KR102389355B1 - Wire rod having uniform hardness and method of manufacturing the same - Google Patents

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홍재근
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Abstract

Disclosed are a wire rod having uniform hardness and a manufacturing method thereof, wherein fatigue breakdown is prevented to secure uniform hardness by minimizing hardness deviation after cold processing. The manufacturing method of a wire rod having uniform hardness according to the present invention comprises: (a) heating a metal composed of any one composition of pure titanium, invar alloy, and Co-Cr based alloy; (b) hot rolling the heated metal; (c) cooling the hot rolled metal; and (d) manufacturing a wire rod by reverse drawing the cooled metal by rotating rotation drums on both sides in opposite directions to each other.

Description

균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법{WIRE ROD HAVING UNIFORM HARDNESS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Wire rod having uniform hardness and manufacturing method thereof

본 발명은 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉간가공 후 경도 편차를 최소화하는 것에 의해 피로파괴 유발을 방지하여 균일한 경도를 확보할 수 있는 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod having uniform hardness and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a wire rod having uniform hardness that can ensure uniform hardness by preventing fatigue failure by minimizing hardness deviation after cold working It relates to a wire rod and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 선재는 가열, 열간압연, 냉각 및 인발 과정에 의해 제조된다.In general, wire rods are manufactured by heating, hot rolling, cooling and drawing processes.

인발 과정은 열간압연된 선재의 경도 및 강도를 향상시키기 위해 냉간상태에서 냉간가공하는 공정을 말한다.The drawing process refers to a process of cold working in a cold state to improve the hardness and strength of the hot-rolled wire rod.

그러나, 인발 과정에서 발생되는 재질편차는 선재가 사용환경에서 파단되는 원인이 된다.However, the material deviation generated during the drawing process causes the wire rod to break in the use environment.

즉, 종래에는 다이의 입측에 장착되는 회전 드럼과 다이의 출측에 장착되는 회전 드럼 상호 간이 서로 동일한 방향으로 회전하는 정 방향으로 선재를 인발하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 심하게 발생하였다.That is, in the prior art, by drawing the wire in the positive direction in which the rotary drum mounted on the inlet side of the die and the rotary drum mounted on the exit side of the die rotate in the same direction, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion is severe. did

이로 인해, 종래에는 선재의 두께 중심부와 표면부 간의 불균일한 경도 편차로 인하여, 피로파괴를 유발하는데 기인한 파단이나 크랙 등의 불량 발생으로 선재를 의료용 임플란트, 공업용 스프링 등으로 활용하는데 어려움이 있었다.For this reason, in the prior art, due to the non-uniform hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire rod, it was difficult to utilize the wire rod as a medical implant, an industrial spring, etc.

관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0055516호(2003.07.04. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 냉간성형성이 우수한 고탄소 볼트용강 선재의 제조방법이 기재되어 있다.As a related prior document, there is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0055516 (published on July 4, 2003), which describes a method for manufacturing a high-carbon steel wire rod for bolts with excellent cold formability.

본 발명의 목적은 냉간가공 후 경도 편차를 최소화하는 것에 의해 피로파괴 유발을 방지하여 균일한 경도를 확보할 수 있는 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wire rod having uniform hardness capable of securing uniform hardness by preventing fatigue fracture by minimizing hardness deviation after cold working, and a method for manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법은 (a) 순수 티타늄, 인바 합금 및 Co-Cr계 합금 중 어느 하나의 조성으로 이루어진 금속을 가열하는 단계; (b) 상기 가열된 금속을 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 금속을 냉각하는 단계; 및 (d) 상기 냉각된 금속을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향 인발을 수행하여 선재를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a wire rod having a uniform hardness according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the steps of (a) heating a metal composed of any one composition of pure titanium, Invar alloy, and Co-Cr-based alloy; (b) hot rolling the heated metal; (c) cooling the hot rolled metal; and (d) manufacturing the wire rod by performing reverse drawing in which the cooled metal is rotated in the opposite direction between the rotating drums on both sides.

상기 선재는 중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄 재질로 이루어질 수 있다.The wire rod is, by weight, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less, and the remaining Ti and other unavoidable impurities containing pure titanium material. can be done

아울러, 상기 선재는 중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the wire rod is in weight%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% Below, Al: 0.1% or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities may be made of an Invar alloy material.

또한, 상기 선재는 중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금 재질로 이루어질 수도 있다.In addition, the wire rod by weight%, Cr: 19 ~ 21%, W: 14 ~ 16%, Ni: 9 ~ 11%, Mn: 1 ~ 2%, C: 0.05 ~ 0.15%, Si: 0.4% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and the remainder may be made of a Co-Cr-based alloy material containing Co and other unavoidable impurities.

상기 (d) 단계 이후, 상기 선재는 두께 중심부와 표면부에서 측정된 경도 값이 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.After the step (d), it is preferable that the hardness value measured at the thickness center and the surface portion of the wire rod satisfies Equation 1 below.

식 1 : (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%Equation 1: (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%

(여기서, Hv_max는 최대 경도 값이고, Hv_min은 최소 경도 값임.)(Where Hv_max is the maximum hardness value, and Hv_min is the minimum hardness value.)

상기 (d) 단계에서, 상기 인발은 10 ~ 90%의 단면 감소율로 실시한다.In the step (d), the drawing is performed at a reduction in section of 10 to 90%.

