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KR102107507B1 - Development of heat treatment method for shot-peening ball - Google Patents

Development of heat treatment method for shot-peening ball Download PDF

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Publication number
KR102107507B1
KR102107507B1 KR1020180131618A KR20180131618A KR102107507B1 KR 102107507 B1 KR102107507 B1 KR 102107507B1 KR 1020180131618 A KR1020180131618 A KR 1020180131618A KR 20180131618 A KR20180131618 A KR 20180131618A KR 102107507 B1 KR102107507 B1 KR 102107507B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat treatment
oil
quenching
ball
spring
Prior art date
Application number
KR1020180131618A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임만승
여태식
김동현
Original Assignee
대원강업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대원강업주식회사 filed Critical 대원강업주식회사
Priority to KR1020180131618A priority Critical patent/KR102107507B1/en
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Publication of KR102107507B1 publication Critical patent/KR102107507B1/en

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Abstract

The present invention relates to a heat treatment method of a shot-peening ball for a spring. A heat treatment step includes a heating step, a quenching step, and a tempering step to allow a shot-peening ball to form a tempered martensite structure, have wear resistance of 5,500-5,700 cycles, and improve strength and toughness to improve the durability of the shot-peening ball. In comparison to the use of a shot-peening ball manufactured by simple mechanical machining, a raw material is heat-treated to improve hardness and toughness, improve wear resistance by impact during projection, allow reuse, respond to high hardness of a spring material, and improve the service life by 1.6 times. The heat treatment is realized in stages to improve the durability of a shot-peening ball for a spring in comparison to a conventional manufacturing method of a shot-peening ball for a spring produced in a small quantity without heat treatment.

Description

스프링용 쇼트볼의 열처리 방법{Development of heat treatment method for shot-peening ball}{Development of heat treatment method for shot-peening ball}

본 발명은 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법에 관한 것으로, 특히, 스프링용 쇼트볼의 원소재를 열처리하하여 내구성을 개선한 스프링용 쇼트피닝볼(shot-peening ball,이하 쇼트볼이라 약함)의 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for heat treatment of spring short balls, in particular, heat treatment of raw materials for spring short balls to improve durability by heat treatment of shot-peening balls for spring (hereinafter referred to as short balls) It's about how.

일반적으로 스프링은 강선재(鋼線材)의 탄성력을 이용하여 에너지를 흡수, 축척시켜서 완충의 목적을 달성하거나 압축 후 반발하는 복귀탄성을 이용하여 여러가지 기계요소의 운동기능을 확보하는 용도로 사용되고 있다. In general, springs are used to achieve the purpose of cushioning by absorbing and accumulating energy using the elastic force of a steel wire, or to secure the movement function of various mechanical elements by using resilient elasticity to rebound after compression.

그리고 이러한 스프링과 같은 일반적으로 자동차, 선박, 철도차량 등의 교통수단에 쓰이는 각 부품은 경량화를 요구하고 있고, 금속의 설계시 고려되는 금속의 고강도화는 부품의 경량화를 실현시킴으로써 재료와 연료절감이라는 잇점이 있어 경량화에 따른 소재의 고강도화를 실현하기 위한 노력이 계속되고 있다. In addition, each component used in transportation such as automobiles, ships, and railway vehicles, such as springs, requires light weight, and the high strength of metal, which is considered in the design of metals, reduces the weight of materials and fuels by realizing weight reduction of parts. Therefore, efforts are being made to realize high strength of materials due to weight reduction.

그러나 스프링 금속표면 또는 금속내부의 결함에 의해 항복응력 이하의 응력에서도 균열이 개시되고 서서히 안정성장하여 최종적으로 급속파괴되는 현상이 발생된다. However, due to defects in the surface of the metal or the spring, cracks are initiated even at stresses below the yield stress, and the stability is gradually increased, resulting in a rapid breakdown.

이러한 스프링에 소정의 특성을 갖도록 알려진 제조방법은, A manufacturing method known to have certain characteristics in such springs,

스프링의 성형을 위한 코일링장치 및 가열로를 준비하는 준비단계와, 제조되는 스프링의 형상 및 크기에 대응되도록 상기 코일링장치에서 소재가 권선되는 심봉이 변경장착된 후, 소정의 길이를 가지는 소재가 가열로로 이송되는 소재이송단계와, 상기 소재의 일부분이 상기 가열로에서 순간적으로 가열되는 가열단계와, 상기 가열단계를 통과하는 소재가 상기 코일링장치에 의해 권선되어 스프링으로 성형되며, 상기 소재이송단계가 일부 진행되어, 소재는 가열로에 이송되며 동시에 코일링장치에서 권선되는 코일링단계와, 상기 코일링단계를 거친 후, 요구되는 성형품의 크기로 상기 스프링의 단부를 가공하는 스프링 가공단계와, 상기 스프링이 담금질 및 뜨임 열처리되는 열처리단계와, 상기 열처리된 스프링이 쇼트피닝되는 쇼트피닝단계(상기 스프링강의 표면부에 압축잔류응력을 형성시키기 위해 쇼트볼을 70㎧의 투사속도로 처리하는 쇼트피닝,shot peening 공정)와, 상기 쇼트피닝이 완료된 스프링의 영구변형을 감소시키는 셋팅단계로 이루어지는 제조법이 대체로 알려진 방법이다. A preparation step of preparing a coiling device and a heating furnace for forming a spring, and a material having a predetermined length after the core is wound to be changed in the coiling device so as to correspond to the shape and size of the spring being manufactured. A material transfer step is transferred to the heating furnace, a heating step in which a part of the material is instantaneously heated in the heating furnace, and the material passing through the heating step is wound by the coiling device to form a spring, and the The material transfer step is partially progressed, and the material is transferred to a heating furnace and, at the same time, a coiling step wound in a coiling device, and after the coiling step, spring processing is performed to process the end of the spring to the required size of the molded product. Step, the heat treatment step of the spring is quenched and tempered heat treatment, and the short pinning step of the heat-treated spring is short pinned (the A manufacturing method consisting of a short peening (shot peening process) in which the short ball is processed at a throwing speed of 70 kPa to form a compressive residual stress on the surface of the fring steel, and a setting step of reducing the permanent deformation of the spring after the short peening is completed. This is a generally known method.

