KR20140040995A - Steel wire rod and steel wire for ultra-high strength tirecord and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초고강도 타이어코드용 선재 및 강선 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wire rod and a steel wire for an ultra-high strength tire cord and a manufacturing method thereof.
타이어코드는 자동차 등 운반체에 있어서 타이어의 내구성, 주행성 및 안정성을 높이기 위해 고무 내부에 들어가는 보강재 또는 부재를 의미하고, 상기 타이어코드 소재는 크게 폴리에스테르, 나일론 등 고분자 합성섬유와 스틸(Steel)강재로 구분할 수 있으며, 최근에는 높은 강도 및 우수한 내열성이 요구되어 스틸 코드가 널리 사용된다.
The tire cord refers to a reinforcing material or member that enters the inside of the rubber to improve the durability, running property and stability of the tire in a vehicle such as an automobile. The tire cord material is mainly composed of synthetic fibers such as polyester and nylon, In recent years, high strength and excellent heat resistance are required, and steel cords are widely used.
타이어코드는 높은 강도를 구비해야 하는데, 타이어코드의 강도를 높이는 방법으로는 철(Fe)에 합금성분을 첨가하는 방법, 타이어코드의 가공 경화율을 증가시키는 방법 그리고 소재의 신선변형율을 증가시키는 방법 등이 있다.
The tire cord must have high strength. Methods of increasing the strength of the tire cord include a method of adding an alloy component to iron (Fe), a method of increasing the work hardening rate of the tire cord, and a method of increasing the fresh strain of the material .
타이어코드의 강도를 향상시키는 여러 가지 방법 중 합금원소를 첨가하는 방법이 널리 사용된다. 이러한 강화 원소의 대표적인 예로는 탄소를 들 수 있다. 타이어코드의 강도가 점차 증가함에 따라 탄소는 아공석 영역에서 공석영역으로 공석영역에서 과공석영역으로 점차 그 함량이 증가하여 왔다. 상기와 같이 탄소 함량이 증가할 경우 강재 내부에는 경질상인 세멘타이트의 분율이 증가하고 펄라이트 조직의 라멜라 간격이 조밀해지는 등 소재의 강도가 향상되게 된다. 이와 같이 탄소 이외에도 다양한 합금원소를 첨가하는 기술이 제안되어 왔다.
A method of adding an alloy element among various methods for improving the strength of a tire cord is widely used. Representative examples of such reinforcing elements include carbon. As the strength of the tire cord gradually increases, the carbon content gradually increases from the vacant area to the vacant area, from the vacant area to the overturned area. When the carbon content is increased as described above, the strength of the material increases, for example, the proportion of the cementite, which is a hard phase, increases in the steel and the lamellar spacing of the pearlite structure becomes dense. As such, a technique of adding various alloy elements in addition to carbon has been proposed.
특허문헌 1에서는 Fe에 C, Si, Mn, 크롬(Cr), 보론(B), 질소(N) 및 몰리브덴(Mo) 또는 바나듐(V)을 첨가하는 것을 특징으로 하고 있으나, 이 기술은 Mo, V 등 고가 합금철을 다량 첨가하고 연속주조시 강편에서 합금성분의 편석이 발생되는 단점이 있다.
In Patent Document 1, Fe is added with C, Si, Mn, Cr (Cr), Boron (B), Nitrogen and Mo or vanadium (V) V and high alloyed iron are added in a large amount to cause segregation of alloy components in the continuous casting.
즉, 강재의 강도를 향상시키기 위해서 단순히 합금원소를 다량 첨가할 경우 선재 압연 후 후속되는 강선 제조공정에서 강재의 연성이 불량하여 단선이 발생하는 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 타이어코드의 강도 향상을 위해서는 다양한 합금설계와 신선 공정 조건 설계와 같은 다양한 관점에서 다양한 인자를 고려하여야 할 필요가 있다.
That is, when a large amount of an alloy element is simply added to improve the strength of the steel, problems such as the occurrence of disconnection due to poor ductility of the steel in the steel wire manufacturing process following the wire rolling may occur. Therefore, in order to improve the strength of the tire cord, it is necessary to consider various factors from various viewpoints such as various alloy design and drawing process condition design.
