KR101147901B1 - 스케일 브레이커 롤 제조방법 - Google Patents

스케일 브레이커 롤 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101147901B1
KR101147901B1 KR1020100032862A KR20100032862A KR101147901B1 KR 101147901 B1 KR101147901 B1 KR 101147901B1 KR 1020100032862 A KR1020100032862 A KR 1020100032862A KR 20100032862 A KR20100032862 A KR 20100032862A KR 101147901 B1 KR101147901 B1 KR 101147901B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
breaker roll
scale breaker
carburizing
tempering
weight
Prior art date
Application number
KR1020100032862A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110113461A (ko
Inventor
이현구
이범일
조철형
Original Assignee
주식회사 벡스엔지니어링
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 벡스엔지니어링, 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 벡스엔지니어링
Priority to KR1020100032862A priority Critical patent/KR101147901B1/ko
Publication of KR20110113461A publication Critical patent/KR20110113461A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101147901B1 publication Critical patent/KR101147901B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0257—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • 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
    • C21D9/38—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

성분조성과 열처리조건의 개선을 통해 스케일 브레이커 롤의 강도 및 내마모성이 향상될 수 있도록 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법이 소개된다. 이러한 스케일 브레이커 롤 제조방법은 탄소(C) : 0.38 ~ 0.43중량％, 크롬(Cr) : 0.90 ~ 1.2중량％, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35중량％, 망간(Mn) : 0.60 ~ 0.85중량％, 몰리브덴(Mo) : 0.15 ~ 0.30중량％, 인(P) : 0.001 ~ 0.025중량％, 황(S) : 0.001 ~ 0.025중량％ 및 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 갖는 스케일 브레이커 롤에 대해 제1침탄 단계(S10)와, 상기 제1침탄 단계(S10) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 900 ~ 950℃로 가열하는 제2침탄 단계(S20)와, 상기 제2침탄 단계(S20) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 800 ~ 830℃로 가열하는 제3침탄 단계(S30)와, 상기 제3침탄 단계(S30) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 밖에서 냉각하는 풍냉 단계(S40)를 포함하는 침탄 공정을 반복 수행하고, 상기 침탄 공정 후, 재가열 단계(S50)와, 퀀칭 단계(S60)와, 템퍼링 단계(S70)와, 중주파 소입 단계(S80)와, 저온 템퍼링 단계(S90)와, 심냉 처리 단계(S100)와, 재템퍼링 단계(S110)를 차례로 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

