KR940007371B1 - 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 - Google Patents
자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR940007371B1 KR940007371B1 KR1019920017950A KR920017950A KR940007371B1 KR 940007371 B1 KR940007371 B1 KR 940007371B1 KR 1019920017950 A KR1019920017950 A KR 1019920017950A KR 920017950 A KR920017950 A KR 920017950A KR 940007371 B1 KR940007371 B1 KR 940007371B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cooling
- sec
- cooled
- wire
- wire rod
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명의 방법에 사용되는 제어냉각 설비의 개략도.
제 2 도는 a는 본 발명의 방법에 의해 제조된 선재의 조직사진.
b는 비교예에 의한 선재의 조직사진.
제 3 도는 본 발명의 방법에 따로 제조된 선재의 링(ring)내 인장 및 경도시험결과를 나타내는 그래프.
제 4 도는 본 발명에 의해 제조된 선재의 신선조직사진이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 가열로 2 : 수평식 공형 압연스탠드
3 : 수냉각구역 4 : 권취기
5 : 콘베어(conveyor)
본 발명은 선재의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법에 관한 것이다.
자동차의 엔진에 장착되는 밸브 스프링은 고온압축, 반복하중하에 사용되기 때문에 우수한 피로특성 및 변형저항성이 요구되며, 통상 SAE 1086, SAE6150, SAE 9254강종 특히 그중에서도 변형저항성이 우수한 고규소(Si)강인 SAE 9254강종이 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 밸브 스프링용 선재는 통상적으로 제조시 용도별 선재의 선경조정 및 강도향상을 위해 신선(drawing)가공을 거치는바, SAE 9254(지름 5.5mm)의 경우 선재생산시 선재 압연후 선재 냉각에 있어서 첨가된 합금원소의 영향으로 저온조직이 생성되며 신선가공시 이러한 저온조직 주위에 응력이 집중되어 단선의 원인으로 되는바, 신선가공시 소둔 열처리를 실시해야 하는 것이다.
따라서, 신선가공시 소둔 열처리 단계를 생략할 수 있으면 에너지절약 및 제조원가 측면에서 바람직하며, 이룰 위하여는 선재제품 상태에서 신선성이 양호한 미세 펄라이트(fine pearlite)조직을 확보하는 것이 필요하게 된다.
이를 위해 SAE9254강종은 고탄소(0.5%) 고합금원소를 함유함으로 인하여 경화능이 대단히 크기 때문에 선재 냉각도중 저온조직의 발생가능성이 높아 스텔모아(Stelmor)방식 이외의 냉각속도가 아주 느린 EDC(easy drawing conveyor)법등을 이용하거나 제어압연 및 제어냉각에 의한 오스테나이트 입자 미세화로 저온조직의 발생을 억제시키고 있으나 이를 위하여는 특정 설비가 필요한 것이다.
한편, 종래에는 이같은 저온조직 발생의 억제를 위하여, 선재로 고속 열간 압연하고, 압연된 선재제품(지름 5.5mm)에 대하여 물분사로 830℃까지 급속냉각하여 권취한 후, 2.3℃/sec 속도로 761℃까지 냉각시키고, 다시 0.6℃/sec로 659℃까지 서냉한 후 상온으로 공냉하거나, 혹은 850℃까지 급냉한 후 코일 상태로 권취하여 3.3℃/sec로 817℃까지 냉각시키고 나서 다시 0.6℃/sec로 703℃까지 서냉하여 상온까가지 공냉시켰다.
그러나 이같은 냉각온도 및 냉각속도로 선재 냉각시 설비능력상 오스테나이트에서 훼라이트+펄라이트로 변태시 변태마무리 시간의 부족으로 미변태된 잔류 오스테나이트가 선재공냉시 저온조직(베이나이트+마르텐사이트)로 변태하게 되어, 신선성이 양호한 미세 훼라이트+펄라이트 조직을 확보하기가 어려우며 저온조직(베이나이트+마르텐사이트)의 생성을 억제하는 것이 불가능한 것이다.
이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소한 밸브 스프링용 선재의 제조방법을 제공하는 데 있다.