본 발명은 Si, Cr의 함량을 일정분율 이상으로 첨가하였을 때, 강도의 증가 폭이 둔화되는 것을 방지하고, 변태 시작으로부터 변태 완료까지 걸리는 시간을 절감하여 펄라이트의 분절 방지로 인해 강도가 우수한 초고강도 타이어코드용 선재 및 강선 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
The present invention prevents the increase in the strength increase when the content of Si and Cr is added at a certain rate or more and reduces the time from the start of transformation to the completion of transformation, A wire cord for a tire cord, a steel wire and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재는 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
The super high strength steel wire for a cord according to one aspect of the present invention is characterized in that it contains 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 0.4% %, The balance Fe, and other unavoidable impurities.
본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 1200~1300℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 950~1100℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 10~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
A method of manufacturing a super high strength tire cord wire according to another aspect of the present invention is a method of manufacturing a super high strength tire cord wire comprising the steps of: 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% : 0.1 to 2.0%, the balance Fe and other unavoidable impurities at 1200 to 1300 캜, hot-rolling the heated billet at 950 to 1100 캜 to produce a wire rod, And cooling at a cooling rate of 25 DEG C / second.
본 발명의 일측면인 초고강도 타이어코드용 강선은 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
A steel wire for an ultrahigh strength tire cord according to one aspect of the present invention is characterized by containing, by weight%, 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 2.0 %, The balance Fe, and other unavoidable impurities.
본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법은 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 1200~1300℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 950~1100℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계, 상기 선재를 10~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계 및 냉각된 선재에 2회 이상 신선하고, 상기 신선 사이에 580~620℃에서 페이턴팅(patenting)열처리를 행하여 강선을 제조하는 단계를 포함한다.
A method of manufacturing a steel wire for ultra-high strength tire cord according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing a steel wire for an ultra high strength tire cord, which comprises 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, : 0.1 to 2.0%, the balance Fe and other unavoidable impurities at 1200 to 1300 캜, hot-rolling the heated strip at 950 to 1100 캜 to produce a wire rod, Cooling at a cooling rate of 25 占 폚 / sec; and a step of preparing a steel wire by performing a patenting heat treatment at 580 to 620 占 폚 between the drawn wire and the drawn wire twice or more.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.
본 발명에 의하면 Si, Cr의 함량이 증가함에 따라 고용강화 효과가 우수하고, 펄라이트로의 변태 완료 시간이 단축됨에 따라 펄라이트 분절이 감소시켜 강도를 향상시키고, 미세한 펄라이트로 인하여 신선 가공 시 가공 경화율이 높은 초고강도 타이어코드용 선재 및 강선을 제공할 수 있다.
According to the present invention, as the content of Si and Cr increases, the solid solution strengthening effect is excellent and the completion time of transformation into pearlite is shortened, the pearlite segment is reduced to improve the strength, It is possible to provide the wire rod and the steel wire for the high ultra-high strength tire cord.
도 1은 비교예 1 및 2의 변태시작과 완료의 시간과 온도에 대한 그래프이다.
도 2는 비교예 1 및 2를 580℃에서 변태를 시켰을 때, 변태온도에서 유지시간의 증가에 따른 강도를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the time and temperature of the transformation start and completion of Comparative Examples 1 and 2. FIG.
Fig. 2 is a graph showing the strength of Comparative Examples 1 and 2 as the holding time increases with transformation temperature at 580 占 폚.
본 발명의 발명자들은 고강도화를 위해 합금원소를 추가할수록 변태지연에 의한 기계적 강도의 저하를 해결하기 위하여 연구를 행한 결과, 다양한 합금설계와 신선 공정 조건 설계를 병행하여 변태 완료시간을 가속화시킴으로써, 초고강도 타이어코드용 선재 및 강선을 생산할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
The inventors of the present invention have conducted studies to solve the deterioration of the mechanical strength due to the transformation delay as the alloy element is added for the purpose of increasing the strength of the alloy. As a result, the alloying design and the drawing process condition design are accelerated, It is possible to produce wire rods and wire rods for tire cords, leading to the present invention.
이하, 본 발명의 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재에 대하여 상세히 설명한다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a wire rod for super high strength tire cord which is one aspect of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재는 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
The super high strength steel wire for a cord according to one aspect of the present invention is characterized in that it contains 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 0.4% %, The balance Fe, and other unavoidable impurities.
