만으로 드릴링 특성이 우수한 부품을 제조할 수 있는 냉간단조용 선재 및 스크류 부품의 제조방법에 관한 것이다.
이종 소재로 제조된 자동차 부품의 기계적 체결용으로 사용되는 플로우 드릴 스크류(Flow Drill Screw) 등과 같은 부품을 제조하는 경우, 기계적 체결을 위한 드릴링 작업에서 발생되는 마모에 견디기 위해 500 HV 이상의 높은 경도가 필요하다. 이를 위해 종래에는 볼트용 소재 대비 탄소 함량을 높이고, 고비용의 항온열처리인 오스템퍼링 열처리를 통해 하부 베이나이트 조직을 가지도록 제조하는 방법이 고려되었으나(도 2 참조), 경제성 저하의 문제점이 있어 사용상 제한이 되고 있는 실정이다.
한편, 냉간 단조는 단조 후의 부품의 표면 질감 및 치수 정밀도가 우수하고, 또한 냉간 단조에 의해 제조되는 부품은 열간 단조에 의해 제조되는 부품에 비해 제조 비용이 낮고, 수율도 양호하다. 그로 인해, 냉간 단조는 기어나 샤프트, 볼트 등의 자동차를 비롯한 각종 산업 기계나 건축 구조물용 부품의 제조에 널리 적용되어 있다.
본 발명에서는 드릴링 특성이 우수한 고강도 냉간압조용 선재를 제조함에 있어, 종래에 사용되던 오스템퍼링 열처리 대신에 ??칭 열처리만을 적용하여 드릴링 시 마모 저감을 위한 경도를 확보하는 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 부품은 500 HV 이상의 경도를 가지는 것을 특징으로 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.50%, 실리콘(Si): 0.30~0.50%, 망간(Mn): 0.35~0.75%, 크롬(Cr): 0.40~0.70%, 티타늄(Ti): 0.010~0.050%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05%, 보론(B): 0.0010~0.0050%, 질소(N): 0.002~0.020%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불순물을 포함하는 빌렛을 제공하는 단계; 상기 빌렛을 900~1200℃의 온도로 가열하고, 800~1000℃의 온도에서 마무리 열간압연하여 선재를 제조하는 단계; 상기 선재를 700~900℃에서 권취하여 평균 오스테나이트 결정립 크기가 30㎛ 이하가 되도록 제어하는 단계; 및 상기 권취된 선재를 0.4~1.0℃/s의 속도로 냉각하는 단계를 포함하는, 드릴링 특성이 우수한 냉간단조용 선재의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 제조된 선재의 미세조직은, 면적분율로 페라이트 45~60% 및 펄라이트 40~55%를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는, 상기 제조된 냉간단조용 선재를 600~800℃의 온도에서 연화열처리하는 단계; 상기 연화열처리된 선재를 냉간단조를 하여 몸통부 직경이 3~6mm인 스크류 부품 형상을 만드는 단계; 상기 냉간단조 후 평균 오스테나이트 결정립 크기가 15㎛ 이하가 되도록 850~950℃의 온도에서 500~4,000초 동안 가열하는 단계; 및 상기 가열 후 20~100℃의 냉매에 ??칭하는 단계;를 포함하는, 스크류 부품의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 ??칭 단계에서, 면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5.0%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 및 잔류 오스테나이트 0.1~1.0%의 미세조직을 갖도록 제어되는 것을 포함할 수 있다. 상기와 같은 미세조질을 갖도록 제어함으로써 프레쉬 마르텐사이트만으로 이루어진 부품 대비 부품의 취성을 완화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 ??칭 단계에서, 구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하가 되도록 제어되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크류 부품은, 상온에서 500 HV 이상의 경도를 가지는 것일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는, 상기 방법으로 제조된 스크류 부품으로서, 상기 스크류 부품은, 면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 잔류 오스테나이트 0.1~1%의 미세조직을 가지고, 구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하이며, 상온에서 500 HV 이상의 경도를 가지는 스크류 부품을 제공한다.
본 발명에 따른 냉간단조용 선재의 제조방법은, 종래에 주로 사용되던 고비용의 오스템퍼링 열처리 대신에 ??칭 열처리만을 적용하여 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 잔류 오스테나이트 0.1~1%로 구성되는 미세조직을 가지며, 특히 구 오스테나이트 결정립 내에 석출된 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하가 되도록 할 수 있고, 이에 따라, 500 HV 이상의 경도를 가지는 부품을 제공할 수 있다.