상기 (d) 단계에서, 상기 선재는 다이의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼과 상기 다이의 출측에 장착되는 제2 회로 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향 인발을 수행하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 5% 이하를 갖는다.In step (d), the wire rod is obtained by performing reverse drawing in which the first rotating drum mounted on the inlet side of the die and the second circuit drum mounted on the exit side of the die rotate in opposite directions to each other, The hardness deviation between the central portion and the surface portion is 5% or less.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 균일한 경도를 갖는 선재는 다이의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼과 상기 다이의 출측에 장착되는 제2 회전 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 선재를 인발하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 개선되어, 상기 선재의 두께 중심부 및 표면부 간의 경도 편차가 5% 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.The wire rod having a uniform hardness according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a first rotary drum mounted on the inlet side of the die and the second rotary drum mounted on the exit side of the die rotate in opposite directions to each other. By drawing the wire rod in the reverse direction, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion is improved, and the hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire rod is 5% or less.

상기 선재는 중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄 재질로 이루어질 수 있다.The wire rod is, by weight, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less, and the remaining Ti and other unavoidable impurities containing pure titanium material. can be done

아울러, 상기 선재는 중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the wire rod is in weight%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% Below, Al: 0.1% or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities may be made of an Invar alloy material.

또한, 상기 선재는 중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the wire rod by weight%, Cr: 19 ~ 21%, W: 14 ~ 16%, Ni: 9 ~ 11%, Mn: 1 ~ 2%, C: 0.05 ~ 0.15%, Si: 0.4% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and the remainder may be made of a Co-Cr-based alloy material containing Co and other unavoidable impurities.

상기 선재는 두께 중심부와 표면부에서 측정된 경도 값이 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.It is preferable that the hardness value measured at the thickness center and the surface of the wire satisfies Equation 1 below.

식 1 : (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0% Equation 1: (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%

(여기서, Hv_max는 최대 경도 값이고, Hv_min은 최소 경도 값임.)(Where Hv_max is the maximum hardness value, and Hv_min is the minimum hardness value.)

본 발명에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법은 두께 중심부와 표면부 간의 불균일한 경도 및 강도 분포에 따른 피로파괴 유발을 방지하기 위하여, 제1 및 제2 회전 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 인발하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 개선될 수 있게 된다.A wire rod having uniform hardness and a method for manufacturing the same according to the present invention, in order to prevent fatigue failure caused by uneven hardness and strength distribution between the thickness center and the surface portion, the first and second rotating drums are rotated in opposite directions to each other By drawing in the reverse direction of rotation, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion can be improved.

이 결과, 본 발명에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법은 두께 중심부와 표면부 간의 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 5% 이하를 나타내어 균일한 경도 특성을 나타낼 수 있게 된다.As a result, in the wire rod having uniform hardness and the method for manufacturing the same according to the present invention, the deviation {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} of the maximum hardness value and the minimum hardness value between the thickness center and the surface portion is 5% or less It becomes possible to exhibit uniform hardness characteristics.

아울러, 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법은 강종(순수 Ti, 인바 합금 및 CoCr 합금)과 무관하게 역 방향으로 인발을 실시할 시, 냉간가공 후 경도 편차가 최소화되는 것에 의해, 피로파괴가 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.In addition, a wire rod having a uniform hardness and a method for manufacturing the same, when drawing in the reverse direction irrespective of the steel type (pure Ti, Invar alloy, and CoCr alloy), by minimizing the hardness deviation after cold working, fatigue failure It can be prevented in advance.

이에 따라, 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법은 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차 개선으로 피로파괴를 유발할 염려가 없어 의료용 임플란트, 공업용 스프링 등으로 활용하기에 적합하다.Accordingly, a wire rod having a uniform hardness and a method for manufacturing the same are suitable for use as medical implants, industrial springs, etc. because there is no fear of causing fatigue failure by improving the hardness deviation between the thickness center and the surface portion.

도 1은 본 발명에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2 및 도 3은 도 1의 인발 단계를 설명하기 위한 모식도.
도 4는 도 1의 인발 단계에 대한 변형예를 설명하기 위한 모식도.
도 5는 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 실시예 3 ~ 4 및 비교예 3에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 5 ~ 6 및 비교예 4에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프.1 is a process flow chart showing a method for manufacturing a wire rod having a uniform hardness according to the present invention.
2 and 3 are schematic diagrams for explaining the drawing step of FIG.
Fig. 4 is a schematic diagram for explaining a modification to the drawing step of Fig. 1;
5 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2.
6 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 3 to 4 and Comparative Example 3.
7 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 5 to 6 and Comparative Example 4.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a wire rod having a uniform hardness and a method for manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

균일한 경도를 갖는 선재Wire rod with uniform hardness

본 발명의 실시예에 따른 균일한 경도를 갖는 선재는 두께 중심부와 표면부 간의 불균일한 경도 및 강도 분포에 따른 피로파괴 유발을 방지하기 위하여, 냉간가공 후 경도 편차를 최소화하였다.In the wire rod having uniform hardness according to the embodiment of the present invention, the hardness deviation after cold working was minimized in order to prevent fatigue failure caused by uneven hardness and strength distribution between the thickness center and the surface portion.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 균일한 경도를 갖는 선재는 다이의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼과 다이의 출측에 장착되는 제2 회전 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 인발하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 개선되어, 선재의 두께 중심부 및 표면부 간의 경도 편차가 5% 이하를 갖는다.To this end, the wire rod having a uniform hardness according to an embodiment of the present invention is drawn in the reverse direction in which the first rotary drum mounted on the inlet side of the die and the second rotary drum mounted on the exit side of the die rotate in opposite directions to each other. By doing so, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion is improved, and the hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire rod is 5% or less.