탄소(C): 0.98~1.20중량%Carbon (C): 0.98 to 1.20 wt%
C는 타이어코드의 강도를 확보하기 위한 핵심적인 원소이다. 상기 탄소는 고탄소강 선재에서 대부분 세멘타이트의 형태로 존재한다. 세멘타이트는 페라이트와 함께 층상 펄라이트를 형성하는데 페라이트에 비하여 고강도이므로 세멘타이트의 분율이 증가할수록 선재의 강도는 증가하게 된다. 상기 탄소의 함량을 증가시킬수록 세멘타이트 분율이 증가하고, 층상간격이 미세해지므로 선재의 강도를 증가시키는데 효과적이다. 그러나, 탄소가 너무 다량 첨가될 경우에는 선재 생산 시 초석 세멘타이트 제어가 어렵고 오스테나이트와 세멘타이트의 자유에너지 차이가 심해져서 변태 제어가 어려워짐으로, 그 상한을 1.20중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 반면에, 탄소의 함량이 너무 낮을 경우에는 강도가 감소하므로 그 하한은 0.98중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 C는 0.98~1.20중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
C is a key element for securing the strength of the tire cord. The carbon is present mostly in the form of cementite in high carbon steel wire rods. Cementite forms layered pearlite together with ferrite because it has higher strength than ferrite. Therefore, as the fraction of cementite increases, the strength of the wire increases. As the carbon content is increased, the cementite fraction increases and the layer spacing becomes finer, which is effective to increase the strength of the wire rod. However, when too much carbon is added, it is difficult to control the cementite cementite in the production of the wire rod, and the difference in free energy between the austenite and the cementite becomes so great that the transformation control becomes difficult, and the upper limit is preferably limited to 1.20 wt% . On the other hand, if the content of carbon is too low, the strength is reduced, so that the lower limit is preferably limited to 0.98 wt%. Therefore, it is preferable that C is contained in an amount of 0.98 to 1.20% by weight.
실리콘(Si): 0.1~1.0중량%Silicon (Si): 0.1 to 1.0 wt%
실리콘은 페라이트 고용강화에 의한 강도 향상을 위하여 첨가되는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.1중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, Si의 함량이 1.0중량%를 초과하는 경우에는 항온열처리시 표면에 탈탄이 형성되고, Si의 계면 편석으로 인해 신선 시 파단이 발생하게 된다. 또한 변태가 지연되기 때문에 기계적 특성의 저하될 수 있다. 따라서, 상기 Si는 0.1~1.0중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
Silicon is an element added for strength enhancement by ferrite solid solution strengthening. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that 0.1 wt% or more is included. However, when the Si content exceeds 1.0% by weight, decarburization is formed on the surface during the heat treatment at a constant temperature, and fracture occurs at the time of freshness due to interfacial segregation of Si. In addition, since the transformation is delayed, the mechanical properties may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the Si content is 0.1 to 1.0 wt%.
망간(Mn): 0.1~0.5중량%Manganese (Mn): 0.1 to 0.5 wt%
Mn은 기지조직내에 고용체를 형성하여 고용강화하는 원소로 매우 유용한 원소이나 펄라이트 변태를 지연시키기 때문에 느린 냉각속도에서도 미세 펄라이트를 형성시킬 수 있도록 Mn양이 결정되어야 한다. 상기 망간의 함량이 0.1 중량%미만인 경우에는 강도 효과가 미비하다. 반면에, 0.5중량%를 초과하는 경우 Mn 중심편석이 발달되어 저온충격인성을 열화 시킬 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.1~0.5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
Mn is an element that solidifies by forming a solid solution in the matrix, and it delays the pearlite transformation, which is a very useful element. Therefore, the amount of Mn should be determined so that the fine pearlite can be formed even at a slow cooling rate. When the content of manganese is less than 0.1 wt%, the strength effect is insufficient. On the other hand, if it exceeds 0.5% by weight, Mn center segregation develops, which may deteriorate the low-temperature impact toughness. Therefore, the content of Mn is preferably 0.1 to 0.5 wt%.
크롬(Cr): 0.1~0.4중량%Chromium (Cr): 0.1-0.4 wt%
Cr은 강력한 탄화물 원소로 세멘타이트에 선택적으로 분배되며 라멜라 간격을 미세화하고 세멘타이트를 안정화시켜서 열처리 강도증가와 가공경화율 증가, 한계 신선 가공량 증가 등에 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.1중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 0.4중량%를 초과하는 경우에는 강도 및 연신율 증가효과가 포화 값에 도달하기 때문에 추가적으로 그 효과를 기대하기 어렵다. 따라서, 상기 Cr의 함량은 0.1~0.4중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
Cr is a strong carbide element that is selectively distributed to cementite, and it is an effective element to increase the heat treatment strength, increase the work hardening rate, increase the machining limit, and stabilize the cementite. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that 0.1 wt% or more is included. However, when it exceeds 0.4% by weight, the effect of increasing the strength and elongation reaches the saturation value, so that the effect is not expected further. Therefore, the content of Cr is preferably 0.1 to 0.4% by weight.