도 1은 발명재에서 실시된 ??칭 열처리한 경우의 상태변화 그래프이다.
도 2는 기존 제품에서 실시되는 통상적인 오스템퍼링 열처리한 경우의 상태변화 그래프이다.
도 2는 기존 제품에서 실시되는 통상적인 오스템퍼링 열처리한 경우의 상태변화 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은, 드릴링 시 마모 저감을 위한 경도 확보를 위해 종래에 주로 사용되던 고비용의 오스템퍼링 열처리 대신에 ??칭 열처리만을 적용하면서도 우수한 경도를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.50%, 실리콘(Si): 0.30~0.50%, 망간(Mn): 0.35~0.75%, 크롬(Cr): 0.40~0.70%, 티타늄(Ti): 0.010~0.050%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05%, 보론(B): 0.0010~0.0050%, 질소(N): 0.002~0.020%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불순물을 포함하는 빌렛을 제공하는 단계; 상기 빌렛을 900~1200℃의 온도로 가열하고, 800~1000℃의 온도에서 마무리 열간압연하여 선재를 제조하는 단계; 상기 선재를 700~900℃에서 권취하여 평균 오스테나이트 결정립 크기가 30㎛ 이하가 되도록 제어 하는 단계; 및 상기 권취된 선재를 0.4~1.0℃/s의 속도로 냉각하는 단계를 포함하는, 드릴링 특성이 우수한 냉간단조용 선재의 제조방법을 제공한다.
평균 오스테나이트 결정립 크기가 30㎛ 이하가 되도록 제어하면, 후술하는 부품 제조를 위한 ??칭열처리 시 균열을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제조된 선재의 미세조직은, 면적분율로 페라이트 45~60% 및 펄라이트 40~55%를 포함하도록 하여 선재 강도가 800MPa 이하가 되면 추가 연질화열처리 없이 바로 신선가공이 가능하다. 종래의 부품용 소재는 2회의 연질화열처리가 필요하였으나, 본 발명에 따른 선재는 연질화열처리 한번으로 냉간단조가 가능하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는, 상기 제조된 냉간단조용 선재를 600~800℃의 온도에서 연화열처리하는 단계; 상기 연화열처리된 선재를 냉간단조를 하여 몸통부 직경이 3~6mm인 스크류 부품 형상을 만드는 단계; 상기 냉간단조 후 평균 오스테나이트 결정립 크기가 15㎛ 이하가 되도록 850~950℃의 온도에서 500~4,000초 동안 가열 하는 단계; 및 상기 가열 후 20~100℃의 냉매에 ??칭하는 단계;를 포함하는, 스크류 부품의 제조방법을 제공한다.
평균 오스테나이트 결정립 크기가 15㎛ 이하가 되도록 제어함으로써 ??칭열처리 시 부품 내부에 균열이 발생되지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 ??칭 단계에서, 면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5.0%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 잔류 오스테나이트 0.1~1.0%의 미세조직을 갖도록 제어하여 프레쉬 마르텐사이트만으로 이루어진 부품 대비 부품의 취성을 완화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 ??칭 단계에서, 구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하가 되도록 제어하여 ??칭열처리 후 부품 내부에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 스크류 부품은, 상온에서 500 HV 이상, 바람직하게는 500~700 HV의 경도를 가지는 것일 수 있다. 500 HV 이상의 경도를 가질 때 기계적 체결을 위한 드릴링 작업에서 발생되는 마모를 견딜 수 있다.
도 1은 발명재에서 실시된 ??칭 열처리 공정의 모식도로서, 별도의 특정 미세조직 형성을 위한 오스템퍼링 열처리 없이 ??칭 열처리만을 진행하며, 냉매를 사용하여 ??칭하여 목적하는 미세조직을 갖도록 한다.
도 2는 기존 제품에서 실시되는 통상적인 오스템퍼링 열처리한 경우의 모식도로서, 오스템퍼링 열처리를 통해 하부 베이나이트 조직을 가지도록 제조되었으나, 이와 같은 오스텡퍼링 열처리는 고비용의 항온열처리가 요구되어 경제성이 저하되는 문제가 있다.
이하, 각 합금원소의 성분범위를 한정한 이유에 대하여 설명한다. 이하에서는 특별한 기재가 없는 한 단위는 중량%이다.