여기서, 선재는 중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄 재질로 이루어질 수 있다.Here, the wire rod is, by weight, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less, and the remaining Ti and other unavoidable impurities including pure titanium material can be made with

아울러, 선재는 중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the wire rod by weight%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% or less , Al: 0.1% or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities may be made of an Invar alloy material.

또한, 선재는 중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금 재질로 이루어질 수도 있다.In addition, wire rod is by weight, Cr: 19 ~ 21%, W: 14 ~ 16%, Ni: 9 ~ 11%, Mn: 1-2%, C: 0.05 ~ 0.15%, Si: 0.4% or less, P : 0.04% or less, S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and the remainder may be made of a Co-Cr-based alloy material containing Co and other unavoidable impurities.

선재는 두께 중심부와 표면부에서 측정된 경도 값이 하기 식 1을 만족하는 것이 보다 바람직하다.For the wire rod, it is more preferable that the hardness value measured at the thickness center and the surface portion satisfies Equation 1 below.

식 1 : (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%Equation 1: (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%

(여기서, Hv_max는 최대 경도 값이고, Hv_min은 최소 경도 값임.)(Where Hv_max is the maximum hardness value, and Hv_min is the minimum hardness value.)

균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법A method for manufacturing a wire rod with uniform hardness

도 1은 본 발명에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flow chart showing a method for manufacturing a wire rod having a uniform hardness according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법은 가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 인발 단계(S140)를 포함한다.1, the method for manufacturing a wire rod having uniform hardness according to the present invention includes a heating step (S110), a hot rolling step (S120), a cooling step (S130), and a drawing step (S140).

가열heating

가열 단계(S110)에서는 순수 티타늄, 인바 합금 및 Co-Cr계 합금 중 어느 하나의 조성으로 이루어진 금속을 가열한다.In the heating step (S110), a metal made of any one composition of pure titanium, an Invar alloy, and a Co-Cr-based alloy is heated.

이때, 순수 티타늄, 인바 합금 및 Co-Cr계 합금은 빌렛으로 제조된 것이 이용될 수 있다.In this case, pure titanium, an Invar alloy, and a Co-Cr-based alloy may be used as a billet.

가열은 0.5Tm ~ 0.9Tm(Tm : Kelvin으로 녹는점)에서 30분 이상 실시되는 것이 바람직한데, 풀림열처리가 될 수 있는 0.5Tm ~ 0.9Tm의 고온 범위에서 적어도 30분 이상 가열해야 충분한 숙열이 이루어질 수 있기 때문이다.Heating is preferably carried out at 0.5Tm ~ 0.9Tm (melting point in Tm: Kelvin) for at least 30 minutes, but it is necessary to heat for at least 30 minutes in the high temperature range of 0.5Tm ~ 0.9Tm that can be annealed heat treatment to achieve sufficient quenching. because it can

여기서, 순수 티타늄은 중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Here, pure titanium is, by weight, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less and the remaining Ti and other unavoidable impurities. .

아울러, 인바 합금은 중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In addition, the Invar alloy is in wt%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% Below, Al: 0.1% or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities may be included.

또한, Co-Cr계 합금은 중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In addition, Co-Cr-based alloy by weight, Cr: 19 ~ 21%, W: 14 ~ 16%, Ni: 9 ~ 11%, Mn: 1-2%, C: 0.05 ~ 0.15%, Si: 0.4 % or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and the remaining Co and other unavoidable impurities may be included.

열간압연hot rolled

열간압연 단계(S120)에서는 가열된 금속을 열간 압연한다.In the hot rolling step (S120), the heated metal is hot rolled.

본 단계에서, 열간압연은 0.5Tm 이상의 마무리 압연온도 조건으로 실시하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 0.5Tm ~ 0.9Tm을 제시할 수 있다. 마무리 압연온도가 0.5Tm 미만일 경우에는 압연중에 소재 파단이 발생할 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도가 0.9Tm을 초과할 경우에는 결정립 크기가 조대해져 강도 저하를 야기할 수 있으므로, 바람직하지 않다. In this step, the hot rolling is preferably carried out at a finish rolling temperature condition of 0.5Tm or more, and a more preferable range may be 0.5Tm to 0.9Tm. If the finish rolling temperature is less than 0.5Tm, material fracture may occur during rolling. Conversely, when the finish rolling temperature exceeds 0.9Tm, the grain size becomes coarse, which may cause a decrease in strength, which is not preferable.

아울러, 열간압연 후 연성이 부족할 경우에는 연성을 확보하기 위한 풀림열처리를 0.5Tm ~ 0.9Tm의 고온 범위에서 적어도 10분 이상 더 실시할 수도 있다.In addition, when ductility is insufficient after hot rolling, annealing heat treatment for securing ductility may be further performed in a high temperature range of 0.5Tm to 0.9Tm for at least 10 minutes or more.

냉각Cooling

냉각 단계(S130)에서는 열간 압연된 금속을 냉각한다.In the cooling step (S130), the hot-rolled metal is cooled.

이때, 열간 압연된 금속은 200℃ 이하의 온도까지 냉각하는 것이 바람직하다. 본 단계에서, 냉각은 수냉 또는 공냉이 실시될 수 있다.At this time, it is preferable to cool the hot-rolled metal to a temperature of 200° C. or less. In this step, cooling may be carried out by water cooling or air cooling.

