KR900006703B1 - 기계적 성질이 우수한 Pb 첨가 쾌삭강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기계적 성질이 우수한 Pb 첨가 쾌삭강의 제조방법

제1도는 본 발명강 및 종래강의 기계적 성질을 나타낸 그래프.

제2도는 본 발명강 및 종래강의 조직사진.

제3도는 본 발명 및 종래강의 칩(chip) 형상을 나타내는 사진.

본 발명은 기계적 성질이 우수한 Pb 첨가 쾌삭강의 제조방법에 관한 것이며, 이를 보다 상세히 설명하면 Pb 개재물의 크기를 미세화시키고 Ca을 첨가함으로써 기계적 성질이 우수한 Pb 첨가 쾌삭강을 제조하는방법에 관한 것이다.

일반적으로 Pb 첨가 쾌삭강은 광범위한 가공방법, 가공양식에의 적용이 가능하기 때문에 자동차, 농기계 및 공작기계등의 기계부품에 사용되는 기계구조용강이나 가전제품, 시계 및 카메라등의 정밀부품등에 널리사용되는 저탄소유황 쾌삭강으로 사용된다.

한편 Pb 첨가 쾌삭강은 다른 쾌삭강보다 칩(chip)의 파쇄성이 양호하나 상온에서의 기계적 성질은 기본 강에 비하여 다소 뒤떨어진다. Pb 첨가 쾌삭강의 제조중 가장 중요한 것은 Pb를 균일하고 미세하게 첨가시키는 것으로써, Pb는 강중에서 고용되지 않고 개재물로서 존재하여 응력집중원으로 적용하기 때문에 개재물의 크기 및 분포는 기계적 성질 및 절삭성에 대하여 매우 중요한 역활을 하게 된다.

그러나 종래의 Pb 첨가 쾌삭강은 개재물이 크기 때문에 Pb를 첨가하지 않은 기본강 보다 인장강도, 충격치 및 연산율등의 기계적 성질이 약한 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 Pb 첨가 쾌삭강의 장점인 칩(chip)처리성은 그대로 유지하면서 인장강도등 기계적 성질이 향상된 Pb 첨가 쾌삭강의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 방법은 종래의 Pb 첨가 쾌삭강에 있어서 기계적 성질을 해치는 Pb 개재물의 크기를 유도 교반에 의해 미세화시켜 응력의 집중을 분산시키는 한편, 이것이 결정립의 성장을 억제시키고 변태시의 핵생성을 촉진함으로써 결정립을 미세화시키는 것을 특징으로 하여, 그 결과 기계적 성질이 기본강보다 오히려 우수한 쾌삭강을 제공하는 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 본 발명에 의한 방법은 Pb 첨가 쾌삭강을 제조함에 있어서, C : 0.46-0.47Wt%(이하, %라 칭함), Si : 0.27-0.30%, Mn : 0.74-0.76%, P : 0.021-0.027%, S : 0.008% 이하, Al : 0.014-0.0l9% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 기계구조용 탄소강에 Pb를 0.052-0.29%, Ca를 0.001-0.003% 첨가함과 동시에 Pb 및 Ca계 개재물의 크기를 0.5-2.5μm 범위의 것이 60%이상 되게 미세화시킴을 특징으로 한다.

본 발명에서 Pb 및 Ca의 작용 및 수치 한정이유를 설명한다.

납(Pb)은 절삭성을 향상시키기 위해 첨가하는 원소로서 0.052% 이하이면 절삭성이 좋지않고,0.3% 이상이면 Pb의 농도가 높아지는 만큼 절삭성은 향상되지 않으며, 오히려 Pb가 많이 첨가되면 대형 개재물로 되기 때문에 열간압연시에 균열이 발생되는 등 위험하게 된다.

따라서, Pb 성분의 상하한 범위를 0.052-0.29%로 한다. 칼슘(Ca)은 주로 탈산제로 많이 사용되며 또 강중의 고용도는 없기 때문에 개재물로서 존재한다.

칼슘의 양을 0.001% ≤ Ca ≤ 0.003%로 규제한 것은 Ca이 너무 많이 존재하면 CaS가 생성되며, 이는 경질의 개재물로서 절삭공구의 마모를 촉진하게 되기 때문에 그 상한을 0.003%로 한다. 적당량의 Ca은 CaO₃로서 Pb에 흡착되어 공존하여 절삭성을 향상시키고 Al₂O₃계의 개재물을 감소시키는데, Ca이 너무 적게 존재하면 탈산제로서의 역활이 불충분하기 때문에 그 하한을 0.001%로 한다.