스케일 브레이커 롤 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SCALEBREAKER ROLL}
본 발명은 스케일 브레이커 롤 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성분조성과 열처리조건의 개선을 통해 스케일 브레이커 롤의 강도 및 내마모성이 향상될 수 있도록 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 강판 표면을 산세할 경우 롤 형태로 말아진 강판(코일 스트립)을 풀면서 산세조의 내부를 통과시키는 형태로 산세하게 된다.
한편, 도 1을 참조하면, 강판(S) 표면을 산세하기 전 강판(S) 표면에 붙은 스케일(녹)을 탈락시키기 위해 강판(S)을 스케일 브레이커 롤(10) 사이로 통과시킨다.
스케일 브레이커 롤(10)의 상하부에는 스케일 브레이커 롤(10)을 받쳐주는 백업롤(Back-up Roll)(20)이 설치되고, 백업롤(20)의 전,후방에는 디플렉터롤(30)이 설치되며, 강판(S)의 적정한 장력이 유지되도록 하는 텐션롤(40) 및 서포터롤(미도시) 등이 스케일 브레이커 롤(10) 주변에 설치된다.
한편, 상기 스케일 브레이커 롤(10)은 상하로 이동하면서 강판(S)에 굴곡을 주어 강판(S) 표면에 붙은 스케일을 탈락시킨다. 이후, 상기 스케일 브레이커 롤(10)을 통과한 강판(S)은 상기 텐션롤(40)에 의해 장력이 일정하게 유지되면서 후속공정인 산세 공정으로 이송된다.
한편, 상기 스케일 브레이커 롤(10)은 강판(S)과의 심한 마찰이 장시간 지속되는 환경에 놓이기 때문에 취성에 강하고, 강도가 높아야 한다.
그런데, 종래의 스케일 브레이커 롤(10)은 중량%로 탄소(C):0.95~1.10%, 크롬(Cr):1.30~1.60%, 실리콘(Si):0.15~0.35%, 망간(Mn):0.5%이하, 인(P):0.025%이하, 황(S):0.025%이하로 조성되며, 탄소(C)를 0.6%내외로 기지에 고용하여 강도 및 탄화물에 의한 내마모성을 확보하여 상온 베어링용으로 가장 많이 사용되는 SUJ2(베어링 강재)를 그 재질로 하였고, 표면부 조직은 미고용 탄화물과 템퍼드 마르텐사이트 조직이었으며, 주로 단순 열처리되어 제조되었기 때문에 도 2에 도시된 것처럼 강판(S)과 접촉되는 몸통부(11)의 표면에 쉽게 피로흠(A)이 발생되었고, 몸통부(11)의 조직이 치밀하지 못하였기에 장시간 사용시 몸통부(11)가 쉽게 마모(B)되었으며, 이러한 피로홈(A)과 마모(B)로 인하여 스케일 브레이커 롤(10)의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
이를 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 수반되었으며, 그 결과 몸통부(11)의 표면이 약한 이유가 스케일 브레이커 롤(10)의 제조시의 열처리방법과 몸통부(11)의 성분조성에 있는 것으로 파악되어 특수코팅 등의 기술을 접목하여 개선을 시도한 바 있다.
그런데 상기에 언급한 특수코팅등의 기술에 따르면, 스케일 브레이커 롤(10)의 몸통부(11)에 나노코팅(초음파 진동기술을 응용하여 아주 큰 정적 및 동작하중을 갖는 볼로써 1초에 2만~4만번 금속의 표면에 직접 충격을 주어 SPD(Severe Plastic Deformation)를 발생시킴으로써 금속 표층부의 조직이 나노 결정 조직으로 개질되도록 하여 아주 크고 깊은 압축잔류응력이 부가되도록 하는 기술이다)을 하고 이와 동시에 몸통부 재질을 금형강인 SKD11(C:1.43%, Si:0.34%, Cr:11.84%, Mn:0.36% Mo:0.66%, V:0.22%)로 개선하였으나, 마찰에 의한 마모현상으로 스케일 브레이커 롤(10)의 몸통부(11)에 마모, 채터링 마크가 발생하는 문제가 발생 되었으며, 경제성이 낮아 효과를 기대할 수 없었다.
또한, 상기 기술에 의에 개선된 스케일 브레이커 롤의 경우에도 몸통부에 항상 피로흠이 발생하고, 이에 따라 강판에도 흠이 발생하였기에 불량품 발생이 완벽하게 방지될 수는 없었다.
즉, 종래에 비해 수명연장 효과는 달성할 수 있었지만, 장수명화 및 경제성 확보는 어려웠는바, 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.
한편, 본 출원인이 연구한 결과, 상기와 같은 문제점은 스케일 브레이커 롤에 대한 열처리공정이 스케일 브레이커 롤 표면을 단순히 830℃로 100분간 가열하여 유냉하는 퀀칭(Quenching), 템퍼링공정으로만 이루어져 도 3에 도시된 것처럼 스케일 브레이커 롤 표면에 탄화물이 침탄되지 않았기 때문인 것으로 파악되었으며, 이처럼 스케일 브레이커 롤 표면에 탄화물이 침탄되지 않으므로 인해 표면 피로가 조기에 발생하여 급격한 마모가 진행되었다.