인발drawing

인발 단계(S140)에서는 냉각된 금속을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향 인발을 수행하여 선재를 제조한다.In the drawing step (S140), the wire rod is manufactured by performing reverse drawing in which the cooled metal is rotated in the opposite direction between the rotating drums on both sides.

이에 따라, 냉각된 강을 인발하는 냉간가공 후 경도 편차가 최소화되어 피로파괴로 인한 균열 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to fatigue failure by minimizing the hardness deviation after cold working of drawing the cooled steel.

도 2 및 도 3은 도 1의 인발 단계를 설명하기 위한 모식도로, 이를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.2 and 3 are schematic diagrams for explaining the drawing step of FIG. 1, which will be described in more detail with reference to this.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인발 단계(S140)에서는 냉각된 강(10)이 다이(120)를 통과하면서 냉간가공하는 인발이 이루어지게 된다. 이때, 단면 감소율은 항복강도를 증가시키기 위해서 최소 10% 이상은 행해야 하고, 90%를 초과하는 단면 감소율은 냉간가공 가능 한계치라고 할 수 있다. 따라서, 인발은 10 ~ 90%의 단면 감소율로 실시되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 2 and 3 , in the drawing step S140 , cold working is performed while the cooled steel 10 passes through the die 120 . At this time, the reduction in area should be at least 10% in order to increase the yield strength, and the reduction in area exceeding 90% is the cold working limit. Therefore, it is preferable that the drawing be performed at a cross-sectional reduction ratio of 10 to 90%.

특히, 본 발명에서는, 다이(120)의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼(140)과 다이(120)의 출측에 장착되는 제2 회전 드럼(160) 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 선재(10)를 인발하는 것에 의해, 선재(10)의 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차를 개선하였다.In particular, in the present invention, the first rotary drum 140 mounted on the inlet side of the die 120 and the second rotary drum 160 mounted on the exit side of the die 120 rotate in opposite directions to each other in the reverse direction. By drawing out the wire 10, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire 10 was improved.

이때, 제1 회전 드럼(140)은 제1 위치에 배치되고, 제2 회전 드럼(160)은 제1 위치보다 낮은 제2 위치에 배치되며, 다이(120)는 제1 및 제2 회전 드럼(140, 160)과 이격된 사이 구간에 배치되어 있을 수 있다. 이 경우, 선재(10)는 직선 형태로 인발이 수행될 수 있다.At this time, the first rotary drum 140 is disposed at a first position, the second rotary drum 160 is disposed at a second position lower than the first position, and the die 120 is disposed on the first and second rotary drums ( 140 and 160) and may be disposed in a spaced apart interval. In this case, the wire 10 may be drawn in a straight shape.

즉, 다이(120)의 일측 상단에 배치되는 제1 회전 드럼(140)은 반시계 방향으로 회전하고, 다이(120)의 타측 하단에 배치되며, 제1 회전 드럼(140)과 평행하게 이격 배치되는 제2 회전 드럼(160)은 시계 방향으로 회전시키는 역 방향 인발이 수행되는 것에 의해, 냉간가공시에 부과되는 인발력이 선재(10)의 전 영역에 균일하게 인가되도록 제어하는 것이 가능해질 수 있게 된다.That is, the first rotary drum 140 disposed on the upper end of one side of the die 120 rotates in a counterclockwise direction, disposed on the other lower end of the die 120 , and spaced apart from the first rotary drum 140 in parallel with the first rotary drum 140 . The second rotary drum 160 to be used is to be controlled so that the drawing force applied during cold working is uniformly applied to the entire area of the wire rod 10 by performing reverse drawing by rotating it in a clockwise direction. do.

이에 따라, 본 발명에서는 선재(10)가 역 방향 인발에 의해 균일한 인발력으로 인발이 수행되는 것에 의해, 선재(10)의 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 최소화되어 경도 불균일에 따른 피로파괴 유발 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, as the wire 10 is drawn with a uniform drawing force by reverse drawing, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire 10 is minimized to induce fatigue failure due to hardness non-uniformity. This phenomenon can be prevented in advance.

이와 유사한 원리를 적용하여, 제1 회전 드럼(140)을 하단, 제2 회전 드럼(160)을 상단에 배치하여 서로 반대 방향으로 회전시켜 역 방향 인발을 수행 할 수 있다. 또한, 제1 회전 드럼(140)을 우측, 제2 회전 드럼(160)을 좌측에 배치하여 서로 반대 방향으로 회전시켜 역 방향 인발을 수행 할 수도 있다. 또한, 제1 회전 드럼(140)을 좌측, 제2 회전 드럼(160)을 우측에 배치하여 서로 반대 방향으로 회전시켜 역 방향 인발을 수행하는 것도 가능하다.By applying a principle similar to this, the first rotary drum 140 is disposed at the lower end and the second rotary drum 160 is disposed at the upper end and rotated in opposite directions to perform reverse drawing. In addition, reverse drawing may be performed by disposing the first rotary drum 140 on the right side and the second rotary drum 160 on the left side to rotate in opposite directions. In addition, it is possible to perform reverse drawing by disposing the first rotary drum 140 on the left side and the second rotary drum 160 on the right side to rotate in opposite directions.

한편, 도 4는 도 1의 인발 단계에 대한 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.Meanwhile, FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a modified example of the drawing step of FIG. 1 .