나아가 본 발명의 목적은 종래의 EDC법이나 제어압연 및 제어냉각에 의한 오스테나이트 입자의 미세화법에 의하지 않고 종래의 냉각설비에서 단지 선재를 제어냉각시켜 저온조직(베이나이트+마르텐사이트)의 생성을 억제시킴으로써 소둔 열처리를 생략한 밸브 스프링용 선재 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면, 탄소 : 0.51~0.59중량%, (이하, 단지 "%"라 한다), 규소 : 1.20~1.60%, 망간 : 0.60~0.90%, 크롬 : 0.6~0.9%, 인 : 0.035%이하, 황 : 0.035%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강종의 비렐(billet)을 1050~1100℃에서 2시간 유지후 열간상태에서 압연하고, 압연직후 상기 압연된 선재제품을 물분사에 의해 760~790℃로 급속냉각하여 코일형태로 권취하고, 1.40.4℃/sec로 670±30℃까지 냉각시킨 다음 0.60.3℃/sec로 595±65℃까지 서냉시키고, 그후 공냉시키는 밸브 스프링용 선재 제조방법이 제공된다.
이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 이용된 소재의 화학성분을 한정하는 이유를 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)함량을 0.51-0.59으로 한 것은 0.51%이하에서는 소입, 소려에 의한 고응력 스프링장용강으로서 충분한 강도를 확보하기 어렵기 때문이고 0.59%이상에서는 고강도화에 따른 인성확보와 고규소(Si)함량으로 파생되는 소재탈탄을 억제하기 어렵기 때문이다.
규소(Si)함량을 1.2-1.6%으로 한 것은 1.2% 이하에서는 규소(Si)가 훼라이트(ferrite)내에 고용되어 모재의 강도를 강화시키고 변형 저항성을 개선하는 효과가 충분하지 못하기 때문이고 1.6% 이상에서는 변형 저항성의 개선효과가 포화되고 열처리시 탈탄의 가능성이 높기 때문이다.
망간(Mn)함량을 0.6-0.9%으로 한 것은 0.6%이하에서는 스프링용강으로서 강도 및 소입성이 부족하기 때문이고, 0.9%이상에서는 인성이 저하하기 때문이다. 크롬(Cr)함량을 0.6-0.9%으로한 것은 0.6%이하에서는 충분한 소입성 효과가 없기 때문이고 0.9%이상에서는 변형저항성의 저하를 초래하기 때문이다.
인(P)은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키므로 상한을 0.035%으로 제한하는 것이 바람직하며, 황(S)은 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 스프링 특성에 유해한 영향을 미치므로 상한을 0.035%으로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명은 선재상태로 고속열간압연한 후 물분사에 의해 760-790℃까지 급속냉각을 실시한다. 선재는 통상 지름 5.5mm이나, 7mm이하 지름에서는 본 발명의 적용이 가능하다.
한편 상기 온도범위는 오스테나이트 단상 구역으로 미세한 오스테나이트 결정립을 유지할 수 있고 CCT(Continuous Cooling Transformation)곡선상으로 볼때 변태개시 온도 및 시간이 통상 냉각개시온도 850℃ 대비 고온 및 단시간 방향으로 이동하기 때문에 소재의 경화능 저하에 따른 저온조직의 발생 가능성을 억제하는데 유리하다.
한편 760~790℃까지 급속냉각시킨 이후 코일형태로 권취하여 670±30℃까지 1.4.4℃/sec로 냉각시킨다. 여기서 냉각온도 및 냉각속도를 ±30℃와0.4℃/sec의 범위로한 것은 선재가 코일형태로 권취된 이후 컨베아상의 선재집적상태 즉 겹침부, 비겹침 부위의 냉각정도의 차이를 고려한 범위이다.