따라서, 스케일 브레이킹 중 스케일 브레이커 롤에 피로흠이 발생하거나 급속 마모가 진행되면 강판이 불량품으로 생산되기에 조업이 중단될 수 밖에 없었고, 조업 중단시 유지보수에 따른 작업시간의 증대, 생산성 하락, 생산수율 감소, 크레임 등 파급효과가 매우 커 대체 기술이 시급히 요청되고 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 반복적인 침탄과, 퀀칭, 중주파 소입, 심냉처리를 통해 스케일 브레이커 롤의 표면 피로 발생을 늦출 수 있고, 강도 및 내마모성을 향상할 수 있는 스케일 브레이커 롤 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법은, 탄소(C) : 0.38 ~ 0.43중량％, 크롬(Cr) : 0.90 ~ 1.2중량％, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35중량％, 망간(Mn) : 0.60 ~ 0.85중량％, 몰리브덴(Mo) : 0.15 ~ 0.30중량％, 인(P) : 0.001 ~ 0.025중량％, 황(S) : 0.001 ~ 0.025중량％ 및 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 갖는 스케일 브레이커 롤을 열처리로 내에서 일정 탄소 농도 하에서 800 ~ 850℃로 가열하는 제1침탄 단계와, 상기 제1침탄 단계 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 900 ~ 950℃로 가열하는 제2침탄 단계와, 상기 제2침탄 단계 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 800 ~ 830℃로 가열하는 제3침탄 단계와, 상기 제3침탄 단계 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 밖에서 냉각하는 풍냉 단계를 포함하는 침탄 공정을 반복 수행하고, 상기 침탄 공정 후, 재가열 단계와, 퀀칭 단계와, 템퍼링 단계와, 중주파 소입 단계와, 저온 템퍼링 단계와, 심냉 처리 단계와, 재템퍼링 단계를 차례로 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1침탄 단계는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되고, 상기 제2침탄 단계는 탄소 농도 1.4 ~ 1.5% 하에서 3.5 ~ 5.5시간 동안 수행되며, 상기 제3침탄 단계는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
상기 재가열 단계는 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 내에서 탄소 농도 1.0 ~ 1.2% 하에서 820 ~ 840℃로 1 ~ 1.5시간 동안 재가열하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 퀀칭 단계는 상기 재가열 단계 후 30 ~ 90초 내에 상기 스케일 브레이커 롤을 25 ~ 40℃의 수용성 냉각제에 침적시켜 수행되는 것이 바람직하다.
상기 템퍼링 단계는 상기 퀀칭 단계를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 알카리 세척한 후 템퍼링로 내에서 2 ~ 3시간 동안 600 ~ 680℃로 가열하고, 템퍼링로 밖에서 풍냉하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 중주파 소입 단계는 상기 템퍼링 단계를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 중주파 가열하여 수용성 냉매에서 퀀칭하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 저온 템퍼링 단계는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 심냉 처리 단계는 상기 스케일 브레이커 롤을 심냉처리기 내에서 1 ~ 3시간 동안 -90 ~ -70℃로 냉각처리하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 재템퍼링 단계는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 스케일 브레이커 롤 제조방법에 따르면, 반복적인 침탄과, 퀀칭, 중주파 소입, 심냉처리를 통해 스케일 브레이커 롤의 표면 피로 발생이 늦춰질 수 있고, 강도 및 내마모성이 향상될 수 있게 된다.