C: 0.30~0.50%
탄소가 0.3% 미만의 함량에서는 충분한 소재 경도를 얻기가 쉽지 않고, 최종 열처리 시 충분한 소입성 확보가 용이하지 않다. 또한, 탄소 함량이 0.5% 를 초과하게 되면 소입성이 과도하여 템퍼링 생략 시 지연파괴를 유발할 수 있어 바람직하지 않다.
Si: 0.30~0.50%
실리콘은 강의 탈산을 위해서 유용할 뿐만 아니라, 고용 강화를 통해 강도 확보에도 효과적이지만 충격특성을 열위하게 하는 원소이다. 0.3% 미만의 함량에서는 강의 탈산 및 고용 강화를 통한 강도 확보가 충분치 않고, 0.5%를 초과하는 경우에는 고용강화에 의한 성형성 열위가 우려되기 때문에 바람직하지 않다.
Mn: 0.35~0.75%
Mn은 강재의 소입성을 향상시켜 강도를 확보하는데 유리한 합금원소이며 압연성을 증가시키고 취성을 감소시키는 역할을 한다. 0.35% 미만으로 첨가될 경우, 충분한 경도를 확보하기가 어려우며, 0.75%를 초과하여 첨가되면 열간압연 후 냉각시 경조직이 발생하기 쉽고 MnS 개재물이 다량으로 생성되어 냉간단조 시 내부균열이 발생할 수 있어 제한할 필요가 있다.
Cr: 0.40~0.70%
Cr(크롬)은 Mn과 함께 경화능 향상에 유효하여 경도를 확보하는 원소로 0.4% 이상 첨가할 수 있다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 조대한 탄화물이 형성되는 문제가 있어 그 상한을 0.7%로 한정할 수 있다.
Ti: 0.010~0.050%
티타늄은 강중 내 유입되는 질소와 결합하여 티타늄 탄질화물을 형성하여, 보론이 질소와 결합하는 것을 방지한다. 티타늄의 함량이 0.01% 미만인 경우에는 제강공정 중 유입되는 질소를 티타늄 탄질화물로 형성하는데 충분하지 못하기 때문에 보론의 효과를 활용하기가 어렵고, 0.05%를 초과하는 경우에는 조대한 탄질화물이 형성되어 미세균열 발생을 야기하여 바람직하지 않다. 발생지연파괴 저항성을 열위하게 만든다.
Al: 0.01~0.05%
Al은 제강 공정에서 탈산제로 많이 사용이 되며, N과 반응하여 형성된 AlN에 의한 오스테나이트 결정립의 미세화에 효과가 있다. 0.01% 미만으로 첨가될 경우, 질소 화합물의 수가 충분하지 않아 결정립 미세화 효과가 저하되며, 0.05%를 초과하여 첨가되면 알루미나와 같은 비금속개재물의 생성이 과다하여 강재 내 결함 발생이 심화되므로 제한할 필요가 있다.
B: 0.001~0.005%
보론은 경화능 향상 원소이다. 보론의 함량이 0.001% 미만인 경우 경화능 향상 효과를 기대하기 어렵고, 0.005%를 초과하는 경우에는 결정립계에 Fe23(CB)6 탄화물을 형성시켜 오스테나이트 결정립계의 취성을 유발하여 바람직하지 않다.
N: 0.002~0.020%
질소는 Al과 반응하여 형성된 AlN에 의한 오스테나이트 결정립의 미세화에 효과가 있어, 고가 합금원소의 투입 대신에 많이 활용되는 원소이다. 0.002% 미만으로 첨가될 경우, 질소 화합물의 수가 부족하여 오스테나이트 결정립 미세화 효과가 저하되며, 0.02%를 초과하면, 냉간단조시 발생한 단조열에 의해 소재 내부에 전위의 이동과 증식을 일으키고 자유 질소가 전위에 고착하여 변형강도를 증가시켜 금형 수명이 저하된다.
그외 성분
본 발명의 나머지 성분은 잔량의 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조 과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 스크류 부품을 제공한다.
스크류 부품은, 면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 잔류 오스테나이트 0.1~1%의 미세조직을 가지고, 구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스크류 부품은, 상온에서 500 HV 이상의 경도를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
[실시예]
하기 표 1과 같은 성분 조성을 갖는 강재를 이용하여 실시예 및 비교예의 부품을 제조하였다.