이중에서 특히, 쇼트피닝에 사용되는 쇼트피닝볼(이하 쇼트볼이라 함)을 제조하기 위한 재료는 연강, 경강, 공구강, 구조용강, 스프링강, 듀랄루민, 알루미늄 합금, 스테인레스, 아연, 금강사 등에 많이 사용된다. Among them, in particular, materials for manufacturing shot peening balls (hereinafter referred to as shot balls) used for shot peening are used in mild steel, hard steel, tool steel, structural steel, spring steel, duralumin, aluminum alloy, stainless steel, zinc, gold steel, etc. do.

이러한 쇼트볼 제조방법은 주강 쇼트볼 제작법과 그릿트(Cut wire)를 이용한 쇼트볼 제작공정이 있는데 두 가지 공정 모두 철로 만든 모래 알갱이 모양의 자재로써 금속표면을 거칠게 하여 도금 및 도장의 페인트의 접합성을 높일때 사용한다. 쇼트와 그릿트 모두 자동차, 건설, 조선, 단조, 철강 등 금속재를 원자재로 사용하는 산업에 주로 사용되는 일종의 투사재(投射財)이며, 다양한 형상과 성능을 만족시키는 다양한 제조방법이 알려져 있다. There are two types of short ball manufacturing methods, such as cast steel short ball manufacturing and short ball manufacturing using grit. Both of these processes are made of iron grains made of iron. Used to boost. Both shots and grits are a kind of projection material mainly used in industries that use metal materials such as automobiles, construction, shipbuilding, forging, and steel as raw materials, and various manufacturing methods satisfying various shapes and performances are known.

즉, 등록특허공보 제10-0124392호, 등록특허 제10-0524533호, 공개특허공보 제10-2006-0110361호, 등록특허 제10-1606126호, 등록특허 제10-1497892호 등에 개시된 바 있으며, 이러한 종래의 기술들은 대부분 강선을 절단칼날이 형성된 고속회전롤러에 연속진입시켜 일정한 길이로 절단시킴으로써 쇼트볼을 제조함으로써 다량의 쇼트볼을 일괄적으로 성형하고 있다. 또한, 쇼트볼 제조방법으로 철스크랩을 유도로 등에서 용해하여 아토마이징 등의 수분사를 행한 다음에 이를 열처리 하고 체질하여 쇼트볼을 제조하거나 수분사후의 재료를 분쇄한 후 다시 열처리한 후 입도를 조절하는 방법도 있다. 또 다른 쇼트볼 제조방법으로는 철 와이어를 짧게 절단하여 쇼트볼(쇼트그릿)을 제조할 수 있다. 상기의 방법들은 어느 경우든 고가의 철을 용융하는 고온의 에너지를 이용하고 있을 뿐만 아니라 소둔처리 공정을 필요로 하기 때문에 많은 에너지를 소모하게 된다. That is, it has been disclosed in Patent Registration No. 10-0124392, Patent Registration No. 10-0524533, Patent Publication No. 10-2006-0110361, Patent Registration No. 10-1606126, Registration Patent No. 10-1497892, etc. Most of these prior arts are continuously forming a short ball by cutting a steel wire continuously into a high-speed rotary roller having a cutting blade and cutting it to a predetermined length to form a large amount of short balls in a batch. In addition, as a short ball manufacturing method, iron scrap is melted in an induction furnace or the like to perform water spraying such as atomizing, followed by heat treatment and sieving to produce a short ball or crushing of the material after the water death, followed by heat treatment again to adjust the particle size. There is also a way to do it. As another method of manufacturing a short ball, a short ball (short grit) may be manufactured by shortly cutting an iron wire. In any case, the above methods consume high energy because they not only use high-temperature energy to melt expensive iron, but also require an annealing process.

또한, 고로슬래그 분쇄처리 공정에서 발생한 구상의 철분을 이용하는 방법도 알려져 있으나, 이러한 쇼트볼 제조방법은 부산물로 발생되는 구상철분을 이용하므로 그 양이 소량이며 그 조성이 균일하지 않은 단점이 있다. In addition, although a method of using spherical iron generated in the blast furnace slag crushing process is also known, the shortball manufacturing method uses a spherical iron generated as a by-product, and thus has a disadvantage in that its amount is small and its composition is not uniform.

상기한 "쇼트볼 제조방법"들은 쇼트볼의 성형 과정에서 쇼트볼의 직경에 따른 분류오작 및 쇼트의 손실이 발생하며, 쇼트피닝 과정에서 쇼트볼이 파괴되거나 균열되는 문제점이 있었다. 또한, 쇼트볼 가공에 의하여 형성되는 스프링의 표면부 압축잔류응력에 대한 해소방안으로 쇼트볼 자체를 이용하지 않아 왔다. 따라서 쇼트볼의 내구성을 향상시키기 위한 대책도 요구되어 왔다. The above-described "short ball manufacturing methods" have a problem of sorting misalignment and short loss according to the diameter of the short ball during the forming process of the short ball, and the short ball is destroyed or cracked during the short peening process. In addition, the short ball itself has not been used as a solution to the compressive residual stress of the surface of the spring formed by the short ball processing. Therefore, measures to improve the durability of the short ball have also been required.