도 1은 스케일 브레이커 롤 및 그 주변 장치를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 스케일 브레이커 롤에 발생된 피로흠과 마모 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제1침탄 단계 내지 제3침탄 단계를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 재가열 단계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 템퍼링 단계를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 제조방법에 의한 스케일 브레이커 롤과 종래의 스케일 브레이커 롤의 조직사진.
도 8은 본 발명에 따른 실시예와 종래기술에 따른 비교예의 표면깊이에 따른경도 변화를 도시한 그래프.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법을 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법은 탄소(C) : 0.38 ~ 0.43중량％, 크롬(Cr) : 0.90 ~ 1.2중량％, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35중량％, 망간(Mn) : 0.60 ~ 0.85중량％, 몰리브덴(Mo) : 0.15 ~ 0.30중량％, 인(P) : 0.001 ~ 0.025중량％, 황(S) : 0.001 ~ 0.025중량％ 및 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 갖는 스케일 브레이커 롤에 대해 순차적으로 수행되는 제1침탄 단계(S10)와, 제2침탄 단계(S20)와, 제3침탄 단계(S30)와, 풍냉 단계(S40)와, 재가열 단계(S50)와, 퀀칭 단계(S60)와, 템퍼링 단계(S70)와, 중주파 소입 단계(S80)와, 저온 템퍼링 단계(S90)와, 심냉 처리 단계(S100)와, 재템퍼링 단계(S110)를 포함한다.
여기서, 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리용 지그에 장착하는 단취단계가 상기 제1침탄 단계(S10) 전에 선행적으로 수행된다.
상기 제1침탄 단계(S10)로부터 풍냉 단계(S40)까지의 침탄 공정은 스케일 브레이커 롤의 강도를 향상시키기 위해 스케일 브레이커 롤의 표면에 구상탄화물이 침탄되도록 하는 공정이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1침탄 단계(S10)는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되는 것이 바람직하고, 상기 제2침탄 단계(S20)는 탄소 농도 1.4 ~ 1.5% 하에서 3.5 ~ 5.5시간 동안 수행되는 것이 바람직하며, 상기 제3침탄 단계(S30)는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 풍냉 단계(S40)는 상기 스케일 브레이커 롤이 장착된 열처리용 지그를 열처리로 밖으로 인출하여 회전시키면서 강풍으로 냉각시키는 방식으로 수행되며, 상기 스케일 브레이커 롤이 400℃이하로 냉각될 때까지 수행된다.
한편, 상기 침탄 공정은 수회 반복 수행되는 것이 바람직하며, 상기 스케일 브레이커 롤의 표면에 1 ~ 20㎛ 크기의 구상탄화물이 적어도 2.0mm 이상 침탄되도록 하기 위해서는 상기 침탄 공정을 적어도 3회 정도 반복 수행하는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 상기 재가열 단계(S50)는 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 내에서 탄소 농도 1.0 ~ 1.2% 하에서 820 ~ 840℃로 1 ~ 1.5시간 동안 재가열하여 수행된다.
상기 퀀칭 단계(S60)는 상기 스케일 브레이커 롤의 강도 및 경도를 향상시키기 위해 수행되는 단계로서, 상기 재가열 단계(S50) 후 30 ~ 90초 내에 상기 스케일 브레이커 롤을 25 ~ 40℃의 수용성 냉각제에 침적시켜 수행된다.
도 6을 참조하면, 상기 템퍼링 단계(S70)는 상기 퀀칭 단계(S60)를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 알카리 세척한 후 템퍼링로 내에서 2 ~ 3시간 동안 600 ~ 680℃로 가열하고, 템퍼링로 밖에서 풍냉하여 수행된다.
상기 중주파 소입 단계(S80)는 상기 템퍼링 단계(S70)를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 중주파 가열하여 수용성 냉매에서 퀀칭하여 수행된다.
이러한 중주파 소입 단계(S80)는 고주파 유도가열의 방법을 이용하여 상기 스케일 브레이커 롤의 표면을 재질특성에 맞는 소입온도까지 가열하고 물이나 오일로 급속냉각시켜 내마소성 및 기계적 성질이 향상되도록 하는 단계이다.