구체적으로, 하기 표 1의 조성을 가지는 빌렛을 900~1200℃로 가열한 후 800~1000℃에서 마무리 선재압연을 Φ7mm 직경으로 실시한 후, 700~900℃ 권취하고 0.4~1.0℃/s의 냉각속도로 냉각하고, 600~800℃ 사이의 연화열처리를 통해 강도를 낮추고 냉간단조를 하여 몸통부 직경이 4mm인 스크류 부품 형상을 만들고, 850~950℃ 사이의 온도로 가열하고, 60℃의 냉매에 ??칭하여 제조된 스크류 부품을 이용하여 실험하였다.
| (중량%) | C | Si | Mn | Cr | Ti | Al | B | N |
| 실시예1 | 0.38 | 0.40 | 0.46 | 0.53 | 0.023 | 0.04 | 0.0020 | 0.004 |
| 실시예2 | 0.45 | 0.41 | 0.45 | 0.54 | 0.022 | 0.03 | 0.0022 | 0.004 |
| 실시예3 | 0.40 | 0.40 | 0.36 | 0.52 | 0.024 | 0.03 | 0.0021 | 0.004 |
| 실시예4 | 0.41 | 0.44 | 0.49 | 0.52 | 0.024 | 0.03 | 0.0024 | 0.004 |
| 실시예5 | 0.39 | 0.41 | 0.44 | 0.46 | 0.026 | 0.03 | 0.0021 | 0.004 |
| 실시예6 | 0.42 | 0.41 | 0.43 | 0.59 | 0.021 | 0.02 | 0.0023 | 0.004 |
| 실시예7 | 0.43 | 0.31 | 0.42 | 0.52 | 0.023 | 0.04 | 0.0024 | 0.004 |
| 실시예8 | 0.41 | 0.48 | 0.44 | 0.53 | 0.027 | 0.03 | 0.0019 | 0.004 |
| 비교예1-1 | 0.27 | 0.41 | 0.46 | 0.52 | 0.025 | 0.02 | 0.0022 | 0.004 |
| 비교예1-2 | 0.52 | 0.42 | 0.47 | 0.52 | 0.023 | 0.03 | 0.0021 | 0.004 |
| 비교예1-3 | 0.38 | 0.25 | 0.45 | 0.50 | 0.022 | 0.03 | 0.0023 | 0.004 |
| 비교예1-4 | 0.34 | 0.40 | 0.78 | 0.51 | 0.026 | 0.02 | 0.0021 | 0.004 |
| 비교예1-5 | 0.43 | 0.37 | 0.49 | 0.38 | 0.023 | 0.03 | 0.0022 | 0.004 |
| 비교예1-6 | 0.42 | 0.42 | 0.47 | 0.74 | 0.023 | 0.04 | 0.0019 | 0.004 |
또한, 하기 표 2에서, 경도는 비커스 경도기를 이용하여 측정하였다.
탄화물 두께 측정은 투과전자현미경 (TEM)을 이용하여 Replica 시편으로 5 field에서 측정하여 평균 두께로 나타내었다. 탄화물의 두께는 plate-type으로 형성되는 탄화물의 단축을 두께로 정의하여 측정하였다.
지연파괴 성능평가 실험방법은, 최종 제품 열처리 후 대상 부품에 체결 후 5% 염산 + 95% 증류수 용액에 10분간 침지하기 전/후에 응력집중부인 나사산에 크랙 유무를 관찰하는 지연파괴 모사법으로 진행되었다.
| 경도 (HV) | 탄화물 두께 (nm) |
크랙 유무 | |
| 실시예1 | 525 | 15 | X |
| 실시예2 | 622 | 16 | X |
| 실시예3 | 587 | 14 | X |
| 실시예4 | 592 | 14 | X |
| 실시예5 | 546 | 15 | X |
| 실시예6 | 596 | 16 | X |
| 실시예7 | 602 | 17 | X |
| 실시예8 | 589 | 13 | X |
| 비교예1-1 | 488 | 17 | X |
| 비교예1-2 | 634 | 22 | O |
| 비교예1-3 | 492 | 21 | O |
| 비교예1-4 | 559 | 17 | O |
| 비교예1-5 | 602 | 17 | O |
| 비교예1-6 | 609 | 18 | O |
상기 표 1 및 2를 참조하면, 실시예 1 내지 8은 합금조성이 본 발명의 범위에 포함되고, 열처리 후 탄화물 두께가 20nm 이하이고, 경도가 500 HV 이상이다. 반면, 비교예 1-1 내지 1-6은 합금성분이 본 발명의 범위를 벗어나거나, 열처리 후 탄화물 두께가 20nm 초과하거나, 경도가 500 HV 미만이거나, 지연파괴에 의한 크랙이 발생하였다.