대한민국 등록특허 제10-0524533호Republic of Korea Registered Patent No. 10-0524533 대한민국 등록특허 제10-1676709호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1676709 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0110361호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-0110361

본 발명의 실시 예에서는 스프링용 쇼트볼의 원소재를 열처리하도록 하여 내구성을 개선하고자 하는 것을 목적으로 한다. In an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to improve durability by heat-treating the raw material of a spring short ball.

본 발명의 실시 예에서는 쇼트볼을 열처리함으로써 쇼트피닝 대상인 스프링의 잔류응력을 개선할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. In an embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to improve the residual stress of a spring that is a target for shot peening by heat treating the shot ball.

본 발명의 실시 예에서는 쇼트볼의 경도(hardness) 및 인성(toughness)을 향상하기 위하여 가열,소입,뜨임의 3단계 열처리 공정을 통하여 내구성을 개선하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, in order to improve the hardness (hardness) and toughness (toughness) of the short ball, it is an object to improve durability through a three-step heat treatment process of heating, quenching and tempering.

본 발명의 실시 예에서는 상기 열처리공정으로써 투사시의 충격에 의한 내마모성이 향상된 쇼트볼을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a short ball with improved abrasion resistance due to impact during projection as the heat treatment process.

본 발명의 실시 예에서는 경도 및 인성이 향상되고 내마모성이 향상된 쇼트볼로서 재사용,반복 사용을 할 수 있도록 함으로써 재료비를 절감하는 것을 목적으로 한다. In an embodiment of the present invention, as a short ball having improved hardness and toughness and improved abrasion resistance, it is an object of the present invention to reduce material costs by allowing reuse and repeated use.

본 발명의 실시 예에서는 열처리를 통하여 강도가 고강도로 향상된 쇼트볼을 적용할 수 있으므로 스프링 소재의 고강도화에 대응할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. In an embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to be able to cope with the high strength of the spring material because a short ball with improved strength can be applied through heat treatment.

본 발명의 실시 예에서는 스프링 제조공정시에 쇼트볼 원소재를 대량으로 담아 스프링과 함께 가열후 뜨임을 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to provide a short ball raw material in a large amount during the spring manufacturing process and to heat and heat it together with the spring.

본 발명의 실시 예에서는 스프링 표면에 잔류응력을 향상시키는 쇼트볼을 상기한 열처리방법으로써 개선하고자 하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to improve the short ball that improves the residual stress on the surface of the spring by the heat treatment method.

본 발명의 실시 예에 따르면 스프링용 쇼트볼을 열처리하는 방법은 쇼트볼을 커팅하는 단계(공정,과정,이하 단계라 함)와, 커팅된 쇼트볼을 열처리하는 단계(이하 열처리 단계라함)를 포함하되, 열처리하는 단계는, 가열(Heating)단계와, 소입(quenching)단계; 및 뜨임단계(tempering);를 포함함으로써, 내구성이 증가되고, 경도, 강도, 내마모성 및 인성이 개선된 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다. According to an embodiment of the present invention, a method of heat-treating a short ball for a spring includes cutting a short ball (process, process, hereinafter referred to as step) and heat-treating the cut short ball (hereinafter referred to as heat treatment step). However, the step of heat treatment includes a heating step and a quenching step; And tempering (tempering); by including, durability is increased, hardness, strength, abrasion resistance and toughness is improved heat treatment method of spring short balls.

본 발명의 실시 예에 따르면 열처리하는 단계에서는 상기 쇼트볼이 템퍼드마르텐사이트 조직을 형성하고, 5,500~5,700 cycle의 내마모성을 갖는 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다. According to an embodiment of the present invention, in the step of heat treatment, the short ball forms a tempered martensitic structure, and is a heat treatment method for a spring short ball, characterized in that it has an abrasion resistance of 5,500 to 5,700 cycles.

본 발명의 실시 예에 따르면 열처리하는 단계중 상기 가열단계는, 900℃ 이상, 10분 동안 가열하는 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다. According to an embodiment of the present invention, the heating step of the heat treatment step is a method of heat treatment of a spring short ball, characterized in that heating is performed at 900 ° C or higher for 10 minutes.

본 발명의 실시 예에 따르면 열처리하는 단계중 상기 소입단계는, 소정의 온도와 점도를 갖는 오일을 사용하여 냉각시켜 소정의 경도(硬度)와, 강도(剛度)가 확보되는 특징을 갖는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다.According to an embodiment of the present invention, during the heat treatment step, the quenching step is a short for spring having a characteristic that a predetermined hardness and strength are secured by cooling using oil having a predetermined temperature and viscosity. It is the heat treatment method of the ball.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 소입단계의 오일은 일정값 이상의 동점도(動粘度)(kinetmatic viscosity)를 갖는 베이스 오일에 증기막 파단제를 배합함과 동시에 유소입시에 오일의 압력을 감압 조정하여 냉각 성능을 조정할 수 있는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다.According to an embodiment of the present invention, the oil in the quenching step is mixed with a base oil having a kinematic viscosity of a predetermined value or higher, and a pressure-reducing oil pressure is adjusted by reducing the pressure of the oil during oil quenching. It is a method of heat treatment of spring short balls that can adjust performance.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 소입단계의 오일은 40 ℃에서의 동점도가 40 ㎟/초 이상인 베이스 오일에, 증기막 파단제를 배합함과 동시에 감압하고, 상기 베이스 오일의 열 처리 시간을 2.5초(sec) 이하로 하고, 상기 베이스 오일의 40 ℃에서의 동점도가 40 내지 300 ㎟/초인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다. According to an embodiment of the present invention, the oil in the quenching step is mixed with a base oil having a kinematic viscosity of 40 kPa / sec or higher at 40 ° C., a vapor film rupture agent is added, and the pressure is reduced, and the heat treatment time of the base oil is 2.5 seconds. It is the heat treatment method of the short ball for springs characterized by below (sec) and having a kinematic viscosity of 40 to 300 kPa / sec of the base oil at 40 ° C.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 소입단계의 오일은 상기 증기막 파단제의 배합량이 유소입 오일을 기준으로 하여 5 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다.According to an embodiment of the present invention, the oil in the quenching step is a method for heat treatment of a spring short ball, characterized in that the blending amount of the steam film breaking agent is 5% by mass or more based on the oil-quenched oil.