상기 저온 템퍼링 단계(S90)는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행되고, 상기 심냉 처리 단계(S100)는 상기 스케일 브레이커 롤을 심냉처리기 내에서 1 ~ 3시간 동안 -90 ~ -70℃로 냉각처리하여 수행되며, 상기 재템퍼링 단계(S110)는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행된다.
상기의 저온 템퍼링 단계(S90)와, 심냉 처리 단계(S100)와, 재템퍼링 단계(S110)를 거치면서 상기 스케일 브레이커 롤의 경도는 더욱 높아지게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법의 효과를 실시예와 비교예를 통해 상세히 설명한다.
실시예 및 비교예
본 발명에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법의 효과를 확인하기 위한 실시예로서, 주성분인 철(Fe)에 0.38 ~ 0.43중량％의 탄소(C)와, 0.90 ~ 1.2중량％의 크롬(Cr)과, 0.15 ~ 0.35중량％의 실리콘(Si)과, 0.60 ~ 0.85중량％의 망간(Mn)과, 0.15 ~ 0.30중량％의 몰리브덴(Mo)과, 0.001 ~ 0.025중량％의 인(P)과, 0.001 ~ 0.025중량％의 황(S)이 첨가되어 통상의 주조 공정을 거친 뒤 상술한 제조방법으로 제조된 스케일 브레이커 롤을 이용하였고, 비교예로서, 조성비는 상기 실시예와 동일하되, 기존 방식으로 열처리된 스케일 브레이커 롤을 이용하였다.
한편, 상기 실시예는 상기 조성비로 이루어진 스케일 브레이커 롤에 대해 830℃에서 1시간 동안 제1침탄 단계(S10)를 수행하고, 950℃에서 4시간 동안 제2침탄 단계(S20)를 수행하고, 830℃에서 1시간 동안 제3침탄 단계(S30)를 수행하고, 풍냉 단계(S40)를 수행한 뒤, 이러한 단계들을 2회 더 반복수행하였다.
그 뒤, 상기 스케일 브레이커 롤을 탄소 농도 1.0% 하에서 820℃로 1.5시간 동안 가열하는 재가열 단계(S50)를 수행하였고, 퀀칭 단계(S60)를 거쳐 650℃에서 2.5시간 동안 가열하는 템퍼링 단계(S70)를 수행하였다.
그 뒤, 상기 스케일 브레이커 롤에 대해 중주파 소입 단계(S80)를 수행한 뒤, 150℃에서 1시간 동안 저온 템퍼링 단계(S90)를 수행하였다.
그 뒤, 상기 상기 스케일 브레이커 롤을 -80℃에서 2시간 동안 냉각처리하는 심냉 처리 단계(S100)를 수행하였고, 150℃에서 1시간 동안 재템퍼링 단계(S110)를 수행하였다.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 실시예와 비교예에 대한 탄화물 침탄 여부 , 경화깊이, 경도를 비교한 결과를 표1에 나타내었고, 실시예와 비교예의 조직사진을 도7의 (a),(b)에 각각 나타내었다. 또한, 표면깊이에 따른 경도를 비교한 결과를 도 8에 도시하였다.
구분 침탄깊이 탄화물 크기 경도가 800Hv이상유지되는 표면깊이
실시예 2.0mm 1 ~ 20㎛ 2.2 ~ 2.4mm
비교예 - - 1.1 ~ 1.3mm
표 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 실시예의 경우 반복적인 침탄 공정을 통해 1 ~ 20㎛ 크기의 구상탄화물(C)이 2.0mm깊이로 침탄되었고, 이러한 구상탄화물(C)로 인하여 실시예의 경우 대략 표면부터 깊이 2.3mm되는 부분까지 비커스 경도가 800Hv 이상으로 유지될 수 있다. 반면에, 비교예의 경우는 비커스 경도가 800 Hv 이상으로 유지되는 깊이는 대략 표면부터 깊이 1.2mm되는 부분까지 이다. 비커스 경도 800Hv를 만족하는 표면깊이가 중요한 이유는 비커스 경도 800Hv이하일 때 급속한 마모가 일어나기 때문이며, 실시예의 경우 비교예 대비 약 2배 정도 더 마모되더라도 비커스 경도 800Hv를 유지하게 되고, 구상탄화물(C)로 인하여 경도가 향상되었기에 마모되는 속도 또한 늦춰질 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 스케일 브레이커 롤 제조방법에 의할 때 스케일 브레이커 롤의 경도가 향상되고 비커스 경도 800Hv를 만족하는 표면깊이가 증가하여 마모속도가 월등히 늦춰질 수 있게 되고, 결과적으로 스케일 브레이커 롤의 장수명화로 인해 빈번한 조업 중단이 방지되어 생상성 및 제품의 품질이 향상될 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.
S10 : 제1침탄 단계 S20 : 제2침탄 단계
S30 : 제3침탄 단계 S40 : 풍냉 단계
S50 : 재가열 단계 S60 : 퀀칭 단계
S70 : 템퍼링 단계 S80 : 중주파 소입 단계
S90 : 저온 템퍼링 단계 S100 : 심냉 처리 단계
S110 : 재템퍼링 단계

Claims (9)

  1. 탄소(C) : 0.38 ~ 0.43중량％, 크롬(Cr) : 0.90 ~ 1.2중량％, 실리콘(Si) : 0.15 ~ 0.35중량％, 망간(Mn) : 0.60 ~ 0.85중량％, 몰리브덴(Mo) : 0.15 ~ 0.30중량％, 인(P) : 0.001 ~ 0.025중량％, 황(S) : 0.001 ~ 0.025중량％ 및 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 갖는 스케일 브레이커 롤을 열처리로 내에서 일정 탄소 농도 하에서 800 ~ 850℃로 가열하는 제1침탄 단계(S10)와, 상기 제1침탄 단계(S10) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 900 ~ 950℃로 가열하는 제2침탄 단계(S20)와, 상기 제2침탄 단계(S20) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 일정 탄소 농도 하에서 800 ~ 830℃로 가열하는 제3침탄 단계(S30)와, 상기 제3침탄 단계(S30) 후, 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 밖에서 냉각하는 풍냉 단계(S40)를 포함하는 침탄 공정을 반복 수행하고, 상기 침탄 공정 후, 재가열 단계(S50)와, 퀀칭 단계(S60)와, 템퍼링 단계(S70)와, 중주파 소입 단계(S80)와, 저온 템퍼링 단계(S90)와, 심냉 처리 단계(S100)와, 재템퍼링 단계(S110)를 차례로 수행하는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1침탄 단계(S10)는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되고, 상기 제2침탄 단계(S20)는 탄소 농도 1.4 ~ 1.5% 하에서 3.5 ~ 5.5시간 동안 수행되며, 상기 제3침탄 단계(S30)는 탄소 농도 1.1 ~ 1.4% 하에서 1시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 재가열 단계(S50)는 상기 스케일 브레이커 롤을 열처리로 내에서 탄소 농도 1.0 ~ 1.2% 하에서 820 ~ 840℃로 1 ~ 1.5시간 동안 재가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 퀀칭 단계(S60)는 상기 재가열 단계(S50) 후 30 ~ 90초 내에 상기 스케일 브레이커 롤을 25 ~ 40℃의 수용성 냉각제에 침적시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 템퍼링 단계(S70)는 상기 퀀칭 단계(S60)를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 알카리 세척한 후 템퍼링로 내에서 2 ~ 3시간 동안 600 ~ 680℃로 가열하고, 템퍼링로 밖에서 풍냉하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중주파 소입 단계(S80)는 상기 템퍼링 단계(S70)를 거친 상기 스케일 브레이커 롤을 중주파 가열하여 수용성 냉매에서 퀀칭하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 저온 템퍼링 단계(S90)는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 심냉 처리 단계(S100)는 상기 스케일 브레이커 롤을 심냉처리기 내에서 1 ~ 3시간 동안 -90 ~ -70℃로 냉각처리하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 재템퍼링 단계(S110)는 상기 스케일 브레이커 롤을 템퍼링로 내에서 0.5 ~ 1.5시간 동안 100 ~ 200℃로 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스케일 브레이커 롤 제조방법.
KR1020100032862A 2010-04-09 2010-04-09 스케일 브레이커 롤 제조방법 KR101147901B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100032862A KR101147901B1 (ko) 2010-04-09 2010-04-09 스케일 브레이커 롤 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100032862A KR101147901B1 (ko) 2010-04-09 2010-04-09 스케일 브레이커 롤 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110113461A KR20110113461A (ko) 2011-10-17
KR101147901B1 true KR101147901B1 (ko) 2012-05-24