탄탈륨(Ta): 0.1~2.0중량%Tantalum (Ta): 0.1 to 2.0 wt%
강선에 Si, Cr의 함량을 일정분율 이상 증가시켰을 때, 강도의 증가 폭이 둔화된다. 이와 같이 강도의 증가 폭이 둔화되는 현상은 오스테나이트로부터 펄라이트로의 변태 시, Si, Cr 등의 선택적 분배가 필요한데 추가되는 합금원소량이 증가될수록 재분배에 많은 시간이 소요되기 때문이다. 즉, 변태시작으로부터 변태완료까지 소요되는 시간이 증가한다는 것은 먼저 생성된 펄라이트가 고온에서 장시간 노출되는 것을 의미하는데, 이와 같이, 장시간 고온에 노출된 펄라이트는 분절이 발생되어 강도의 증가가 제한되게 된다. 따라서, 본원발명의 발명자들은 상기와 같은 장기간 고온에 펄라이트를 노출되는 것을 방지하고자, 탄탈륨을 첨가하였다. 본원발명과 같이, 탄탈륨을 일정분율 포함시킴으로써, 펄라이트의 변태완료시간을 효과적으로 단축시켜 펄라이트의 분절을 방지할 수 있다. 탄탈륨이 고탄소 신선재에 0.1%이상 포함되는 경우 공석온도 변화 없이 오스테나이트 내의 C의 확산을 조장하여 펄라이트로의 항온변태를 효과적으로 가속시키는 효과가 있다. 그러나, Ta의 함량이 2.0중량%를 초과하는 경우에는 C의 확산이 너무 조장되어 세멘타이트가 두꺼워지고 그에 따라 라멜라 간격이 오히려 증가하는 역효과가 나타난다. 따라서, 상기 Ta의 함량은 0.1~2.0중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
When the content of Si and Cr is increased more than a certain percentage in the steel wire, the increase of the strength is slowed down. The phenomenon that the increase in the strength is slowed as described above is that the selective distribution of Si, Cr, etc. is required when transformation from austenite to pearlite is performed, and it takes much time to redistribute as the amount of the alloy element added increases. That is, the increase in the time required from the start of transformation to the completion of transformation means that the pearlite generated first is exposed at a high temperature for a long time. In this way, the pearlite exposed to a long period of high temperature is subjected to segregation, . Therefore, the inventors of the present invention have added tantalum in order to prevent the pearlite from being exposed to such a long-term high temperature. By including a certain percentage of tantalum as in the present invention, it is possible to effectively shorten the completion time of transformation of pearlite, thereby preventing segregation of pearlite. When tantalum is contained in the high-carbon steel material in an amount of 0.1% or more, the effect of promoting the diffusion of C in the austenite without changing the vacancy temperature and accelerating the constant temperature transformation to pearlite is effectively accelerated. However, when the content of Ta exceeds 2.0% by weight, the diffusion of C is promoted too much to cause thickening of the cementite and consequently an adverse effect that the lamellar spacing is rather increased. Therefore, the content of Ta is preferably 0.1 to 2.0% by weight.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
The remainder of the present invention is iron (Fe). However, in the ordinary manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically mentioned in this specification, as they are known to any person skilled in the art of manufacturing.
또한, 상기 강선의 미세조직은 펄라이트로 구성되고, 상기 펄라이트는 면적분율로 99% 이상인 것이 바람직하다. 초석 세멘타이트가 생성되어서는 안되고 의도치 않게 국부적 탄소 부족에 의해 발생되는 페라이트상 역시 면적 분율로 1% 미만이 되어야 한다. 상기와 같은 미세조직을 가짐으로써, 펄라이트를 구성하는 세멘타이트 분율을 최대화하고 그에 따라 인장강도와 신선가공율을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 펄라이트 조직이 99% 미만인 경우에는 신선 가공 시 변형이 펄라이트 이외의 조직에 집중되어 불균일하게 분포하게 되므로 신선 가공율이 저감되는 문제가 있다. 보다 바람직하게는 100%의 펄라이트 조직을 포함한다.