한편 미세한 Ca계 개재물 및 미세한 Pb 개재물은 오스테나이트 결정립 성장의 억제 및 퍼얼라이트 변태시 핵생성을 촉진하여 결정립 미세화에 기여하지만, 개재물의 크기가 2.5μm 이상으로 너무 크게되면 결정립 미세화에 기여하지 못해 기계적 성질의 향상이 어렵고, 그 크기가 0.5μm 이하로 되면 절삭성을 향상시키는 응력집중원으로서의 역활이 미약하기 매문에 개재물 크기의 상하한은 0.5μm-2.5μm로 한다. 또한, 상기와 같은 크기를 갖는 개재물이 60% 이하일 시에는 결정입도를 조대화시켜 기계적 성질이 좋지 않기 때문에 0.5μm-2.5μm 크기를 갖는 개재물이 60% 이상 되게 한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

C, Si, Mn, P, S 및 Al이 하기표 1과 같은 조성을 갖는 기계구조용 탄소강에 Pb 및 Ca의 함량을 달리하여 첨가하고 유도용해로.의 유도교반에 의해 개재물의 크기 및 비가 실시예3에 나타난 표 3과 같은 값을 갖도록 조성하였다.

한편. Ca를 첨가한 비교재 B 및 발명재 C, D, E는 Pb를 첨가하기전에 Ca를 첨가하여 탈산시킨 후 Pb를 첨가하였으며 비교재 B는 개재물의 크기 및 비가 Pb 첨가 쾌삭강의 기계적 성질에 이치는 영향을 알아보기 위해 Pb 및 Ca의 첨가량은 발명재 C와 같이 하되, 표 3에 나타난 바와 같이 개재물의 크기 및 비를 달리하여 조성하였다.

[표 1]

상기 조성에 의해 제조된 강의 기계적 성질을 조사하였으며 그 결과를 하기 표 2 및 제 1도에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에서 Pb을 첨가하지 않은 비교재(A)는 S 45 C계의 기본강으로 Pb을 첨가한 비교재 B, F보다는 기계적 성질이 우수하나 본 발명재 C. D. E 보다는 기계적 성질이 오히려 떨어짐을 알 수 있다.

[실시예 2]

비교재 A, B, F 및 발명재 C. D. E의 개재물의 크기별 백분률를 조사하였으며 그 결과를 하기 표 3 에나타내었다.

[표 3]

상기 표 3에 의하면 비교재와는 달리 발명재의 개재물의 크기는 0.5-2.5μm 범위의 것이 60% 이상으로써 아주 미세한 것을 알 수 있다. 이는 발명재의 결정입도를 미세화시키는데 기여하고 기계적 성질을 향상시킨다.

상기 표 3의 청정도는 관살된 조직면적에 대한 Pb 및 Ca 개재물이 차지하는 면적의 비를 나타낸 것으로 이를 통해 강의 개재물 존재여부를 알 수 있다.

상기 A. B. C. D. E. F 에 대한 조직사진 (제2도)는 본 발명에 의한 강의 결정입도가 비교재와 비교해벌때 훨씬 미세함을 보여주고 있다.

[실시예 3]

절삭속도 50m/min, 절삭깊이 1.5mm, 취입량 0.2mm/rev의 조건에서 선삭하였을 때 칩(chip) 의 형상을 조사하였으며 그 결과를 제 3도에 나타내었다.

이에 의하면 C재가 칩 처리성이 가장 우수함을 알 수 있는데, 이는 Pb의 농도가 가장 높기 때문이다. 또한, Pb의 농도가 비슷한 B. D를 비교해 볼 때 본 발명재의 칩처리성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 Pb 첨가 쾌삭강은 Pb 개재물의 미세화 및 Ca 첨가에 의해 결정입자를 미세화시킴으로써 종래의 Pb 첨가 쾌삭강보다 오히려 기계적 성질이 우수하였으며, 이는 절삭성이 요구되는 한편 기계적 강도도 요구되는 부품에의 사용이 가능한 것이다.

Claims (1)

1. Pb 첨가 쾌삭강을 제조함에 있어서, C : 0.46-0.47Wt%(이하, %라 칭함), Si : 0.27-0.30%, Mn : 0.74-0.76%, P : 0.021-0.027%, S : 0.008%이하, Al : 0.014-0.019% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 기계구조용 탄소강에 Pb를 0.052-0.29% CaFMF 0.001-0.003% 첨가함과 동시에 Pb 및 Ca 계 개재물의 크기를 0.5-2.5㎛ 범위의 것이 60% 이상 되게 미세화시킴을 특징으로 하는 기계적 성질이 우수한 Pb첨가 쾌삭강의 제조방법.

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