본 발명의 실시 예에 따르면 열처리하는 단계중 상기 뜨임단계는 300~400℃로 30분 이상 뜨임(Tempering)하여 경도(硬度)가 Hv 600~630범위인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법이다. According to an embodiment of the present invention, during the heat treatment step, the tempering step is a heat treatment method for a spring short ball, characterized in that the hardness is in the range of Hv 600 to 630 by tempering at 300 to 400 ° C for 30 minutes or more. to be.

본 발명의 실시 예에서는 종래의 쇼트피닝볼이 세선을 커팅하는 단순한 기계적 가공만으로 제조된 쇼트볼을 사용하던 것에 비하여 원소재가 열처리됨으로써 경도 및 인성이 향상되는 효과가 있다.In the embodiment of the present invention, compared to the conventional shot peening ball using a short ball manufactured only by simple mechanical cutting of thin wires, the raw material is heat-treated to improve hardness and toughness.

본 발명의 실시 예에서는 열처리된 쇼트볼로서 투사시의 충격에 의한 내마모성이 향상하는 효과가 있다.In an embodiment of the present invention, the heat-treated short ball has an effect of improving abrasion resistance due to impact during projection.

본 발명의 실시 예에서는 재사용할 수 있게 됨으로써 반복적인 사용횟수가 증가하여 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, the number of repetitive uses increases, thereby reducing the material cost.

본 발명의 실시 예에서는 열처리를 통하여 강도가 고강도로 향상된 쇼트볼을 적용할 수 있으므로 스프링 소재의 고강도화에 대응하는 효과가 있다. In the embodiment of the present invention, since a short ball having high strength and high strength can be applied through heat treatment, there is an effect corresponding to high strength of the spring material.

본 발명의 실시 예에서는 스프링 제조 공정시에 쇼트볼 원소재를 대량으로 담아 스프링과 함께 가열공정후 뜨임공정을 실시함으로써 쇼트볼의 뜨임공정을 별도로 하지 않고 스프링 가공공정시에 쇼트볼을 함께 뜨임공정을 실시하여 별도 뜨임을 수행하기 위한 공정설비가 생략되는 효과가 있다.In the embodiment of the present invention, a short ball is heated during the spring processing process without separately performing the short process of the short ball by performing a tempering process after the heating process with the spring by containing a large amount of the short ball raw material during the spring manufacturing process. There is an effect that the process equipment for performing separate tempering is omitted.

본 발명의 실시 예에 따르면 조직의 균질화면에서 기존 패라이트와 펄라이트가 혼합된 쇼트볼에 비하여 조직의 균질화가 향상되고, 충격에 대한 경도 및 강도가 향상되어 고강도 스프링의 쇼트볼을 얻는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the homogenization of the tissue is improved, and the hardness and strength against impact are improved, resulting in the short ball of a high-strength spring, compared to the short ball in which the conventional parrite and pearlite are mixed on the homogeneous screen of the tissue. .

본 발명의 실시 예에 따르면 내마모성에서 기존 쇼트볼의 3,400~3,500 사이클(cycles)에 비하여 5,500~5,700 사이클(cycles)로 사용수명이 약 1.6배 향상되는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, compared to 3,400 to 3,500 cycles of the existing short ball in abrasion resistance, the service life is increased by about 1.6 times to 5,500 to 5,700 cycles.

결과적으로 본 발명의 실시 예에 따르면 기존 열처리없이 소량 생산하던 스프링용 쇼트볼 제조방법과 달리 열처리를 단계별로 구현함으로써 스프링용 쇼트볼의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.As a result, according to an embodiment of the present invention, unlike the method for manufacturing a short shot for spring, which was produced in a small amount without an existing heat treatment, it has an effect of improving the durability of the short shot for spring by implementing heat treatment step by step.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. In describing the embodiments of the present invention, descriptions of technical contents well known in the technical field to which the present invention pertains and which are not directly related to the present invention will be omitted.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.In addition, technical terms used in this specification should be interpreted as meanings generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless defined otherwise. It should not be interpreted as a meaning, or an excessively reduced meaning.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, the singular expression used in this specification includes the plural expression, unless the context means otherwise.

본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. In the present invention, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as including all of the various components, or various steps described in the specification, among which some components or some steps are It may not be included, or it should be construed to further include additional components or steps.

이하에서는 "쇼트피닝볼(shot peening ball)"을 "쇼트볼"로, "Quenching"을 "소입"으로, "Tempering"을 "뜨임"으로 칭하기로 한다.Hereinafter, "shot peening ball" will be referred to as "short ball", "Quenching" as "quenching", and "Tempering" as "tempering".

실시 예Example

본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다. The present invention is not limited to the following examples.

일반적으로 소입은 강을 적당한 온도로 가열하여 오스테나이트 조직에 이르게 한 뒤, 마텐사이트 조직으로 변화시키기 위해 급냉시키는 열처리 과정중 하나이다. In general, quenching is one of heat treatment processes in which steel is heated to a suitable temperature to reach an austenite structure, and then rapidly cooled to change to a martensitic structure.