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예와 같이, 제1 회전 드럼(140)은 제1 위치에 배치되고, 제2 회전 드럼(160)은 제1 위치와 동일 또는 유사한 제2 위치에 배치되며, 다이(120)는 제1 및 제2 회전 드럼(140, 160)과 이격된 사이 구간에 배치되어 있을 수도 있다. 이 경우, 선재(10)는 사선 형태로 일정한 기울기를 갖는 상태에서 인발이 수행될 수 있다.As shown in FIG. 4 , as in a modified example of the present invention, the first rotary drum 140 is disposed at a first position, and the second rotary drum 160 is disposed at a second location that is the same as or similar to the first location. is disposed, the die 120 may be disposed in the interval between the first and second rotating drums 140 and 160 and spaced apart. In this case, drawing may be performed in a state in which the wire 10 has a constant inclination in the form of an oblique line.

다이(120)와 동일 선상에서 이격된 일측에 배치되는 제1 회전 드럼(140)은 반시계 방향으로 회전하고, 다이(120)와 동일 선상에서 이격된 타측에 배치되는 제2 회전 드럼(160)은 시계 방향으로 회전시키는 역 방향 인발이 수행된다.The first rotary drum 140 disposed on one side spaced apart on the same line as the die 120 rotates counterclockwise, and the second rotary drum 160 disposed on the other side spaced apart from the die 120 on the same line. Reverse drawing is performed by rotating the silver clockwise.

이에 따라, 본 발명의 변형예 역시, 선재(10)가 역 방향 인발에 의해 균일한 인발력으로 인발이 수행되는 것에 의해, 선재(10)의 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 최소화되어 경도 불균일에 따른 피로파괴 유발 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.Accordingly, also in the modified example of the present invention, since the wire 10 is drawn with a uniform drawing force by drawing in the reverse direction, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion of the wire 10 is minimized to reduce hardness unevenness. It is possible to prevent the occurrence of fatigue failure in advance.

상기의 과정(S110 ~ S140)에 의해 제조되는 균일한 경도를 갖는 선재는 두께 중심부와 표면부 간의 불균일한 경도 및 강도 분포에 따른 피로파괴 유발을 방지하기 위하여, 제1 및 제2 회전 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 인발하는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 개선될 수 있게 된다.In order to prevent fatigue failure caused by non-uniform hardness and strength distribution between the thickness center and the surface of the wire rod manufactured by the above processes (S110 to S140), the first and second rotating drums are interlocked with each other. By drawing in opposite directions rotating in opposite directions to each other, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion can be improved.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 균일한 경도를 갖는 선재는 두께 중심부와 표면부 간의 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 5% 이하를 나타내어 균일한 경도 특성을 나타낼 수 있게 된다.As a result, the deviation {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} of the maximum hardness value and the minimum hardness value between the thickness center and the surface portion of the wire rod manufactured by the method according to the embodiment of the present invention is 5 % or less to exhibit uniform hardness characteristics.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 균일한 경도를 갖는 선재는 강종(순수 Ti, 인바 합금 및 Co-Cr 합금)과 무관하게 역 방향으로 인발을 실시할 시, 냉간가공 후 경도 편차가 최소화되는 것에 의해, 피로파괴가 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.In addition, when the wire rod having uniform hardness manufactured by the method according to the embodiment of the present invention is drawn in the reverse direction regardless of the steel type (pure Ti, Invar alloy, and Co-Cr alloy), hardness deviation after cold working By being minimized, it is possible to prevent in advance that fatigue failure is induced.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 균일한 경도를 갖는 선재는 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차 개선으로 피로파괴를 유발할 염려가 없어 의료용 임플란트, 공업용 스프링 등으로 활용하기에 적합하다.Accordingly, the wire rod with uniform hardness manufactured by the method according to the embodiment of the present invention is suitable for use as medical implants, industrial springs, etc. because there is no fear of fatigue failure due to improvement in hardness deviation between the thickness center and the surface portion. .

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.

1. 시편 제조1. Specimen Preparation

실시예 1Example 1

C : 0.02%, O : 0.25%, N : 0.01%, H : 0.008%, Fe : 0.15% 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄을 950℃에서 2시간 동안 가열하고, 880℃의 온도에서 마무리 열간압연한 후, 상온까지 냉각하였다.C: 0.02%, O: 0.25%, N: 0.01%, H: 0.008%, Fe: 0.15% and the remaining Ti and other unavoidable impurities in pure titanium were heated at 950 ° C for 2 hours, at a temperature of 880 ° C. After finishing hot rolling in a furnace, it was cooled to room temperature.

다음으로, 냉각된 순수 티타늄을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향으로 20%의 단면 감소율로 인발을 수행하여 선재를 제조하였다.Next, a wire rod was manufactured by drawing the cooled pure titanium at a cross-sectional reduction ratio of 20% in the reverse direction in which the rotating drums on both sides rotate in the opposite direction.

실시예 2Example 2

80%의 단면 감소율로 인발을 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 1, except that drawing was performed at a reduction in section of 80%.

실시예 3Example 3

Ni : 39%, Cr : 0.6%, V : 0.7%, C : 0.2%, Mn : 0.14%, Si : 0.11%, Co : 0.08%, Al : 0.06%, Cu : 0.04%, Mo : 0.04%, Ti : 0.03% 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금을 1,000℃에서 2시간 동안 가열하고, 850℃의 온도에서 마무리 열간압연한 후, 상온까지 냉각하였다.Ni: 39%, Cr: 0.6%, V: 0.7%, C: 0.2%, Mn: 0.14%, Si: 0.11%, Co: 0.08%, Al: 0.06%, Cu: 0.04%, Mo: 0.04%, Ti: An Invar alloy containing 0.03% and the remaining Fe and other unavoidable impurities was heated at 1,000° C. for 2 hours, finished hot rolled at a temperature of 850° C., and then cooled to room temperature.