In addition, the microstructure of the steel wire is preferably composed of pearlite, and the pearlite is preferably 99% or more in area fraction. Corundum cementite should not be produced, and the ferrite phase unintentionally generated by local carbon shortage should also be less than 1% in area fraction. By having the microstructure as described above, it is possible to maximize the cementite fraction constituting the pearlite and thereby maximize the tensile strength and the drawing rate. In addition, when the pearlite structure is less than 99%, the deformation in the drawing process is concentrated in a structure other than the pearlite and is unevenly distributed, and thus there is a problem that the drawing rate is reduced. More preferably 100% pearlite structure.
또한, 상기 선재의 인장강도는 1000MPa 이상인 것이 바람직하다.
The tensile strength of the wire is preferably 1000 MPa or more.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a super high strength tire cord wire according to another aspect of the present invention will be described in detail.
본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 1200~1300℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 950~1100℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 10~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
A method of manufacturing a super high strength tire cord wire according to another aspect of the present invention is a method of manufacturing a super high strength tire cord wire comprising the steps of: 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% : 0.1 to 2.0%, the balance Fe and other unavoidable impurities at 1200 to 1300 캜, hot-rolling the heated billet at 950 to 1100 캜 to produce a wire rod, And cooling at a cooling rate of 25 DEG C / second.
가열단계Heating stage
상기 성분계를 만족하는 강편을 1200~1300℃로 가열한다. 상기 온도 범위에서 강편의 가열을 행함으로써 오스테나이트 단상을 유지하고, 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 상기 강편의 가열온도가 1300℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 매우 조대하게 되어 고강도 및 고인성 선재를 획득하기 어렵다. 반면, 1200℃미만인 경우에는 가열에 의한 상기 효과를 얻기 곤란할 수 있다. 여기서, 강편이란 선재로 제조될 수 있는 블룸이나 빌렛과 같은 반제품을 모두 의미한다.
And the billet satisfying the above-mentioned component system is heated to 1200 to 1300 占 폚. By heating the steel strip in this temperature range, it is possible to maintain the austenite single phase, prevent the coarsening of the austenite grains, and effectively dissolve the remaining segregation, carbides and inclusions. If the heating temperature of the steel strip exceeds 1300 ° C, the austenite grains become very coarse and it is difficult to obtain a high strength and high toughness wire rod. On the other hand, in the case of less than 1200 DEG C, it may be difficult to obtain the above effect by heating. Here, the term "steel" refers to all semifinished products such as blooms and billets, which can be produced from wire rods.
열간압연Hot rolling
상기와 같이 가열된 강편을 열간압연을 실시할 수 있다. 이때, 압연은 950~1100℃에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 압연온도가 950℃미만일 경우에는 압연 중 선재 표면에 흠이 발생되어 후속될 신선 가공을 적용하기 어렵다. 반면, 압연온도가 1100℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하여 강도 및 연성이 저하될 수 있다.
The hot-rolled steel strip as described above can be subjected to hot rolling. At this time, the rolling is preferably performed at 950 to 1100 占 폚. When the rolling temperature is lower than 950 ° C, scratches are generated on the surface of the wire during rolling, and it is difficult to apply subsequent drawing processing. On the other hand, when the rolling temperature exceeds 1100 ° C, the size of the austenite grains increases and the strength and ductility may be lowered.
냉각단계Cooling stage
상기와 같이 열간압연된 선재를 냉각하는 것이 바람직하다. 이때, 냉각은 10~25℃/초의 속도로 행하는 것이 바람직하다. 10℃/초 미만인 경우에는 초석 세멘타이트의 형성이 활발하게 이루어져 본 발명이 의도하고자 하는 미세조직을 얻기 어렵다. 반면에, 25℃/초를 초과하는 경우에는 경질의 조직이 형성되어 연성을 확보하기 어려운 문제가 발생한다. 따라서, 상기 냉각속도는 10~25℃/초를 만족하는 범위에서 행하는 것이 바람직하다.
It is preferable to cool the hot-rolled wire as described above. At this time, the cooling is preferably performed at a rate of 10 to 25 DEG C / second. When it is less than 10 ° C / second, the formation of the corner stone cementite becomes active, and it is difficult to obtain the microstructure to which the present invention is intended. On the other hand, when the temperature is higher than 25 ° C / second, a hard texture is formed to make it difficult to secure ductility. Therefore, it is preferable that the cooling rate is in the range of 10 to 25 DEG C / second.
상기 냉각 단계 후에는 냉각된 선재의 보관 및 이동을 용이하게 하기 위하여 권취하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
After the cooling step, the step of winding may be further included to facilitate the storage and movement of the cooled wire rod.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 강선에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a steel wire for ultra-high strength tire cord, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.