소입은 강의 경도와 강도를 증가시키기 위한 것으로, 강의 소입 온도가 너무 높으면 강의 오스테나이트 결정 입자가 성장하여 소입후에도 기계적 성질이 나빠지고 균열이나 변형이 일어나기 쉬우므로 소입 온도에 주의해야 한다. The quenching is intended to increase the hardness and strength of the steel. If the quenching temperature of the steel is too high, the austenite crystal grains of the steel will grow, resulting in poor mechanical properties even after quenching and easy to crack or deform.

또한, 뜨임은 담금질한 강은 경도가 증가된 반면 취성을 가지게 되고, 표면에 잔류 응력이 남아 있으면 불안정하여 파괴되기 쉬우므로 적당한 인성을 재료에 부여하기 위해 소입후에 반드시 뜨임 처리를 해야한다.In addition, the tempered steel is brittle while the hardened steel has increased hardness, and if the residual stress remains on the surface, it is unstable and easy to break, so it must be tempered after quenching to impart moderate toughness to the material.

즉 소입한 조직을 안정한 조직으로 변화시키고 잔류 응력을 감소시켜 필요로 하는 성질과 상태를 얻기 위한 것이 뜨임의 목적이다. That is, the purpose of tempering is to change the quenched tissue into a stable tissue and to reduce the residual stress to obtain the required properties and conditions.

소입처리한 강을 적당한 온도까지 가열하여 다시 냉각시킨다. The quenched steel is heated to a suitable temperature and cooled again.

본 발명 스프링용 쇼트볼은 쇼트볼을 제조한 후에 소정의 조직을 갖도록 열처리를 실시하며, 이 열처리를 통하여 1차 제조된 쇼트볼의 조직을 템퍼드 마르텐사이트로 변화시켜 블라스팅을 실시할 때 인성을 갖도록 한다. The short ball for spring of the present invention is subjected to heat treatment to have a predetermined structure after manufacturing the short ball, and through this heat treatment, the structure of the primary manufactured short ball is changed to tempered martensite to improve toughness when blasting. To have.

실시 예 1Example 1

본 발명의 실시 예에 따르면 스프링용 쇼트볼을 열처리하는 방법은 쇼트볼을 커팅하는 단계(가)와, 커팅된 쇼트볼을 열처리 하는 열처리단계(나)로 구성되며, 조직 균질화 및 내충격성 향상과 내마모성(어빙테스트)등의 성능은 이하의 표 1 및 표 2에 따른다. According to an embodiment of the present invention, the method for heat-treating a short ball for a spring comprises a step (a) of cutting the short ball and a heat-treating step (b) of heat-treating the cut short ball, improving tissue homogenization and impact resistance. Performances such as abrasion resistance (irving test) are in accordance with Table 1 and Table 2 below.

먼저, 커팅하는 단계(가)는, 강 소재를 절단하여 적당한 크기로 토막을 내는 공정으로, 이 단계는 종래에 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. First, the step of cutting (a) is a process of cutting a steel material to cut a chip into an appropriate size, and since this step is conventionally known, a detailed description is omitted.

종래의 쇼트볼 제조방법중 하나는 철스크랩을 유도로 등에서 용해하여 아토마이징 등의 수분사를 행한 다음에 이를 열처리 하고 체질하여 쇼트볼을 제조하거나 수분사후의 재료를 분쇄한 후 다시 열처리한 후 입도를 조절하는 방법이 있고, 또 다른 방법으로는 철 와이어를 짧게 절단하여 쇼트볼(쇼트그릿)을 제조할 수 있다. One of the conventional short ball manufacturing methods is dissolving iron scrap in an induction furnace or the like to perform water spraying such as atomizing, then heat-treating it and sieving it to produce short balls, or after crushing the material after water spraying, re-heating and particle size. There is a method of adjusting, and in another method, a short ball (short grit) may be manufactured by shortly cutting an iron wire.

상기의 방법중 전자는 어느 경우든 고가의 철을 용융하는 고온의 에너지를 이용하고 있을 뿐만 아니라 소둔처리 공정을 필요로 하기 때문에 많은 에너지를 소모하게 된다. In the above method, the former consumes a lot of energy because it uses high-temperature energy to melt expensive iron in any case and requires an annealing process.

후자는 고로슬래그 분쇄처리 공정에서 발생한 구상의 철분을 이용하는 방법으로, 부산물로 발생되는 구상철분을 이용하므로 그 생산량이 소량이며 그 조성이 균일하지 않은 단점이 있다. 따라서 양산 투입이 가능하도록 하는 방법이 필요하다.The latter is a method of using spheroidal iron generated in the blast furnace slag crushing process, and since it uses spheroidal iron generated as a by-product, its production is small and its composition is not uniform. Therefore, there is a need for a method to enable mass production input.

두 번째로 열처리단계(나)는, 가열(heating)단계와, 소입(Quenching)단계와, 뜨임(tempering)단계로 구분되며, 이하에서는 각 단계별로 구분하여 설명한다. Second, the heat treatment step (B) is divided into a heating step, a quenching step, and a tempering step, and will be described separately for each step.

단계별로 구분하지만 실시 예에서는 가열단계와, 소입단계와 뜨임단계 각각을 선택적으로 하거나 모든 단계를 포함할 수 있다. Although divided into stages, in an embodiment, the heating stage, the quenching stage, and the tempering stage may be selectively selected, or may include all stages.