나아가, 하기 표 3에는 오스템퍼링 열처리 없이 ??칭 열처리만 수행한 본 발명의 효과를 확인하기 위해, 상기 표 1의 합금조성으로 오스템퍼링 열처리를 실시하여 스크류 부품을 제조하였으며, 이들의 경도를 비커스 경도기를 이용하여 측정하였다.
구체적으로, 하기 표 3에서, 비교예 2-1 내지 2-8은 상기 표 1의 실시예 1 내지 8의 조성으로 오스템퍼링 열처리를 실시하여 제조한 부품의 경도이고, 비교예 3-1 내지 3-6은 상기 표 1의 비교예 1-1 내지 1-6의 조성으로 오스템퍼링 열처리를 실시하여 제조한 부품의 경도이다.
| (중량%) | 오스템퍼링 시 경도(HV) |
| 비교예2-1 | 432 |
| 비교예2-2 | 461 |
| 비교예2-3 | 456 |
| 비교예2-4 | 455 |
| 비교예2-5 | 443 |
| 비교예2-6 | 457 |
| 비교예2-7 | 469 |
| 비교예2-8 | 462 |
| 비교예3-1 | 402 |
| 비교예3-2 | 479 |
| 비교예3-3 | 441 |
| 비교예3-4 | 453 |
| 비교예3-5 | 458 |
| 비교예3-6 | 456 |
상기 표 2 및 3을 참조하면, 오스템퍼링 열처리 없이 ??칭 열처리만 수행하는 경우에 비해, 오스템퍼링을 실시하는 경우 경도가 저하되는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.50%, 실리콘(Si): 0.30~0.50%, 망간(Mn): 0.35~0.75%, 크롬(Cr): 0.40~0.70%, 티타늄(Ti): 0.010~0.050%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05%, 보론(B): 0.0010~0.0050%, 질소(N): 0.002~0.020%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불순물을 포함하는 빌렛을 제공하는 단계;
상기 빌렛을 900~1200℃의 온도로 가열하고, 800~1000℃의 온도에서 마무리 열간압연하여 선재를 제조하는 단계;
상기 선재를 700~900℃에서 권취하여 평균 오스테나이트 결정립 크기가 30㎛ 이하가 되도록 제어하는 단계; 및
상기 권취된 선재를 0.4~1.0℃/s의 속도로 냉각하는 단계를 포함하는, 드릴링 특성이 우수한 냉간단조용 선재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제조된 선재의 미세조직은, 면적분율로 페라이트 45~60% 및 펄라이트 40~55%를 포함하는, 냉간단조용 선재의 제조방법. - 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 따라 제조된 냉간단조용 선재를 600~800℃의 온도에서 연화열처리하는 단계;
상기 연화열처리된 선재를 냉간단조를 하여 몸통부 직경이 3~6mm인 스크류 부품 형상을 만드는 단계;
상기 냉간단조 후 평균 오스테나이트 결정립 크기가 15㎛ 이하가 되도록 850~950℃의 온도에서 500~4,000초 동안 가열하는 단계; 및
상기 가열 후 20~100℃의 냉매에 ??칭하는 단계;를 포함하는, 스크류 부품의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 ??칭 단계에서, 면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5.0%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 및 잔류 오스테나이트 0.1~1.0%의 미세조직을 갖도록 제어되는 것인, 스크류 부품의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 ??칭 단계에서, 구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하가 되도록 제어되는 것인, 스크류 부품의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 스크류 부품은, 상온에서 500 HV 이상의 경도를 가지는 것인, 스크류 부품의 제조방법. - 제3항에 따른 방법으로 제조되는 스크류 부품으로서,
상기 스크류 부품은,
면적분율로 오토템퍼드 마르텐사이트 70% 이상, 베이나이트 0.1~5%, 프레쉬 마르텐사이트 1~28%, 잔류 오스테나이트 0.1~1%의 미세조직을 가지고,
구 오스테나이트 결정립 내에 석출되는 탄화물의 평균 두께가 20nm 이하이며,
상온에서 500 HV 이상의 경도를 가지는 것인, 스크류 부품.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3966493B2 (ja) | 1999-05-26 | 2007-08-29 | 新日本製鐵株式会社 | 冷間鍛造用線材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023113442A1 (ko) | 2023-06-22 |
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