본 발명의 일측면인 초고강도 타이어코드용 강선은 중량%로, C: 0.98~1.20%, Si: 0.1~1.0%, Mn: 0.1~0.5%, Cr: 0.1~0.4%, Ta: 0.1~2.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
A steel wire for an ultrahigh strength tire cord according to one aspect of the present invention is characterized by containing, by weight%, 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 2.0 %, The balance Fe, and other unavoidable impurities.
본 발명의 강선을 제조하는 방법은 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 전술한 조성을 만족하는 선재를 신선 가공하여 강선을 제조할 수 있다. 이렇게 얻어진 강선의 인장강도는 4400MPa 이상인 것이 바람직하다.
The method for manufacturing the steel wire of the present invention is not necessarily limited to this, but it is possible to produce a steel wire by drawing the wire material satisfying the above-mentioned composition. The tensile strength of the thus obtained steel wire is preferably 4400 MPa or more.
또한, 상기 강선의 미세조직은 펄라이트로 구성되고, 상기 펄라이트는 면적분율로 99% 이상인 것이 바람직하다. 초석 세멘타이트가 생성되어서는 안되고 의도치 않게 국부적 탄소 부족에 의해 발생되는 페라이트상 역시 면적 분율로 1% 미만이 되어야 한다. 상기와 같은 미세조직을 가짐으로써, 펄라이트를 구성하는 세멘타이트 분율을 최대화하고 그에 따라 인장강도와 신선가공율을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 펄라이트 조직이 99% 미만인 경우에는 신선 가공시 변형이 펄라이트 이외의 조직에 집중되어 불균일하게 분포하게 되므로 신선 가공율이 저감되는 문제가 있다. 보다 바람직하게는 100%의 펄라이트 조직을 포함한다.
In addition, the microstructure of the steel wire is preferably composed of pearlite, and the pearlite is preferably 99% or more in area fraction. Corundum cementite should not be produced, and the ferrite phase unintentionally generated by local carbon shortage should also be less than 1% in area fraction. By having the microstructure as described above, it is possible to maximize the cementite fraction constituting the pearlite and thereby maximize the tensile strength and the drawing rate. In addition, when the pearlite structure is less than 99%, the deformation in the drawing process is concentrated in a structure other than the pearlite and is unevenly distributed, and thus there is a problem that the drawing rate is reduced. More preferably 100% pearlite structure.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a steel wire for ultra-high strength tire cord, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.
상기 전술한 방법으로 선재를 제조한 뒤, 냉각된 선재에 2회 이상 신선하고, 상기 신선 사이에 580~620℃에서 페이턴팅(patenting)열처리를 행하여 강선을 제조하는 단계를 포함하여 초고강도 타이어코드용 강선을 제조한다.
Comprising the steps of: preparing a wire rod by the above-mentioned method, then drawing the wire rod at least two times on a cooled wire rod, and performing a patenting heat treatment between the wire rod and the wire rod at 580 to 620 ° C to produce a steel wire, Steel wire is manufactured.
상기 냉각된 선재에 2회 이상 신선을 행하여 최종두께까지 감소하는 것이 바람직하다. 3회의 신선을 행하는 것이 보다 바람직하다.
It is preferable that the cooled wire rod is drawn twice or more to decrease to the final thickness. It is more preferable to perform the drawing three times.
본 발명이 제안한 신선단계의 바람직한 일례로써, 상기 냉각된 선재를 1차 건식신선하는 단계, 상기 1차 건식신선된 강선을 1차 페이턴팅(patenting) 열처리를 하는 단계, 상기 1차 페이턴팅 열처리된 강선을 2차 건식신선하는 단계, 상기 2차 건식신선된 강선을 2차 페이턴팅 열처리하는 단계, 상기 2차 페이턴팅 열처리된 강선을 3차 습식신선하는 단계를 행하는 것이 바람직하다.
As a preferred example of the drawing step proposed by the present invention, there is a step of first dry-drawing the cooled wire rod, a first-stage patenting heat treatment of the first dry-drawn steel wire, a step of heat- It is preferable to carry out a step of secondarily dry-drawing the steel wire, a step of heat-treating the second dry-drawn steel wire by the second heat treatment, and a step of wet-drawing the third steel wire by the second heat-treated copper wire.
상기 전술한 바와 같이, 1차 및 2차의 신선은 건식신선하는 것이 바람직하고, 3차 신선은 도금과정을 고려하여 습식신선을 행하는 것이 바람직하다.