다음으로, 냉각된 인바 합금을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향으로 20%의 단면 감소율로 인발을 수행하여 선재를 제조하였다.Next, the wire rod was manufactured by performing drawing of the cooled Invar alloy at a cross-sectional reduction ratio of 20% in the reverse direction in which the rotating drums on both sides rotate in the opposite direction.

실시예 4Example 4

60%의 단면 감소율로 인발을 실시한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 3, except that drawing was performed at a cross-sectional reduction ratio of 60%.

실시예 5Example 5

Cr : 19.5%, W : 14.4%, Ni : 9.8%, Mn : 1.6%, C : 0.06%, Si : 0.25%, P : 0.02%, S : 0.001%, Fe : 1.4% 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금을 1,200℃에서 2시간 동안 가열하고, 1,100℃의 온도에서 마무리 열간압연한 후, 상온까지 냉각하였다.Cr: 19.5%, W: 14.4%, Ni: 9.8%, Mn: 1.6%, C: 0.06%, Si: 0.25%, P: 0.02%, S: 0.001%, Fe: 1.4% and the remainder of Co and other inevitable The Co-Cr-based alloy containing impurities was heated at 1,200° C. for 2 hours, finished hot-rolled at a temperature of 1,100° C., and then cooled to room temperature.

다음으로, 냉각된 Co-Cr계 합금을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향으로 20%의 단면 감소율로 인발을 수행하여 선재를 제조하였다.Next, a wire rod was manufactured by drawing the cooled Co-Cr-based alloy at a cross-sectional reduction ratio of 20% in the reverse direction in which the rotating drums on both sides rotate in the opposite direction.

실시예 6Example 6

60%의 단면 감소율로 인발을 실시한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 5, except that drawing was performed at a cross-sectional reduction ratio of 60%.

비교예 1Comparative Example 1

냉각된 순수 티타늄을 양측의 회전 드럼 상호 간이 동일 방향으로 회전하는 정 방향으로 20%의 단면 감소율로 인발을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the cooled pure titanium was drawn at a reduction in section of 20% in the positive direction in which the rotating drums on both sides rotate in the same direction.

비교예 2Comparative Example 2

80%의 단면 감소율로 인발을 수행한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that drawing was performed at a reduction in section of 80%.

비교예 3Comparative Example 3

냉각된 인바 합금을 양측의 회전 드럼 상호 간이 동일 방향으로 회전하는 정 방향으로 60%의 단면 감소율로 인발을 수행한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the cooled Invar alloy was drawn at a cross-sectional reduction ratio of 60% in the positive direction in which the rotating drums on both sides rotate in the same direction.

비교예 4Comparative Example 4

냉각된 Co-Cr계 합금을 양측의 회전 드럼 상호 간이 동일 방향으로 회전하는 정 방향으로 60%의 단면 감소율로 인발을 수행한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 선재를 제조하였다.A wire rod was manufactured in the same manner as in Example 5, except that the cooled Co-Cr-based alloy was drawn at a cross-sectional reduction ratio of 60% in the positive direction in which the rotating drums on both sides rotate in the same direction.

2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties

표 1은 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4에 따른 시편에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 실시예 3 ~ 4 및 비교예 3에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프이며, 도 7은 실시예 5 ~ 6 및 비교예 4에 대한 경도 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 도 5 ~ 도 7에서, 가로축 0은 선재 표면부를 의미하고, 가로축 1/2은 선재 중심부를 의미하며, 가로축 1/4은 선재의 표면부와 중심부 가운데 위치를 의미한다.Table 1 shows the mechanical properties evaluation results for the specimens according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4. In addition, FIG. 5 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2, FIG. 6 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 3 to 4 and Comparative Example 3, and FIG. 7 is a graph showing the hardness measurement results for Examples 5 to 6 and Comparative Example 4. Here, in FIGS. 5 to 7 , the horizontal axis 0 means the surface portion of the wire rod, the horizontal axis 1/2 means the center of the wire rod, and the horizontal axis 1/4 means the position between the surface portion and the center of the wire rod.

[표 1][Table 1]

Figure 112020119849907-pat00001
Figure 112020119849907-pat00001

표 1과 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 순수 Ti를 역 방향으로 20% 및 80%의 단면 감소율로 각각 인발을 실시한 실시예 1 ~ 2의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 3.4% 및 3.6%로 각각 측정되어 목표값인 5% 이하를 만족하는 것을 확인하였다.As shown in Table 1 and FIGS. 5 to 7, in the case of Examples 1 and 2 in which pure Ti was drawn in the reverse direction at a cross-sectional reduction rate of 20% and 80%, respectively, the deviation of the maximum hardness value and the minimum hardness value {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} was measured to be 3.4% and 3.6%, respectively, confirming that the target value of 5% or less was satisfied.

반면, 순수 Ti를 정 방향으로 20% 및 80%의 단면 감소율로 각각 인발을 실시한 비교예 1 ~ 2의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 7.0% 및 9.0%로 각각 측정되어, 목표값을 벗어나는 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2, in which pure Ti was drawn at a reduction rate of 20% and 80% in the forward direction, respectively, the deviation of the maximum hardness value and the minimum hardness value {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} was measured to be 7.0% and 9.0%, respectively, and it was confirmed that it was out of the target value.