본 발명의 실시 예에 따르는 열처리단계(나)의 가열(Heating)단계는 900℃ 이상, 10분 동안 가열하는 단계이다. The heating step of the heat treatment step (B) according to the embodiment of the present invention is a step of heating for 900 minutes or more, for 10 minutes.

본 발명의 실시 예에 따르는 열처리단계(나)의 소입(oil 소입) 단계는 소정의 온도와 점도를 갖는 오일을 사용하여 냉각시키는 단계이다. The quenching (oil quenching) step of the heat treatment step (B) according to an embodiment of the present invention is a step of cooling using oil having a predetermined temperature and viscosity.

일반적으로 소입은 강을 적당한 온도로 가열하여 오스테나이트 조직에 이르게 한 뒤, 마텐사이트 조직으로 변화시키기 위해 급냉시켜 강의 경도와 강도를 증가시는 열처리 과정중 하나이다. In general, quenching is one of the heat treatment processes to increase the hardness and strength of the steel by heating the steel to a suitable temperature to reach the austenite structure and then rapidly cooling it to change to the martensitic structure.

소입 단계의 오일은 강철 (steel) 등의 금속 재료를 급냉하여 단단하게 하기 위해 행하는 단계로, 강의 소입 온도가 너무 높으면 강의 오스테나이트 결정 입자가 성장하여 소입후에도 기계적 성질이 나빠지고 균열이나 변형이 일어나기 쉬우므로 소입 온도에 주의해야 한다.The quenching oil is a step of quenching and hardening a metal material such as steel, and if the quenching temperature of the steel is too high, the austenite crystal grains of the steel grow to deteriorate mechanical properties even after quenching and cracks or deformation occur. It is easy, so be careful with the quenching temperature.

따라서 소입 오일은 냉각성이 높을 것이 요구지만, 일반적으로 소입 단계에서 소입 오일의 냉각성이 지나치게 높으면 소입 왜곡 등이 발생할 수 있으며, 소입 왜곡을 억제하면 냉각성이 불충분해져 소입 경도 부족을 초래하므로 소입 경도와 소입 왜곡등을 동시에 충분히 만족시키는 것은 곤란하다. Therefore, quenching oil is required to have high cooling properties, but in general, quenching distortion may occur when quenching oil is too high in quenching step, and quenching distortion is insufficient to suppress quenching hardness, resulting in insufficient quenching hardness, so quenching hardness and quenching It is difficult to satisfy distortions and the like at the same time.

그 때문에, 소입 오일에는 소위 저온 오일과 고온 오일(마르템퍼링 오일: Martempering Oil)의 2종이 존재한다. Therefore, two types of so-called low-temperature oil and high-temperature oil (Martempering Oil) exist in the quenching oil.

저온 오일은 통상적으로 저점도 베이스 오일을 사용하기 때문에, 냉각 속도가 빠르고 높은 냉각성을 가지지만, 증기막 단계 (vapor blanket stage)가 길기 때문에, 소입 얼룩이 발생하기 쉬우며, 소입 왜곡을 초래하기 쉽기 때문에 대부분의 경우 증기막 파단제를 배합하여 증기막 단계를 짧게 하고 있다. Low-temperature oil usually uses a low-viscosity base oil, so the cooling rate is fast and has high cooling properties, but because the vapor blanket stage is long, it is easy to cause quench staining and to cause quench distortion. In most cases, the steam film step is shortened by adding a steam film breaker.

이에 비해 고온 오일은 통상적으로 고점도 베이스 오일을 사용하기 때문에, 증기막 단계가 짧고 소입 왜곡이 적으나, 비점이 높고 대류 단계 개시 온도가 높기 때문에 냉각성은 낮다. On the other hand, high-temperature oil usually uses a high-viscosity base oil, so the vapor film stage is short and the quenching distortion is small, but the boiling point is high and the convection stage initiation temperature is high, so the coolability is low.

따라서, 소입품의 경도를 중시하는 경우에는 저온 오일이 사용되며, 소입품의 왜곡 억제를 중시하는 경우에는 고온 오일이 사용되고 있다. Therefore, when emphasizing the hardness of the quenched product, a low temperature oil is used, and when emphasizing the suppression of distortion of the quenched product, a high temperature oil is used.

즉, 요구하는 품질에 맞춰서 소입 오일을 선택하여 구별하여 사용할 필요가 있으며, 각 소입마다 오일 교환이 불가피해진다.That is, it is necessary to select and use quenched oil in accordance with the required quality, and oil change becomes inevitable for each quenched.

이에 대하여, 고점도의 소입 오일을 사용하여 감압하에 소입 처리함으로써, 증기막 단계를 길고 안정적으로하여 소입 왜곡을 억제하며, 냉각 성능을 변화시킬 수 있다. On the other hand, by using a high-viscosity quenching oil and quenching treatment under reduced pressure, the vapor film step is long and stable to suppress quenching distortion and to change the cooling performance.

본 발명은 하나의 소입 오일로 저온 오일부터 고온 오일까지 상당하는 폭넓은 범위의 냉각성을 발현할 수 있는 소입 단계를 열처리 단계에 포함하는 것이다.The present invention is to include a quenching step in the heat treatment step that can express a wide range of coolability ranging from low temperature oil to high temperature oil in one quenching oil.

본 발명의 실시 예에 따르는 소입단계의 소입 오일은 일정값 이상의 동점도(動粘度)(kinetmatic viscosity)를 갖는 베이스 오일에 증기막 파단제를 배합함과 동시에 유소압시에 오일의 압력을 감압 조정하여 냉각 성능을 조정할 수 있다. The quenching oil of the quenching step according to an embodiment of the present invention is mixed with a base oil having a kinematic viscosity of a predetermined value or higher, and a vapor film rupture agent is blended, and at the same time, the pressure of the oil is adjusted under reduced pressure to cool the oil. Performance can be adjusted.