As described above, it is preferable that the first and second lines are dry-drawn, and the third line is preferably wet-drawn considering the plating process.
상기와 같이 페이턴팅 열처리를 순차적으로 포함하고 있는 2회 이상의 신선을 행함으로써 선경을 줄이고 오스테나이징시 오스테나이트의 크기를 균일하고 미세하게 제어하는 효과가 있다. 이때, 페이턴팅 열처리는 950℃ 이상의 온도에서 오스테나이징한 뒤 580~620℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하다.
As described above, the drawing is carried out two or more times successively including the patenting heat treatment, thereby reducing the wire diameter and controlling the size of the austenized austenite uniformly and finely. At this time, it is preferable that the pattening heat treatment is performed at a temperature of 580 to 620 캜 after osteonizing at a temperature of 950 캜 or higher.
보다 바람직하게는 상기 2차 페이턴팅 열처리 후, 도금을 행하는 단계를 더 포함한다. 보다 바람직하게는 황동으로 도금을 행한다.
More preferably, the method further comprises plating after the secondary plating heat treatment. More preferably, it is plated with brass.
또한, 상기 페이턴팅 열처리를 행하는 동안 변태종료시간은 7초 미만인 것이 바람직하고, 상기 강선의 신선한계는 96%이상인 것이 바람직하다.
It is preferable that the transformation end time is less than 7 seconds while the plating heat treatment is performed, and the drawing limit of the steel wire is preferably 96% or more.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.
(실시예)(Example)
하기 표 1에 기재된 성분계를 만족하는 강들을 주조하였다. 그 후 1250℃에서 가열하고, 1000℃에서 열간압연을 행한 후, 15℃/초의 냉각속도로 냉각하여 5.5㎜Φ의 직경을 갖는 선재를 제조하였다. 그 후, 1차 건식신선, 1차 페이턴팅 열처리, 2차 건식신선, 2차 페이턴팅 열처리, 황동 도금, 3차 습식신선을 하여 0.2 ㎜Φ의 직경을 갖는 강선을 제조하였다. 이때, 페이턴팅 열처리는 580℃에서 행하였다.
Steels satisfying the component system described in Table 1 below were cast. Thereafter, it was heated at 1250 ° C, hot-rolled at 1000 ° C and then cooled at a cooling rate of 15 ° C / sec to produce a wire rod having a diameter of 5.5mmΦ. Thereafter, a steel wire having a diameter of 0.2 mm was prepared by performing primary dry drawing, primary pattening heat treatment, secondary dry drawing, secondary faceting heat treatment, brass plating, and third wet drawing. At this time, the baking heat treatment was performed at 580 占 폚.
상기 선재 및 강선의 인장강도 및 신선한계를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
The tensile strength and the drawing limit of the wire and the steel wire were measured and are shown in Table 1 below.
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 7은 본 발명에서 제안한 성분계 및 제조방법을 만족하는 실시예로서, 선재의 인장강도가 1000MPa 이상이고, 강선의 인장강도가 4400MPa 이상이며, 항온변태시 변태시간이 7초 미만인 초고강도 타이어코드용 강선을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in Tables 1 and 2, Inventive Examples 1 to 7 are examples that satisfy the component system and the manufacturing method proposed in the present invention, and show that the tensile strength of the wire rod is 1000 MPa or more, the tensile strength of the steel wire is 4400 MPa or more, It can be confirmed that a steel wire for an ultra-high strength tire cord having a transformation time of less than 7 seconds can be produced.
그러나, 비교예 1 내지 7과 같이 Ta을 미포함하는 경우에는 변태가 완료되는 시간까지 변태온도에서 유지되는 시간이 길어지는 것을 확인할 수 있으며, 더불어 시간에 비례하여 강도가 감소하는 것을 확인할 수 있다.
However, in the case where Ta is not included as in Comparative Examples 1 to 7, it can be confirmed that the time to maintain the transformation temperature until the completion of the transformation is prolonged, and that the strength decreases in proportion to time.
더불어, 도 1에 나타난 바와 같이 비교예 1 및 2는 580~620℃에서 노우즈(nose) 온도가 설정되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 1 보다는 비교예 2와 같이 Cr성분이 추가됨에 따라 변태 시작과 완료시간이 모두 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 변태 완료 시간의 증가는 선변태된 조직이 고온에 그대로 노출되어 구상화가 진행되는 문제를 일으키며 펄라이트가 분절되어 나타나면서 강도가 저하되는 것을 도 2 및 상기 표 1을 통하여 확인할 수 있다.