이러한 냉각온도 및 냉각속도의 조건은 신선성이 양호한 미세 훼라이트+퍼얼라이트조직을 확보하기 위한 것으로 CCT곡선상의 nose의 상향 위치에 해당된다. 그러나 1.40.4℃/sec의 냉각속도로 670±30℃이상의 온도로 냉각이 될 경우 냉각대에서의 적정 변태 소요시간이 불충분하게 되어 저온조직의 발생 가능성이 높으며 또한 그 이하 온도로 냉각이 될 경우에서도 저온 조직의 발생 가능성이 매우 높다. 이후 595±65℃한 것은 이 온도범위 이상일 경우 미변태 오스테나이트의 잔존으로 공냉시 저온조직의 발생할 가능성이 높으며 그 온도 이하에서는 본 발명의 서냉 냉각속도인 0.60.3℃/sec이상의 냉각속도가 되기 때문에 적정조직인 훼라이트+퍼얼라이트조직이 확보가 불가능하다. 또한 서냉 냉각속도를 0.60.3℃/sec으로 한 것은 595±65℃까지 0.60.3℃/sec로 서냉시킨다. 냉각온도를 595±65℃까지 이 냉각속도 이상으로 냉각할 경우 저온조직의 발생 가능성이 높으며 그 이하로 냉각할 경우 서냉냉각설비의 한계로 인해 적정냉각온도인 595±65℃범위를 확보하기가 어려워 저온조직이 생성하기 때문이며 595±65℃이후 공냉하는 것은 변태가 완료된 상태로 냉각속도의 변화가 조직에 미치는 영향이 없기 때문이다.
이하, 본 발명을 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
탄소 : 0.55%, 규소 : 1.46%, 망간 : 0.72%, 크롬 : 0.69%, 인 : 0.035%이하, 황 : 0.035%이하를 함유한 강종의 빌렛(160sq)을 1100℃에서 2시간 유지한 후 지름 5.5mm 선재로 고속압연한 후 압연된 지름 5.5mm 선재제품을 780℃로 물분사에 의해 급속 냉각하여 권취하였으며, 발명재 1은 700℃까지 1.0℃/sec로 냉각시키고 660℃까지 0.3℃/sec로 서냉한 후 상온까지 공냉, 발명재 2는 670℃까지 1.4℃/sec로 냉각시키고 595℃까지 0.6℃/sec로 서냉한 후 상온까지 공냉하였고, 발명재 3은 640℃까지 1.8℃/sec로 냉각시키고 530℃까지 0.9℃/sec로 서냉한 수 상온까지 공냉하였다. 비교재들은 본 발명재들과 동일한 화학성분을 함유한 강종의 빌렛(160sq.)을 1100℃에서 2시간 유지한 후 지름 5.5mm선재로 고속압연한 후 압연된 지름 5.5mm선재제품에 대해 비교재 1은 830℃로 물분사에 의해 급속 냉각하여 권취하고 761℃까지 2.3℃/sec로 냉각시키고 659℃까지 0.6℃/sec로 서냉한 후 상온까지 공냉하고 비교재 2는 850℃까지 급속냉각을 실시한 후 코일형태로 권취하여 817℃까지 3.3℃/sec로 냉각시키고 703℃까지 0.6℃/sec로 서냉한 후 상온까지 공냉하였다.
제 1 도는 본 발명을 실시하는데 적합한 장치의 평면 개략도로서 1 : 가열로, 2 : 수평식 공형압연스탠드, 3 : 수냉각구역, 4 : 권취기, 5 : 콘베어(conveyor)이다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 밸브 스프링용 선재의 인장강도 및 경도치를 측정하였으며 그 결과는 표 1에 나타내었다. 경도 측정은 비커스 경도기를 이용하였으며 저온조직의 생성율은 화상분석기(image analyzer)를 이용하여 측정하였다.
본 발명의 방법들에 의해 제조된 본 발명 재 1, 3의 경우 선재상태에서의 미세조직은 기지조직내에 저온조직(베이나이트 또는 마르텐사이트)이 2-4% 정도 잔존하는 미세훼라이트+퍼얼라이트 조직이었다. 한편 본 발명재 2의 경우 선재상태에서 저온조직이 전혀 없는 미세 훼라이트+퍼얼라이트 조직이었으며 제 2 도a와 같다. 제 2 도b는 비교재 2도 기지조직내에 저온조직(베이나이트 또는 마르텐사이트)이 생성되었음을 나타낸다.
제 3 도에서는 본 발명재 1의 제어냉각 방법에 따라 제조된 선재의 링(Ring)내의 인장강도 및 경도분포를 나타낸 것으로 균일한 분포를 보인다.
제 4 도는 본발명재 2에 대한 선재의 신선전 열처리없이 3.0mm dia까지 신선된 선의 미세조직이다.
이상과 같이 본 발명에 의해 제조된 지름 5.5mm 선재제품을 지름 3.0mm까지 신선가공한 결과, 단선의 발생없이 신선가공이 가능하였으며 밸브스프링용 선재로 사용이 가능한 선재를 제조할 수 있었다.