특히, 이 소입 오일은 40 ℃에서의 동점도가 40 ㎟/초 이상인 베이스 오일에, 증기막 파단제를 배합함과 동시에 감압하고, 상기 베이스 오일의 열 처리 시간이 2.5초(sec) 이하인 것이 바람직하다. In particular, the quenched oil is preferably mixed with a base oil having a kinematic viscosity of 40 kPa / sec or higher at 40 ° C. and a pressure-reducing agent while simultaneously reducing the pressure, and the heat treatment time of the base oil is 2.5 seconds (sec) or less. .

상기 베이스 오일의 40 ℃에서의 동점도가 40 내지 300 ㎟/초가 바람직하며, 상기 증기막 파단제의 배합량이 소입 오일을 기준으로 하여 5 질량% 이상인 것이 가장 바람직하다. The kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C is preferably 40 to 300 kPa / sec, and most preferably, the blending amount of the vapor film breaking agent is 5% by mass or more based on the quenching oil.

즉, 본 발명의 실시 예에 따르는 소입 단계의 소입 오일에서는, 베이스 오일로서 40 ℃에서의 동점도가 40 ㎟/초 이상, 바람직하게는 40 내지 300 ㎟/초인 베이스 오일을 사용한다. That is, in the quenching oil of the quenching step according to the embodiment of the present invention, a base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 40 kPa / sec or more, preferably 40 to 300 kPa / sec, is used as the base oil.

이 40 ℃에서의 동점도가 40 ㎟/초 미만의 베이스 오일인 경우에는, 증기막 단계가 길어지기 때문에 냉각성이 저하되며, 소입 얼룩이 생겨 소입 왜곡이 발생할 우려가 있다.When the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 40 kPa / sec, the vapor film stage becomes longer, so the cooling performance is lowered, and there is a possibility that quenching distortion occurs and quenching distortion occurs.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르는 소입 단계에 사용하는 베이스 오일의 40 ℃에서의 동점도의 상한에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 300㎟/초 이하가 바람직하다. 이 동점도가 300 ㎟/초 이하이면, 증기막 단계의 길이를 적절하게 유지하면서, 냉각성을 광범위하게 조정할 수 있다. In addition, the upper limit of the kinematic viscosity at 40 ° C of the base oil used in the quenching step according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably 300 Pa / sec or less. When this kinematic viscosity is 300 kPa / sec or less, the cooling property can be adjusted widely while maintaining the length of the vapor film step appropriately.

또한, 본 발명에 사용하는 베이스 오일은 한국공업규격의 열 처리 오일 시험에서의 특성 시간(초)이 2.5 이하인 것이 바람직하며, 이 특성 시간(초)이란 일본공업규격(JISK2242)에서 규정하는 냉각 성능 시험에서 증기막이 붕락(崩落)하는 온도에 도달하기까지의 시간을 말하며, 증기막 단계의 길이를 정량화한 것이다. In addition, the base oil used in the present invention preferably has a characteristic time (seconds) of 2.5 or less in the heat treatment oil test of the Korean Industrial Standard, and this characteristic time (seconds) is the cooling performance prescribed by the Japanese Industrial Standard (JISK2242). In the test, it refers to the time from reaching the temperature at which the vapor film collapses, and the length of the vapor film step is quantified.

특성 시간(초)이 2.5 이하이면 냉각성이 양호하고, 소입 얼룩이 생겨 소입 왜곡이 발생하는 것을 억제할 수 있다.When the characteristic time (second) is 2.5 or less, the cooling property is good, and it is possible to suppress the occurrence of quenching distortion due to quenching unevenness.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르는 소입단계에서 사용하는 베이스 오일은 인화점이 230 ℃ 이상, 특히 250 ℃ 이상인 것이 바람직하다. In addition, the base oil used in the quenching step according to the embodiment of the present invention preferably has a flash point of 230 ° C or higher, particularly 250 ° C or higher.

인화점이 230 ℃ 이상이면, 베이스 오일 중에 포함되는 경질 성분의 증발에 의해 냉각성이 시간 경과에 따라 변화되는 것을 억제할 수 있으며, 안전상 양호하다. When the flash point is 230 ° C or higher, it is possible to suppress the change in cooling properties over time due to evaporation of light components contained in the base oil, which is satisfactory in safety.

또한, 소입단계에서 사용하는 베이스 오일은, 상기한 인화점을 높이는 것과 동일한 취지에서, 비점 400 ℃ 미만의 경질 유분이 5 질량% 이하인 것이 바람직하다.The base oil used in the quenching step preferably has a light oil content of less than 400 ° C. at a boiling point of 5% by mass or less in the same manner as to increase the flash point described above.

구체적으로 본 발명의 실시 예에 따르는 스프링용 쇼트볼의 열처리 단계중 소입단계에서 사용하는 베이스 오일로서는, 일반적으로 광유(鑛油)를 사용한다. Specifically, as the base oil used in the quenching step of the heat treatment step of the spring short ball according to the embodiment of the present invention, mineral oil is generally used.

구체적인 광유로서는 파라핀기계 원유, 중간기계 원유, 나프텐기계 원유 및 방향족계 원유 등을 상압 증류하거나, 또는 상압증류의 잔사유를 감압 증류하여 얻어지는 유출유, 또는 이들을 통상법에 따라 정제함으로써 얻어지는 정제유, 예를 들면 용제 정제유, 수소화 정제유, 수소화 분해 정제유, 용제 탈납 또는 수소 첨가 탈납 정제유 및 백토처리유 등을 들 수 있다. As a specific mineral oil, paraffin machine crude oil, intermediate machine crude oil, naphthenic machine crude oil, aromatic crude oil, etc., are distilled under normal pressure or distilled under reduced pressure by distilling the residual oil under atmospheric pressure, or refined oil obtained by purifying them according to a conventional method, e.g. For example, a solvent refined oil, a hydrogenated refined oil, a hydrolysis refined refined oil, a solvent dewaxing or hydrogenated lead-free refined oil, and a clay processing oil etc. are mentioned.