In addition, as shown in FIG. 1, it can be seen that the nose temperature is set at 580 to 620 ° C. for Comparative Examples 1 and 2. In addition, it can be seen that the transformation start time and the completion time increase as the Cr component is added as in Comparative Example 2, rather than Comparative Example 1. [ As shown in FIG. 2 and Table 1, it can be seen that the increase in the transformation completion time causes the problem that the pre-transformed structure is exposed to the high temperature and the spheroidization proceeds, and the strength is decreased as the pearlite is segmented.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
Claims (11)
Ultra high strength with C: 0.98-1.20%, Si: 0.1-1.0%, Mn: 0.1-0.5%, Cr: 0.1-0.4%, Ta: 0.1-2.0%, balance Fe and other unavoidable impurities Wire rod for tire cord.
상기 선재의 미세조직은 펄라이트를 포함하는 초고강도 타이어코드용 선재.
The method according to claim 1,
The microstructure of the wire rod is a wire rod for ultra high strength tire cord containing pearlite.
상기 가열된 강편을 950~1100℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계; 및
상기 선재를 10~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 초고강도 타이어코드용 선재의 제조방법.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains, in terms of% by weight, 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 2.0% of Ta, Heating at 1200 to 1300 캜;
Hot rolling the heated billet at 950 to 1100 占 폚 to produce a wire rod; And
And cooling the wire rod at a cooling rate of 10 to 25 DEG C / second.
Ultra high strength with C: 0.98-1.20%, Si: 0.1-1.0%, Mn: 0.1-0.5%, Cr: 0.1-0.4%, Ta: 0.1-2.0%, balance Fe and other unavoidable impurities Steel wire for tire cords.
상기 강선의 인장강도는 4400MPa 이상인 초고강도 타이어코드용 강선.
5. The method of claim 4,
Tensile strength of the steel wire is 4400MPa or more ultra high strength tire cord steel wire.
상기 강선의 미세조직은 펄라이트인 초고강도 타이어코드용 강선.
5. The method of claim 4,
Microstructure of the steel wire is a steel wire for ultra-high strength tire cord is pearlite.
상기 가열된 강편을 950~1100℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계;
상기 선재를 10~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 선재에 2회 이상 신선하고, 상기 신선 사이에 580~620℃에서 페이턴팅(patenting)열처리를 행하여 강선을 제조하는 단계를 포함하는 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains, in terms of% by weight, 0.98 to 1.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.5% of Mn, 0.1 to 0.4% of Cr, 0.1 to 2.0% of Ta, Heating at 1200 to 1300 캜;
Hot rolling the heated billet at 950 to 1100 占 폚 to produce a wire rod;
Cooling the wire rod at a cooling rate of 10 to 25 DEG C / second; And
And a step of preparing a steel wire by conducting a patenting heat treatment between 580 and 620 ° C between the wire drawing and the wire drawing at least two times on the cooled wire rod, thereby manufacturing a steel wire for an ultra-high strength tire cord.
상기 강선을 제조하는 단계는 냉각된 선재를 1차 건식신선하는 단계;
상기 1차 건식신선된 강선을 1차 페이턴팅 열처리를 하는 단계;
상기 1차 페이턴팅 열처리된 강선을 2차 건식신선하는 단계;
상기 2차 건식신선된 강선을 2차 페이턴팅 열처리하는 단계;
상기 2차 페이턴팅 열처리된 강선을 3차 습식신선하는 단계를 포함하는 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The step of fabricating the steel wire comprises: a first dry-drawing step of the cooled wire;
Subjecting the first dry drawn steel wire to a first facetting heat treatment;
A step of secondary dry-drawing the first faceted heat-treated steel wire;
Subjecting the secondary dry drawn steel wire to a secondary heat treatment;
And a third step of wet-drawing the secondary plating heat treated steel wire.
상기 2차 페이턴팅 열처리 후, 도금을 행하는 단계를 더 포함하는 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising a step of performing plating after the secondary plating heat treatment, thereby forming a steel wire for a super high strength tire cord.
상기 2차 페이턴팅 열처리를 행하는 동안 변태종료시간은 7초 미만인 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the transformation end time is less than 7 seconds while the secondary pattening heat treatment is performed.
상기 강선의 신선한계는 96% 이상인 초고강도 타이어코드용 강선의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the drawing limit of the steel wire is 96% or more.
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Legal Events
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| AMND | Amendment | ||
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| FPAY | Annual fee payment |
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