아울러, 인바 합금을 역 방향으로 20% 및 60%의 단면 감소율로 각각 인발을 실시한 실시예 3 ~ 4의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 3.4% 및 3.9%로 각각 측정되어 목표값인 5% 이하를 만족하는 것을 확인하였다.In addition, in the case of Examples 3 to 4, in which the Invar alloy was drawn at a reduction rate of 20% and 60% in the reverse direction, respectively, the deviation of the maximum hardness value and the minimum hardness value {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} was measured as 3.4% and 3.9%, respectively, confirming that the target value of 5% or less was satisfied.

반면, 인바 합금을 정 방향으로 60%의 단면 감소율로 인발을 실시한 비교예 3의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 8.4%로 측정되어, 목표값을 벗어나는 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of Comparative Example 3, in which the Invar alloy was drawn at a reduction rate of 60% in the forward direction, the deviation {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} of the maximum hardness value and the minimum hardness value was measured to be 8.4%. , it was confirmed that the target value was out of range.

또한, Co-Cr 합금을 역 방향으로 20% 및 60%의 단면 감소율로 각각 인발을 실시한 실시예 5 ~ 6의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 3.7% 및 2.5%로 각각 측정되어 목표값인 5% 이하를 만족하는 것을 확인하였다.In addition, in the case of Examples 5 to 6 in which the Co-Cr alloy was drawn at a reduction rate of 20% and 60% in the reverse direction, respectively, the deviation of the maximum hardness value and the minimum hardness value {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100 %} was measured to be 3.7% and 2.5%, respectively, confirming that the target value of 5% or less was satisfied.

반면, Co-Cr 합금을 정 방향으로 60%의 단면 감소율로 인발을 실시한 비교예 4의 경우, 최대 경도 값과 최소 경도 값의 편차{(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%}가 5.7%로 측정되어, 목표값을 벗어나는 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of Comparative Example 4, in which the Co-Cr alloy was drawn at a reduction rate of 60% in the forward direction, the deviation {(Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100%} of the maximum hardness value and the minimum hardness value was 5.7%. It was measured and it was confirmed that it deviates from the target value.

위의 실험 결과를 토대로 알 수 있듯이, 강종(순수 Ti, 인바 합금 및 Co-Cr 합금)과 무관하게 역 방향으로 인발을 실시할 시, 냉간가공 후 경도 편차가 최소화되는 것에 의해, 피로파괴가 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있다는 것을 확인하였다.As can be seen based on the experimental results above, when drawing is performed in the reverse direction regardless of the steel type (pure Ti, Invar alloy, and Co-Cr alloy), fatigue failure is induced by minimizing the hardness deviation after cold working. It was confirmed that this could be prevented in advance.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.In the above, the embodiments of the present invention have been mainly described, but various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art to which the present invention pertains. Such changes and modifications can be said to belong to the present invention without departing from the scope of the technical spirit provided by the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be judged by the claims described below.

S110 : 가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 인발 단계S110: heating stage
S120: hot rolling step
S130: cooling stage
S140: drawing step

Claims (12)

(a) 순수 티타늄, 인바 합금 및 Co-Cr계 합금 중 어느 하나의 조성으로 이루어진 금속을 가열하는 단계;
(b) 상기 가열된 금속을 열간 압연하는 단계;
(c) 상기 열간 압연된 금속을 냉각하는 단계; 및
(d) 상기 냉각된 금속을 양측의 회전 드럼 상호 간이 역 방향으로 회전하는 역 방향 인발을 수행하는 냉간가공으로 선재를 제조하는 단계; 를 포함하며,
상기 (d) 단계에서, 상기 선재는 다이의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼과 상기 다이의 출측에 장착되는 제2 회로 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향 인발을 수행하되, 상기 제1 회전 드럼은 제1 위치에 배치되고, 상기 제2 회전 드럼은 제1 위치보다 낮은 제2 위치에 배치되며, 상기 다이는 제1 및 제2 회전 드럼과 이격된 사이 구간에 수평 방향으로 배치되어 직선 형태로 인발이 수행되는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 5% 이하를 갖는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.
(a) heating a metal consisting of a composition of any one of pure titanium, Invar alloy, and Co-Cr-based alloy;
(b) hot rolling the heated metal;
(c) cooling the hot rolled metal; and
(d) manufacturing a wire rod by cold working to perform reverse drawing in which the cooled metal is rotated in the opposite direction between the rotating drums on both sides; includes,
In step (d), the wire rod performs reverse drawing in which the first rotating drum mounted on the entrance side of the die and the second circuit drum mounted on the exit side of the die rotate in opposite directions to each other, but the first The rotating drum is disposed at a first position, the second rotating drum is arranged at a second position lower than the first position, and the die is disposed in a horizontal direction between the first and second rotating drums and spaced apart from each other in a straight line A method for manufacturing a wire rod having uniform hardness in which the hardness deviation between the thickness center and the surface portion is 5% or less by performing drawing in the shape.
 제1항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.
The method of claim 1,
The wire is
By weight%, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less, and the remaining Ti and other unavoidable impurities, characterized in that it is made of pure titanium material A method for manufacturing a wire rod having a uniform hardness.
 제1항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.
The method of claim 1,
The wire is
By weight%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% or less, Al: 0.1 % or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities.
 제1항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.
The method of claim 1,
The wire is
By weight%, Cr: 19 to 21%, W: 14 to 16%, Ni: 9 to 11%, Mn: 1 to 2%, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.4% or less, P: 0.04% or less , S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and a Co-Cr-based alloy material containing the remaining Co and other unavoidable impurities.
 제1항에 있어서,
상기 (d) 단계 이후,
상기 선재는
두께 중심부와 표면부에서 측정된 경도 값이 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.