[표 1]
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 EDL법이나 제어압연 및 제어냉각에 의한 오스테나이트 입자의 미세화법에 의하지 않고 종래의 냉각설비에서 단지 선재를 제어냉각시켜 저온조직의 생성을 억제시킴으로서 소둔 열처리를 생략한 밸브 스프링용 선재의 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 중량%로, 탄소 : 0.51~0.59%, 규소 : 1.20~1.60%, 망간 : 0.60~0.90%, 크롬 : 0.6~0.9%, 인 : 0.035%이하, 황 : 0.035%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강종의 비례를 1050~1100℃에서 2시간 유지후 열간상태에서 압연하고, 상기 압연된 선재제품을 물분사에 의해 760~790℃로 급속 냉각하여 코일형태로 권취하고, 1.40.4시℃/sec의 냉각속도로 670±30℃까지 냉각시킨 다음 0.60.3℃/sec 냉각속도로 595±65℃까지 서냉기시키고, 그후 공냉시킴을 특징으로 하는 밸브 스프링용 선재 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920017950A KR940007371B1 (ko) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920017950A KR940007371B1 (ko) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR940007197A KR940007197A (ko) | 1994-04-26 |
| KR940007371B1 true KR940007371B1 (ko) | 1994-08-16 |
Family
ID=19340413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019920017950A KR940007371B1 (ko) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR940007371B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6301920B2 (en) | 1997-12-05 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for cooling strip material |
-
1992
- 1992-09-30 KR KR1019920017950A patent/KR940007371B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6301920B2 (en) | 1997-12-05 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for cooling strip material |
| US6305176B1 (en) | 1997-12-05 | 2001-10-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for cooling strip material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940007197A (ko) | 1994-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6896746B2 (en) | Hot-rolled steel wire rods and bars usable for machine structural use without annealing and method for producing the same | |
| JP3742232B2 (ja) | 迅速球状化可能で冷間鍛造性の優れた鋼線材およびその製造方法 | |
| JP2020521048A (ja) | 鋼製部品の製造方法及び対応する鋼製部品 | |
| KR101660616B1 (ko) | 스프링 가공성이 우수한 고강도 스프링용 강 선재 및 그의 제조 방법, 및 고강도 스프링 | |
| JPH07188834A (ja) | 高延性を有する高強度鋼板およびその製造方法 | |
| JP3598868B2 (ja) | 熱間圧延線材の製造方法 | |
| JP2000119805A (ja) | 伸線加工性に優れた鋼線材 | |
| EP0693570A1 (en) | Bainite rod wire or steel wire for wire drawing and process for producing the same | |
| KR940007371B1 (ko) | 자동차 밸브 스프링용 선재의 제조방법 | |
| JP3840376B2 (ja) | 疲労強度および延性に優れた硬引き線用鋼材および硬引き伸線材 | |
| JPH05295448A (ja) | 過共析鋼線材の製造方法 | |
| EP0030699B1 (en) | Process for producing a wire rod for cold forging | |
| JP2544867B2 (ja) | 過共析鋼線材の製造方法 | |
| KR100268852B1 (ko) | 구상화 열처리성이 우수한 냉간압조용 선재의 제조방법 | |
| EP0707088A1 (en) | High-carbon steel rod wire or steel wire excellent in workability in wire drawing and process for producing the same | |
| EP0693569B1 (en) | Bainite rod wire or steel wire for wire drawing and process for producing the same | |
| EP0707089A1 (en) | High-carbon steel wire or steel therefor excellent in workability in wire drawing and process for producing the same | |
| KR100347575B1 (ko) | 마르텐사이트발생을억제하기위한고탄소선재의단계냉각법 | |
| EP0693571A1 (en) | Bainite rod wire or steel wire for wire drawing and process for producing the same | |
| JPH07316661A (ja) | 梱包用バンド及びその製造方法 | |
| GB2076425A (en) | Dual-phase steel sheet | |
| KR100328069B1 (ko) | 스프링용선재의제조방법 | |
| KR100276298B1 (ko) | 고망간함유 신선용 경강선재의 제조방법 | |
| JPH0617192A (ja) | 伸線加工用ベイナイト線材または鋼線およびその製造方法 | |
| KR100238013B1 (ko) | 현가스프링용 선재의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 19990803 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |