KR101459775B1 - Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it - Google Patents
Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it Download PDFInfo
- Publication number
- KR101459775B1 KR101459775B1 KR1020080058955A KR20080058955A KR101459775B1 KR 101459775 B1 KR101459775 B1 KR 101459775B1 KR 1020080058955 A KR1020080058955 A KR 1020080058955A KR 20080058955 A KR20080058955 A KR 20080058955A KR 101459775 B1 KR101459775 B1 KR 101459775B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- present
- steel
- weight
- spindle knuckle
- tempered steel
- Prior art date
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
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- 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
- C21D1/26—Methods of annealing
- C21D1/28—Normalising
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
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 Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 자동차 부품용 비조질강 및 이를 이용한 스핀들 너클 제조방법에 관한 것으로서, Cu, Bi와 같은 새로운 합금 원소를 첨가하여 피삭성을 향상시킴으로써 별도의 조질 처리 없이도 단조 후 곧바로 절삭 가공을 할 수 있는 자동차 부품용 조질강을 개발하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a non-tempered steel for automobile parts and a method for manufacturing a spindle knuckle using the same. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a spindle knuckle for automobile parts, which comprises a step of adding a new alloy element such as Cu and Bi to improve machinability, The purpose of this research is to develop a crude steel for parts.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 부품용 조질강은 C: 0.38 ~ 0.42중량%, Si: 0.15 ~ 0.50중량%, Mn: 1.40 ~ 1.60중량%, S: 0.10 ~ 0.24중량%, Cu: 0.5 ~ 3.0 중량%, Cr: 0.16 ~ 0.38중량%, Mo: 0.10 ~ 0.20중량%, Bi: 0.15 ~ 0.65중량% 및 잔부로 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a crude steel for automobile parts, which comprises 0.38 to 0.42 wt% of C, 0.15 to 0.50 wt% of Si, 1.40 to 1.60 wt% of Mn, 0.10 to 0.24 wt% of S, 0.5 to 3.0% by weight of Cr, 0.16 to 0.38% by weight of Cr, 0.10 to 0.20% by weight of Mo, 0.15 to 0.65% by weight of Bi, and iron and unavoidable impurities.
자동차 부품, 스핀들 너클, 피삭성, 노멀라이징 Automobile parts, spindle knuckle, machinability, normalizing
Description
본 발명은 자동차 부품용 비조질강 및 이를 이용한 스핀들 너클 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비조질강의 합금 성분을 제어하여 별도의 조질 처리를 하지 않고도 우수한 피삭성을 가지도록 해주는 자동차 부품용 비조질강과 이 합금소재를 사용하여 스핀들 너클을 제조하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a non-tempered steel for automobile parts and a method for manufacturing a spindle knuckle using the same. More particularly, the present invention relates to a non-tempered steel for automobile parts which can control an alloy component of a non-tempered steel, And a method for manufacturing a spindle knuckle using the steel and the alloy material.
자동차 부품, 예를 들어 조향 장치에 사용되는 스핀들 너클은 부품의 특성 상 열간 또는 냉간 단조 후에 홀 가공 등을 위하여 절삭 공정이 추가로 실시되어야 한다. 그러나, 열간 또는 냉간 단조 후에 별도의 조질 처리(Quenching and Tempering, 보통 "Q&T 처리"라고도 함)를 하지 아니하면, 가공 경화로 인해 인성이 떨어져 절삭면에 크랙이 발생하는 등의 문제점이 발생하였다.Spindle knuckles used in automotive parts, for example steering devices, must be further machined for hot machining or after cold forging due to the nature of the part. However, if a separate tempering treatment (Quenching and Tempering, commonly referred to as "Q & T treatment") is not performed after hot or cold forging, cracks are generated on the cutting surface due to workability due to work hardening.
이러한 문제점을 해결하기 위해 조질 처리를 행하는 합금강 소재가 스핀들 너클 제조에 많이 사용된다. 대표적인 조질강 합금 소재가 S40MS1V이다. 이 조질강은 C 0.40 ~ 0.46중량%, Si 0.55 ~ 0.70중량%, Mn 1.40 ~ 1.60중량%, P 0.003중량% 이하, S 0.04 ~ 0.07중량%, Cr 0.10 ~ 0.20중량%, Mo 0.20 ~ 0.30중량%, 잔부로 철(Fe)과 불가피한 불순물로 구성된다. In order to solve such a problem, an alloy steel material which performs a tempering process is widely used for manufacturing a spindle knuckle. A typical crude steel alloy material is S40MS1V. Wherein the crude steel contains 0.40 to 0.46 wt% of C, 0.55 to 0.70 wt% of Si, 1.40 to 1.60 wt% of Mn, 0.003 wt% or less of P, 0.04 to 0.07 wt% of S, 0.10 to 0.20 wt% of Cr, %, The balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.
이러한 조질강은 열간 또는 냉간 단조 후에 조질 처리를 하여 절삭 가공에 필요한 강도 및 인성을 만족시켰으나, 조질 처리 공정으로 인해 시간과 비용이 추가로 발생하는 문제점이 있었다. Such a crude steel was subjected to tempering treatment after hot or cold forging to satisfy the strength and toughness required for cutting, but there was a problem that time and cost were additionally incurred due to the tempering process.
이를 해결하기 위해 합금 성분의 제어만으로 별도의 조질 처리 없이도 기존의 조질강과 유사한 기계적 특성을 갖는 비조질강이 개발되고 있다. 그러나, 비조질강 중에는 후속 공정에 필요한 충분한 기계적 특성을 가지지 못하는 경우가 종종 발생되고 있다. 예를 들어, 크랭크 샤프트에 사용되던 비조질강인 S40MS1V는 홀 가공을 위한 절삭 공정 중에 홀의 표면에 크랙이 발생하여 다시 구조용 조질강인 SCM440으로 환원한 적이 있다.In order to solve this problem, a non-tempered steel having mechanical properties similar to those of conventional steels is developed without any separate tempering treatment only by controlling the alloy components. However, unconstrained steels often do not have sufficient mechanical properties required for subsequent processing. For example, S40MS1V, a non-tempered steel used in a crankshaft, was cracked on the surface of the hole during the cutting process for the hole machining and was once again reduced to SCM440 as a structural steel.
또한, 스핀들 너클 제조용 비조질강 중에는 피삭성을 향상시키기 위하여 납(Pb)를 첨가한 합금 소재가 개발되기도 하였으나, 납은 비용 대비 효과가 우수함에도 불구하고 전 세계적으로 환경 저해물질로서 사용이 금지되고 있는 추세이어서 활용 가능성이 낮다.In addition, alloying materials added with lead (Pb) to improve machinability have been developed in non-tempered steels for manufacturing spindle knuckles, but lead is prohibited as an environmental inhibitor in the world despite its excellent cost effectiveness It is unlikely to be used because it is a trend.
이러한 점에서 당업계에서는 새로운 합금 원소의 추가로 우수한 피삭성을 발휘할 수 있는 새로운 비조질강의 개발이 요구되고 있는 실정이다.In this regard, there is a need in the art to develop a new non-refined steel which can exhibit excellent machinability with the addition of new alloying elements.
본 발명은 이러한 요구를 충족시키기 위하여 개발된 것으로서, 기존의 합금 소재와 달리 Cu, Bi와 같은 새로운 합금 원소를 추가하여 피삭성을 향상시킴으로써, 단조 가공 후에 별도의 조질 처리 없이도 절삭 가공을 할 수 있는 자동차 부품용 비조질강을 개발하는데 그 목적이 있다.The present invention has been developed in order to meet such a demand, and unlike conventional alloy materials, by adding a new alloying element such as Cu and Bi to improve machinability, it is possible to perform cutting processing without forging processing after forging The purpose of this research is to develop non-tempered steel for automotive parts.
또한, 새로운 비조질강을 사용하여 스핀들 너클을 제조함에 있어서 Bi와 같은 합금 원소가 결정립계에 필름 형태로 편석되어 취약해지는 문제점을 노멀라이징 처리를 통해 해결하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to solve the problem that an alloying element such as Bi is segregated as a film on a grain boundary and becomes weak when a new unoriented steel is used to manufacture a spindle knuckle through a normalizing treatment.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차 부품용 비조질강은 C: 0.38 ~ 0.42중량%, Si: 0.15 ~ 0.50중량%, Mn: 1.40 ~ 1.60중량%, S: 0.10 ~ 0.24중량%, Cu: 0.5 ~ 3.0 중량%, Cr: 0.16 ~ 0.38중량%, Mo: 0.10 ~ 0.20중량%, Bi: 0.15 ~ 0.65중량% 및 잔부로 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다. In order to achieve the above-mentioned object, the non-tempered steel for automobile parts according to the present invention comprises 0.38 to 0.42 wt% of C, 0.15 to 0.50 wt% of Si, 1.40 to 1.60 wt% of Mn, 0.10 to 0.24 wt% of S, 0.1 to 0.20 weight% of Bi, 0.15 to 0.65 weight% of Bi, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.
또한, 본 발명에 따른 자동차용 스핀들 너클은 C: 0.38 ~ 0.42중량%, Si: 0.15 ~ 0.50중량%, Mn: 1.40 ~ 1.60중량%, S: 0.10 ~ 0.24중량%, Cu: 0.5 ~ 3.0 중량%, Cr: 0.16 ~ 0.38중량%, Mo: 0.10 ~ 0.20중량%, Bi: 0.15 ~ 0.65중량% 및 잔부로 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 자동차 부품용 비조질강을 사용하여 열간 단조 후 제어 냉각시킨 다음에 530 ~ 680℃에서 노멀라이징 처리를 하고 홀 가공함으로써 제조된다. The spindle knuckle for a vehicle according to the present invention may further comprise: 0.38 to 0.42 wt% of C, 0.15 to 0.50 wt% of Si, 1.40 to 1.60 wt% of Mn, 0.10 to 0.24 wt% of S, , 0.16 to 0.38 wt.% Of Cr, 0.10 to 0.20 wt.% Of Mo, 0.15 to 0.65 wt.% Of Bi, and iron (Fe) and unavoidable impurities as the remainder. Next, normalizing treatment is performed at 530 to 680 占 폚, and a hole is produced.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차 부품용 비조질강 및 이를 이용한 스핀들 너클 제조방법에 의하면, 조질 처리를 하지 않고도 절삭 가공에 필요한 강도와 인성을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 피삭성도 향상된다. According to the non-treated steel for automobile parts and the method for manufacturing a spindle knuckle using the same according to the present invention, not only the strength and toughness required for cutting but also machinability can be improved without tempering treatment.
따라서, 본 발명에 따르면 열간 또는 냉간 단조 후에도 별도의 조질 처리 없이 곧바로 절삭 가공을 할 수 있어 생산성이 크게 향상된다.Therefore, according to the present invention, even after the hot or cold forging, the cutting process can be performed immediately without any separate tempering process, and the productivity is greatly improved.
또한, 조질 처리 공정을 생략할 수 있기 때문에 시간 및 비용을 절감할 수 있다.In addition, since the tempering process can be omitted, time and cost can be saved.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 기술구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 부품의 특성상 열간 또는 냉간 단조 후에 절삭 가공이 추가로 필요한 자동차용 부품의 소재로 개발된 것이다. 이러한 자동차용 부품의 대표적인 것이 조향 장치에 사용되는 스핀들 너클이다.The present invention has been developed as a material for an automotive part which requires further machining after hot or cold forging due to the characteristics of parts. A typical example of such an automotive part is a spindle knuckle used in a steering apparatus.
도 1에는 스핀들 너클을 포함한 조향 장치의 일부가 간단히 도시되어 있다. 도 1의 (a)에서 보듯이 스핀들 너클(2)은 일측에 자동차 바퀴가 장착되는 허브(1)가 스핀들 축(5)에 의해 회전 가능하게 결합되고, 타측에는 킹핀(3)을 매개로 액슬(4)의 단부가 회동 가능하게 결합된다. 이를 위해 스핀들 너클(2)은 도 1의 (b)에 보듯이 상, 하 양측에 상기 킹핀(3)이 삽입될 수 있도록 킹핀홀(6)이 형성된다.In Figure 1, a portion of a steering apparatus including a spindle knuckle is simply shown. 1 (a), the
이와 같이 구성된 스핀들 너클(2)을 제조하기 위해서는 열간 단조를 통해 전 체적인 형상을 만든 다음 킹핀홀(6)을 형성하기 위해 절삭 가공을 추가로 실시하여야 한다. 기존의 합금 소재는 열간 단조에 따른 가공 경화로 인해 절삭 가공시에 홀 표면에 크랙이 발생하는 문제가 발생하였으므로, 절삭 가공 이전에 조질 처리를 하여 필요한 강도와 인성을 가지도록 하였다는 것은 이미 상기한 바와 같다.In order to manufacture the
본 발명은 이러한 조질 처리에 따른 시간 및 비용을 절감하기 위해 합금 성분의 제어에 의해 별도의 조질 처리 없이도 절삭 가공을 할 수 있는 자동차 부품용 합금 소재를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an alloying material for automobile parts which can be cut without any separate tempering treatment by controlling an alloy component in order to reduce time and cost in accordance with such tempering treatment.
이를 위해 본 발명에 따른 비조질강은, C: 0.38 ~ 0.42중량%, Si: 0.15 ~ 0.50중량%, Mn: 1.40 ~ 1.60중량%, S: 0.10 ~ 0.24중량%, Cu: 0.5 ~ 3.0 중량%, Cr: 0.16 ~ 0.38중량%, Mo: 0.10 ~ 0.20중량%, Bi: 0.15 ~ 0.65중량% 및 잔부로 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다. To this end, the non-tempered steel according to the present invention comprises 0.38 to 0.42 weight percent of C, 0.15 to 0.50 weight percent of Si, 1.40 to 1.60 weight percent of Mn, 0.10 to 0.24 weight percent of S, 0.5 to 3.0 weight percent of Cu, 0.16 to 0.38 wt% of Cr, 0.10 to 0.20 wt% of Mo, 0.15 to 0.65 wt% of Bi, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.
본 발명에 따른 비조질강의 합금 성분을 종래의 조질강 합금 성분과 비교 도시한 하기 표 1을 참조로 각 합금 성분의 조성 범위 및 역할을 설명한다. The composition range and the role of each alloy component will be described with reference to Table 1 below, which compares the alloy composition of the non-refinement steel according to the present invention with that of the conventional composition steel alloy.
0.460.40 ~
0.46
0.700.55 ~
0.70
1.601.40 ~
1.60
이하0.03
Below
0.070.04 ~
0.07
0.200.10 ~
0.20
0.300.20 ~
0.30
조질강ratio
Crude steel
0.420.38 ~
0.42
0.500.15 ~
0.50
1.601.40 ~
1.60
이하0.03
Below
0.240.10 ~
0.24
3.00.5 ~
3.0
0.380.16 ~
0.38
0.200.10 ~
0.20
0.650.15 ~
0.65
(1) C (탄소)(1) C (carbon)
C는 강도 및 인성을 제어하는 대표적인 합금 성분으로서, 보다 상세하게는 강의 조직 내에 페라이트와 펄라이트의 체적 분율을 제어하여 스핀들 너클의 충격 인성 및 연성을 제어하는 역할을 한다. 상기 표 1에서 보듯이 본 발명의 비조질강에는 종래의 조질강보다 C 함량이 상대적으로 작다. 이러한 C의 함량은 실험 결과를 토대로 비조질강의 피삭성을 향상시켜주는 최적의 범위를 정한 것이다.C is a typical alloy component that controls strength and toughness, and more specifically controls the volume fraction of ferrite and pearlite in the steel structure to control the impact toughness and ductility of the spindle knuckle. As shown in Table 1, the non-tempered steel of the present invention has a relatively smaller C content than the conventional steel. The content of C is an optimal range that improves the machinability of non-tempered steel based on the experimental results.
(2) Si (규소)(2) Si (silicon)
Si는 경도, 탄성계수 등을 증가시키고, 페라이트(Ferrite) 상을 강화하는 요소지만, 연신율과 충격치를 저하시키는 합금 성분이다. 따라서, 본 발명의 비조질강에서는 종래의 조질강보다 Si 함량을 크게 낮추어 연신율과 충격치를 향상시킴으로써 피삭성이 향상되도록 한 것이다. 따라서 Si 함량이 0.50중량%을 초과하면 절삭 가공시에 크랙이 발생하게 되고, 0.15중량% 미만이면 페라이트의 체적 분율이 작아져 필요한 강도를 얻을 수 없다. Si is an element that increases hardness, elastic modulus and the like and strengthens the ferrite phase but is an alloy component that lowers elongation and impact value. Therefore, in the non-tempered steel of the present invention, the Si content is significantly lower than that of the conventional steel, and the machinability is improved by improving the elongation and the impact value. Therefore, if the Si content exceeds 0.50% by weight, cracks occur during cutting. If the Si content is less than 0.15% by weight, the volume fraction of ferrite becomes small and the necessary strength can not be obtained.
(3) Mn (망간)(3) Mn (manganese)
Mn은 오스테나이트에서 페라이트로의 변태 온도를 낮추어 조직을 미세화시키는 역할을 하는 것으로 인성의 저하없이 필요한 강도를 얻기 위해서는 종래와 동일하게 1.40 ~ 1.60중량%를 유지하는 것이 바람직하다.Mn serves to lower the transformation temperature from austenite to ferrite to make the structure finer. In order to obtain the required strength without deteriorating toughness, it is preferable to maintain 1.40 to 1.60 wt% as in the conventional case.
(4) P (인)(4) P (phosphorus)
P는 본 발명에 따른 비조질강의 필수 합금 성분은 아니나, 도 2에서 보듯이 Cu-Bi 합금계에서 다른 원소에 비해 연신율을 향상시키는 효과가 매우 크므로 피삭성 향상을 위해서는 첨가되는 것이 바람직하다. 다만 Fe3P는 입계에 편석하여 상온 충격치를 감소시키므로 최대 0.03중량% 범위 안에서 첨가한다. P is not an essential alloy component of the non-refinement steel according to the present invention, but as shown in FIG. 2, the effect of improving the elongation is much higher in the Cu-Bi alloy system than the other elements. However, since Fe 3 P is segregated at grain boundaries and reduces the impulse at room temperature, it is added in the range of 0.03 wt% at maximum.
(5) S (황)(5) S (sulfur)
S는 0.10중량% 이상 첨가되면 Mn과 화합물을 형성하여 점성과 윤활성을 지닌 MnS 형태로 기지 내에 존재함으로써 피삭성을 향상시킨다. 그러나, S가 0.24중량%를 초과하면 FeS 형태로 입계에 망상으로 편석되어 인장강도, 연신율, 충격치를 저하시켜서 가공시 파괴의 원인이 된다.When added in an amount of 0.10% by weight or more, S forms a compound with Mn and forms MnS with viscosity and lubrication to improve machinability by being present in the matrix. However, when S is more than 0.24% by weight, it is segregated in the form of FeS in the grain boundaries in the grain boundaries to lower the tensile strength, elongation and impact value, which may cause fracture in processing.
(6) Cu (구리)(6) Cu (copper)
Cu는 본 발명의 특징적인 합금 성분으로서 냉각속도에 따른 경도 차이를 감소시키고 강도 향상에 기여하는 것이므로 0.5 ~ 3.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. Cu가 3.0 중량%를 초과하면 충격치가 낮아지는 경향이 현저히 증가한다.Since Cu is a characteristic alloy component of the present invention, it reduces the difference in hardness according to the cooling rate and contributes to the improvement in strength, so it is preferable that Cu is added in an amount of 0.5 to 3.0 wt%. When the content of Cu exceeds 3.0% by weight, the tendency of the impact value to be lowered significantly increases.
(7) Cr (크롬)(7) Cr (chromium)
Cr은 경화능을 향상시키므로 스핀들 너클과 같이 크기가 큰 대물부품에는 반드시 0.16중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만 Cr이 0.38중량%를 초과하여 냉각능 향상 효과가 포화되므로 경제성이 저하된다.Since Cr improves the hardenability, it is preferable that 0.16 wt% or more of Cr is added to a large-sized object such as a spindle knuckle. However, since the effect of improving the cooling ability is saturated due to the Cr content exceeding 0.38% by weight, the economical efficiency is lowered.
(8) Mo (몰리브덴)(8) Mo (molybdenum)
Mo는 Cr과 더불어 경화능 및 내열성을 향상시켜주는 합금 성분으로 0.10 ~ 0.20중량% 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다. Mo is preferably added in an amount of 0.10 to 0.20% by weight as an alloy component for improving hardenability and heat resistance in addition to Cr.
(9) Bi (비스무스)(9) Bi (bismuth)
Bi는 본 발명의 특징적인 합금 성분으로서 절삭 가공시에 저융점 용융 윤활작용을 하여 피삭성을 향상시켜준다. 이러한 피삭성 향상 효과를 나타내기 위해서는 최소 0.15중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, Bi가 0.65중량%를 초과하면 고가의 금속인 관계로 가격 대비 성능 향상 효과가 크지 않고, Bi 화합물이 결정립계에 형성되어 기계적 성질을 저하시킨다. Bi is a characteristic alloy component of the present invention, which performs a low melting point lubrication action during cutting to improve machinability. In order to exhibit such machinability improvement effect, it is preferable that a minimum of 0.15 wt% or more is added. However, if the Bi content exceeds 0.65% by weight, the effect of improving the cost performance is not significant because of the expensive metal, and the Bi compound is formed in the grain boundaries and the mechanical properties are deteriorated.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차 부품용 비조질강은 강도 및 인성이 높고 피삭성이 우수하여 열간 또는 냉각 단조 후에도 별도의 조질 처리 없이 절삭 가공을 곧바로 실시할 수 있다. 이상에서는 스핀들 너클의 제조를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 자동차 부품용 비조질강은 스핀들 너클 이외의 부품에도 적용 가능함은 당연하다 할 것이다. The non-tempered steel for automobile parts according to the present invention having the above-described structure has high strength and toughness and excellent machinability, so that it is possible to carry out cutting without any further tempering process even after hot or cold forging. Although the manufacturing of the spindle knuckle has been described above by way of example, it is natural that the non-conditioned steel for automobile parts according to the present invention can be applied to parts other than the spindle knuckle.
본 발명에 따른 비조질강의 기계적 물성을 종래의 조질강과 비교하여 나타내면 다음 표 2와 같다. 참고로 표 2에서 비교예는 상기 표 1에 개시된 종래의 조질강이 가지는 평균 물성치를 나타낸 것이다.The mechanical properties of the unoriented steel according to the present invention are shown in Table 2 in comparison with the conventional steels. As a reference, the comparative example in Table 2 shows the average physical properties of conventional crude steel described in Table 1. [
0.460.40 ~
0.46
0.700.55 ~
0.70
1.601.40 ~
1.60
이하0.03
Below
0.070.04 ~
0.07
0.200.10 ~
0.20
0.300.20 ~
0.30
(노멀라이징)Example 2
(Normalizing)
표 2에서 보듯이 본 발명의 실시예는 종래의 조질강에 비해 강도 및 경도가 크게 저하되지 않는 범위 내에서 연신율 또는 충격치가 증가되었음을 알 수 있다. 이러한 연신율과 충격치의 증가는 피삭성의 향상을 가져와 별도의 조질 처리 없이도 절삭 가공을 할 수 있도록 해준다.As shown in Table 2, it can be seen that the embodiment of the present invention has an increase in elongation or impact value within a range in which the strength and hardness are not significantly lowered as compared with the conventional crude steel. This increase in elongation and impact value will improve the machinability and allow cutting without machining.
특히, 실시예2와 같이 본 발명에 따른 비조질강에 노멀라이징 처리를 하면 충격치가 20J/㎠ 이상으로 크게 증가되어 피삭성이 더욱 향상된다. 따라서, 스핀들 너클과 같은 대물부품의 경우에는 노멀라이징 처리를 하면 조직의 균질화와 함께 우수한 피삭성을 얻을 수 있다. 이 대물부품의 노멀라이징 처리에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다. In particular, when the non-tempered steel according to the present invention is subjected to the normalizing treatment as in the case of Example 2, the impact value is greatly increased to not less than 20 J / cm < 2 > Therefore, in the case of an objective part such as a spindle knuckle, a normalizing treatment can obtain homogeneous texture and excellent machinability. Details of the normalizing process of the objective part will be described later.
이하에서는 열간 단조, 제어 냉각, 노멀라이징 처리에 따른 온도 변화를 나타낸 도 3을 참조로 상기한 합금 성분으로 이루어진 자동차 부품용 비조질강을 사용하여 대물부품인 스핀들 너클을 제조하는 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a spindle knuckle, which is an objective component, using non-tempered steel for automobile parts made of the above-described alloy component will be described in detail with reference to FIG. 3 showing temperature changes due to hot forging, controlled cooling and normalizing treatment.
본 발명에 따르면 스핀들 너클은 ① 소재 절단 - ② 열간 단조 - ③ 제어 냉각 - ④ 숏 블라스트 - ⑤ 노멀라이징 처리 - ⑥ 홀 가공 - ⑦ 방청의 단계를 거쳐 제조된다. According to the present invention, the spindle knuckle is manufactured through the steps of (1) cutting the material, (2) hot forging, (3) controlling cooling, (4) shot blasting, (5) normalizing treatment, (6) hole processing,
소재 절단 단계에서는 본 발명에 따른 비조질강 합금 소재를 단조 크기에 맞추어 절단한다. 열간 단조 단계에서는 절단된 합금 소재를 1150 ~ 1250℃에서 2분 정도 가열한 다음 150 ~ 250℃ 가열된 단조 금형을 2000톤의 프레스기로 가압하여 단조를 실시한다. 제어 냉각 단계에서는 단조된 부품을 밀폐형 자동 컨베이어에서 50℃/min 속도로 냉각시킨다. 이 제어 냉각 단계는 냉각 속도를 조절하여 합금 조직의 결정립 크기를 제어할 수 있다. 숏 블라스트 단계에서는 단조 시에 외부 공기와의 접촉에 의해 생긴 표면 산화물을 제거하고 표면에 압축응력을 주어 피로강도를 향상시킨다.In the material cutting step, the non-tempered steel alloy material according to the present invention is cut to match the forging size. In the hot forging step, the cut alloy material is heated at 1150 ~ 1250 ℃ for 2 minutes and then the forged mold heated at 150 ~ 250 ℃ is pressed with a 2000 ton press machine for forging. In the controlled cooling stage, the forged parts are cooled at a rate of 50 ° C / min on a closed type automatic conveyor. This controlled cooling step can control the grain size of the alloy structure by controlling the cooling rate. In the shot blast stage, the surface oxide formed by contact with the outside air during forging is removed and the surface is subjected to compressive stress to improve the fatigue strength.
노멀라이징(Normalizing) 단계는 본 발명에 따른 가장 특징적인 제조 단계로서, 열간 단조 후 냉각된 합금 소재를 530 ~ 680℃에서 3 ~ 5분 동안 열처리한다. 이에 의해 합금 소재의 기지 및 결정립계에 필름 형태로 편석되어 있던 Bi 화합물을 확산을 통해 균질화시킴으로써 연신율과 충격치를 증가시켜 피삭성을 향상시킨다. The normalizing step is the most characteristic manufacturing step according to the present invention, in which the alloy material cooled after hot forging is heat treated at 530 to 680 캜 for 3 to 5 minutes. As a result, the Bi compound segregated as a film in the matrix and grain boundaries of the alloy material is homogenized through diffusion to increase the elongation and impact value to improve machinability.
노멀라이징 온도가 530℃ 미만이 되면 Bi 화합물의 확산이 충분히 이루어지지 못해 입계 파단에 의한 충격 인성의 저하를 가져오고, 680℃를 초과하면 과균질화에 의해 강도가 저하된다. 같은 이유로 노멀라이징 처리 시간도 3 ~ 5분으로 제어하는 것이 바람직하다.If the normalizing temperature is lower than 530 캜, the Bi compound can not be sufficiently diffused and the impact toughness due to grain boundary fracture is lowered. When the normalizing temperature is higher than 680 캜, the strength is lowered by homogenization. For the same reason, it is preferable to control the normalizing treatment time to 3 to 5 minutes.
이 노멀라이징 처리는 스핀들 너클과 같은 대물부품에 있어서 소재 전체의 균질화와 피삭성 향상을 동시에 달성할 수 있도록 한 것이므로, 본 발명에 따른 비조질강을 소물부품인 다른 자동차 부품에 사용하는 때에는 적용하지 아니할 수도 있다. This normalizing treatment is intended to simultaneously achieve homogenization and machinability improvement of an objective material such as a spindle knuckle. Therefore, when the non-tempered steel according to the present invention is used for other automobile parts, have.
노멀라이징 처리된 합금 소재는 충분한 강도와 인성을 가지므로 별도의 조질 처리를 할 필요 없이 킹핀홀 형성을 위한 절삭 가공을 실시하고, 마지막으로 표면에 녹 발생을 방지하기 위한 방청 처리를 실시한다. Since the normalized alloy material has sufficient strength and toughness, cutting processing is required to form a kingpin hole without requiring any separate tempering treatment, and finally rust treatment is applied to the surface to prevent rusting.
지금까지 설명한 스핀들 너클의 제조 공정 중 상기 노멀라이징 단계를 제외한 나머지 단계는 통상적인 것이므로, 제조되는 스핀들 너클의 요구 물성에 따라 다양하게 변경될 수 있다 할 것이다.The steps other than the normalizing step in the manufacturing process of the spindle knuckle described above are conventional and may be variously changed according to the required properties of the manufactured spindle knuckle.
도 1은 일반적인 스핀들 너클의 구조를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the structure of a general spindle knuckle. FIG.
도 2는 본 발명에 따른 P의 첨가 효과를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the effect of addition of P according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 열처리 온도를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the heat treatment temperature according to the present invention.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※[Description of Reference Numerals]
1: 허브 2: 스핀들 너클1: hub 2: spindle knuckle
3: 킹핀 4: 액슬3: Kingpin 4: Axle
5: 스핀들 축 6: 킹핀 홀5: Spindle shaft 6: King pin hole
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080058955A KR101459775B1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080058955A KR101459775B1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090132797A KR20090132797A (en) | 2009-12-31 |
| KR101459775B1 true KR101459775B1 (en) | 2014-11-10 |
Family
ID=41691735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080058955A KR101459775B1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101459775B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110578096B (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 广东韶钢松山股份有限公司 | Non-quenched and tempered steel for crankshaft, crankshaft forging and preparation process thereof |
| CN112899572A (en) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 | High-performance QGLZ-X steel for non-quenched and tempered plastic machine tie bar and production method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11222646A (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Kobe Steel Ltd | Steel for machine structural use having excellent chip treatability |
| KR20010034660A (en) * | 1999-01-28 | 2001-04-25 | 고지마 마타오 | Machine structural steel product |
| JP2003055715A (en) | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | Method for producing hot forged non-heat treated connecting rod |
| JP2003253377A (en) | 2002-02-26 | 2003-09-10 | Daido Steel Co Ltd | Non-heat treated steel with no v-addition for hot forging |
-
2008
- 2008-06-23 KR KR1020080058955A patent/KR101459775B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11222646A (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Kobe Steel Ltd | Steel for machine structural use having excellent chip treatability |
| KR20010034660A (en) * | 1999-01-28 | 2001-04-25 | 고지마 마타오 | Machine structural steel product |
| JP2003055715A (en) | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | Method for producing hot forged non-heat treated connecting rod |
| JP2003253377A (en) | 2002-02-26 | 2003-09-10 | Daido Steel Co Ltd | Non-heat treated steel with no v-addition for hot forging |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20090132797A (en) | 2009-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1746176B1 (en) | Shaped steel article with excellent delayed fracture resistance and tensile strength of 1600 MPa class or more and methods of production of the same | |
| KR101124019B1 (en) | High-strength part using carburizing and high-frequency hardening | |
| WO2007074986A1 (en) | Steel wire having excellent cold heading quality and quenching property, and method for producing the same | |
| KR101685489B1 (en) | The Alloy Steel Which Is Used as The High Tough Outer Wheel of Constant Velocity Joint And The Method of The Same | |
| JP3139876B2 (en) | Method of manufacturing non-heat treated steel for hot forging and non-heat treated hot forged product, and non-heat treated hot forged product | |
| KR100428581B1 (en) | A non qt steel having superior strength and toughness and a method for manufacturing wire rod by using it | |
| CN112703267A (en) | Wire rod for cold heading, worked product using the same, and method for manufacturing the same | |
| EP2722113A1 (en) | High-strength steel wire having improved mold life for cold forming and method for manufacturing same | |
| KR101054774B1 (en) | Method of manufacturing cold forged parts for vehicles | |
| KR20140084758A (en) | Alloy steel for hot forging and method for heat treatment of the same | |
| KR101459775B1 (en) | Non-quenched and tempered steel for parts of an automobile and method for manufacturing spindle knuckle using it | |
| JP2001123244A (en) | Steel for large-sized bearing and large-sized bearing parts | |
| JP2017128763A (en) | Steel for high strength mechanical structure and track link for endless track caterpillar band | |
| KR100940038B1 (en) | Non quenched and tempered steel for hot forging with excellent impact toughness and a method for manufacturing the same and the chassis parts for automobile using the same | |
| KR102042068B1 (en) | Steel wire rod for cold forging, processed good using the same, and methods for manufacturing thereof | |
| CN1894432A (en) | Steel wire for cold forging having excellent low temperature impact properties and method of producing same | |
| JP4640101B2 (en) | Hot forged parts | |
| KR102174416B1 (en) | Low Carbon Bainite Micro-alloyed Steels for Cold Heading Applications having High Strength and High Impact Toughness and Method for Manufacturing the Same | |
| KR20180070739A (en) | Die steel and manufacturing method thereof | |
| JPH0790380A (en) | Production of induction-hardened part | |
| KR101655181B1 (en) | High strength steel and method for manufacturing gear | |
| KR101140911B1 (en) | Method for producing of V-Free microalloyed steel having equality quality of quenching and tempered alloy steel | |
| KR101149249B1 (en) | Method for producing of V-Free microalloyed steel having equality quality of quenching and tempered carbon steel | |
| JP5233848B2 (en) | Non-tempered steel bar for direct cutting | |
| KR102448754B1 (en) | High-strength wire rod with excellent heat treatment property and resistance of hydrogen delayed fracture, heat treatment parts using the same, and methods for manufacturing thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171030 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181030 Year of fee payment: 5 |