Family

ID=45028809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100032862A KR101147901B1 (ko) 2010-04-09 2010-04-09 스케일 브레이커 롤 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101147901B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109593946B (zh) * 2018-12-29 2020-06-16 宝钢轧辊科技有限责任公司 Hc六辊轧机中间辊辊身端部硬度及淬硬层控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001713B1 (ko) * 1988-03-01 1996-02-03 제너럴 다이내믹스 랜드 시스팀즈, 아이엔씨. 표면경화장갑판 및 표면 경화방법
JP2002115042A (ja) 2000-10-05 2002-04-19 Toyota Motor Corp 真空浸炭方法とそのための装置
JP2005076679A (ja) 2003-08-28 2005-03-24 Nsk Ltd 転がり軸受

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001713B1 (ko) * 1988-03-01 1996-02-03 제너럴 다이내믹스 랜드 시스팀즈, 아이엔씨. 표면경화장갑판 및 표면 경화방법
JP2002115042A (ja) 2000-10-05 2002-04-19 Toyota Motor Corp 真空浸炭方法とそのための装置
JP2005076679A (ja) 2003-08-28 2005-03-24 Nsk Ltd 転がり軸受

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110113461A (ko) 2011-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100439540C (zh) 具有良好的滚动疲劳寿命的钢材及其制造方法
KR101170248B1 (ko) 쇼트 피닝용 투사재의 재료, 마무리선, 제조 방법 및 쇼트 피닝용 투사재
WO2011013362A1 (ja) 窒素化合物層を有する鉄鋼部材、及びその製造方法
WO2011013559A1 (ja) 複合熱処理方法及び焼入れ鉄鋼部材
JP5649884B2 (ja) 窒素化合物層を有する鉄鋼部材、及びその製造方法
EP2955242B1 (en) Steel sheet for nitriding and production method therefor
CN107794348A (zh) 一种提高Cr12MoV钢综合性能的热处理工艺
KR101147901B1 (ko) 스케일 브레이커 롤 제조방법
JP6796472B2 (ja) 中空部材及びその製造方法
JP5682161B2 (ja) 転がり摺動部材の製造方法
KR101319695B1 (ko) W-Mo-Cr-V-(Co)계 고속도공구강의 탄화물의 미세 석출 및 균일 분포에 의한 인성 향상 및 경도 증가 열처리 방법
WO2007097043A1 (ja) クラッチ部材およびその製造方法
US11207721B2 (en) Roll for hot rolling process and method for manufacturing same
JPH11269631A (ja) 鋼製部品の表面処理方法
CN114540712A (zh) 一种添加Ce元素的无涂层增强抗高温氧化热冲压成形钢
JPH01283430A (ja) 転動疲労寿命特性に優れた軸受
JPWO2015199103A1 (ja) ピニオンシャフト及びその製造方法
JP2021116456A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼帯の製造方法およびマルテンサイト系ステンレス鋼帯
EP3748027B1 (en) Bolt
JPH1150141A (ja) 鋼製部品の表面硬化処理方法
JPH11279713A (ja) 耐銹性および耐熱劣化性に優れるディスクブレーキ用マルテンサイト系ステンレス鋼
KR100386300B1 (ko) 탄화물로 롤의 표면을 경화시키는 방법
WO2015156374A1 (ja) ピニオンシャフト及びその製造方法
KR20180080843A (ko) 가공부하에 의하여 침탄이 방지된 합금강 및 이의 제조방법
KR20010094511A (ko) 냉간 압연롤 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150605

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160516

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170515

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180516

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 8