식 1 : (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%
(여기서, Hv_max는 최대 경도 값이고, Hv_min은 최소 경도 값임.)
The method of claim 1,
After step (d),
The wire is
A method of manufacturing a wire rod having uniform hardness, characterized in that the hardness values measured at the thickness center and the surface portion satisfy Equation 1 below.

Equation 1: (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%
(Where Hv_max is the maximum hardness value, and Hv_min is the minimum hardness value.)
 제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 인발은
10 ~ 90%의 단면 감소율로 실시하는 것을 특징으로 하는 균일한 경도를 갖는 선재 제조 방법.
The method of claim 1,
In step (d),
The drawing is
A method for manufacturing a wire rod having uniform hardness, characterized in that it is carried out at a reduction rate of 10 to 90%.
 삭제delete 다이의 입측에 장착되는 제1 회전 드럼과 상기 다이의 출측에 장착되는 제2 회전 드럼 상호 간이 서로 반대 방향으로 회전하는 역 방향으로 선재를 인발하는 냉간가공을 수행하되, 상기 제1 회전 드럼은 제1 위치에 배치되고, 상기 제2 회전 드럼은 제1 위치보다 낮은 제2 위치에 배치되며, 상기 다이는 제1 및 제2 회전 드럼과 이격된 사이 구간에 수평 방향으로 배치되어 직선 형태로 인발이 수행되는 것에 의해, 두께 중심부와 표면부 간의 경도 편차가 개선되어,
상기 선재의 두께 중심부 및 표면부 간의 경도 편차가 5% 이하를 갖는 균일한 경도를 갖는 선재.
Cold working is performed in which the wire rod is drawn in a reverse direction in which the first rotary drum mounted on the inlet side of the die and the second rotary drum mounted on the exit side of the die rotate in opposite directions to each other, wherein the first rotary drum is 1 position, the second rotating drum is arranged in a second position lower than the first position, the die is arranged in a horizontal direction in the interval between the first and second rotating drums and spaced apart from the drawing in a straight line By being carried out, the hardness deviation between the thickness center and the surface portion is improved,
A wire rod having a uniform hardness having a hardness deviation of 5% or less between the thickness center and the surface portion of the wire rod.
 제8항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, C : 0.08% 이하, O : 0.4% 이하, N : 0.05% 이하, H : 0.015% 이하, Fe : 0.5% 이하 및 나머지 Ti와 기타 불가피한 불순물을 포함하는 순수 티타늄 재질로 이루어진 균일한 경도를 갖는 선재.
9. The method of claim 8,
The wire is
By weight%, C: 0.08% or less, O: 0.4% or less, N: 0.05% or less, H: 0.015% or less, Fe: 0.5% or less, and the remainder uniformly made of pure titanium material containing Ti and other unavoidable impurities Wire rod with hardness.
 제8항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, Ni : 38 ~ 40%, Cr : 1.0% 이하, V : 1.0% 이하, C : 0.5% 이하, Mn : 0.5% 이하, Si : 0.5% 이하, Co : 0.1% 이하, Al : 0.1% 이하, Cu : 0.1% 이하, Mo : 0.1% 이하, Ti : 0.1% 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 인바 합금 재질로 이루어진 균일한 경도를 갖는 선재.
9. The method of claim 8,
The wire is
By weight%, Ni: 38 to 40%, Cr: 1.0% or less, V: 1.0% or less, C: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Si: 0.5% or less, Co: 0.1% or less, Al: 0.1 % or less, Cu: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, Ti: 0.1% or less, and the remaining Fe and other unavoidable impurities.
 제8항에 있어서,
상기 선재는
중량%로, Cr : 19 ~ 21%, W : 14 ~ 16%, Ni : 9 ~ 11%, Mn : 1 ~ 2%, C : 0.05 ~ 0.15%, Si : 0.4% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.03% 이하, Fe : 3% 이하 및 나머지 Co 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Co-Cr계 합금 재질로 이루어진 균일한 경도를 갖는 선재.
9. The method of claim 8,
The wire is
By weight%, Cr: 19 to 21%, W: 14 to 16%, Ni: 9 to 11%, Mn: 1 to 2%, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.4% or less, P: 0.04% or less , S: 0.03% or less, Fe: 3% or less, and the remaining Co-Cr-based alloy containing Co and other unavoidable impurities and a wire rod having uniform hardness.
 제8항에 있어서,
상기 선재는
두께 중심부와 표면부에서 측정된 경도 값이 하기 식 1을 만족하는 균일한 경도를 갖는 선재.

식 1 : (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%
(여기서, Hv_max는 최대 경도 값이고, Hv_min은 최소 경도 값임.)9. The method of claim 8,
The wire is
A wire rod having uniform hardness in which the hardness values measured at the center and the surface of the thickness satisfy Equation 1 below.

Equation 1: (Hv_max - Hv_min) / Hv_max × 100% ≤ 5.0%
(Where Hv_max is the maximum hardness value, and Hv_min is the minimum hardness value.)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6372418A (en) * 1986-09-11 1988-04-02 Nisshin Steel Co Ltd Continuously drawing device for tube
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