또한, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, α-올레핀 올리고머(PAO), α-올레핀 공중합체, 폴리부텐, 이염기산에스테르, 힌더드에스테르, 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리옥시알킬렌글리콜에스테르, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르 및 실리콘 오일 등의 합성유도 사용할 수 있다. Further, alkylbenzene, alkylnaphthalene, α-olefin oligomer (PAO), α-olefin copolymer, polybutene, dibasic acid ester, hindered ester, polyoxyalkylene glycol, polyoxyalkylene glycol ester, polyoxyalkylene Synthetic oils such as glycol ether and silicone oil can also be used.

이들 베이스 오일은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. These base oils may be used alone or in combination of two or more.

단, 저점도 베이스 오일과 고점도 베이스 오일을 혼합하는 경우에는, 저점도 베이스 오일의 존재에 의해 인화점을 충분히 높게 유지할 수 없는 경우나 경질 유분 (light cut)이 다량으로 존재하는 경우가 있기 때문에, 인화점이 낮아지지 않도록, 또는 400℃ 미만의 경질 유분이 많아지지 않도록 유의하는 것이 바람직하다.However, when mixing a low-viscosity base oil and a high-viscosity base oil, the flash point may not be able to maintain the flash point sufficiently high due to the presence of the low-viscosity base oil, or there may be a large amount of light cut. It is preferable to be careful not to lower this or to increase the number of light oils below 400 ° C.

본 발명의 실시예에 따르는 스프링용 쇼트볼 열처리 단계중 소입단계의 소입 오일은 상기 베이스 오일에 증기막 파단제를 배합한다. 상기 베이스 오일에 증기막 파단제를 배합함으로써, 감압하 등에서 베이스 오일의 증기막 단계를 짧게 하여, 조정할 수 있는 냉각성의 범위를 확대하는 효과가 있다. The quenching oil in the quenching step of the heat treatment step for the short ball for spring according to the embodiment of the present invention is mixed with a vapor film breaker in the base oil. By mixing the base oil with a vapor film breaker, there is an effect of shortening the vapor film step of the base oil under reduced pressure or the like to expand the range of coolability that can be adjusted.

증기막 파단제로서는 저온 오일에 배합되어 있는 공지된 증기막 파단제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 고분자 중합체, 예를 들면 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리올레핀, 폴리메타크릴레이트 등 또는 아스팔트 (asphaltum) 등의 고분자량 유기 화합물 또는 유분산형의 무기 화합물 등을 들 수 있다.As the steam film breaking agent, a known steam film breaking agent compounded in a low temperature oil can be used. Specifically, a high molecular weight organic compound such as a high molecular weight polymer such as ethylene-α-olefin copolymer, polyolefin, polymethacrylate, or asphalt, or an inorganic dispersion type of oil dispersion may be mentioned.

이들의 증기막 파단제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. These vapor film breakers may be used alone or in combination of two or more.

증기막 파단제의 배합량은 특별히 제한되지 않으며, 1 질량% 이상일 수 있지만, 바람직하게는 5 질량% 이상, 특히 바람직하게는 6 질량% 이상 배합하면 효과가 현저하다. The blending amount of the steam film rupture agent is not particularly limited, and may be 1% by mass or more, but is preferably 5% by mass or more, particularly preferably 6% by mass or more, and the effect is remarkable.

증기막 파단제의 배합량의 상한에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 30 질량% 이하, 특히 20 질량% 이하가 바람직하다. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the compounding quantity of a steam film breaking agent, 30 mass% or less, especially 20 mass% or less are preferable.

증기막 파단제의 배합량이 30 질량% 이하이면, 소입 오일의 점도 등의 성상 변화를 억제할 수 있다. When the blending amount of the steam film breaking agent is 30% by mass or less, a change in properties such as viscosity of the quenched oil can be suppressed.

본 발명 쇼트볼 열처리단계의 소입단계는 소입 오일을 사용하여 열 처리로의 오일면 상의 압력을 조정하여 소입을 행하는 소입 과정이다. The quenching step of the short-ball heat treatment step of the present invention is a quenching process in which quenching is performed by adjusting the pressure on the oil surface of the heat treatment furnace using quenching oil.

즉, 진공로 또는 진공 침탄로 (vacuum carburizing furnace) 등 밀봉계 열 처리로를 사용하여, 상기 소입 오일의 오일면 상의 압력을 상압으로부터 감압까지 조정함으로써, 소입 처리의 목적에 따라 냉각성을 조정하여 소입하는 방법이다. That is, by using a sealing furnace heat treatment furnace such as a vacuum furnace or a vacuum carburizing furnace, the pressure on the oil side of the quenching oil is adjusted from normal pressure to reduced pressure, so that quenching is adjusted according to the purpose of quenching treatment. Is how to do it.

이 경우, 오일면 상의 압력의 조정 범위는, 상압(약 0.1MPa) 내지 13 kPa 사이에서 행하는 것이 바람직하다. In this case, the adjustment range of the pressure on the oil surface is preferably performed between normal pressure (about 0.1 MPa) and 13 kPa.

오일면 상의 압력이 상기 범위에 있으면, 증기막 파단제의 배합 효과가 양호하게 발휘된다. When the pressure on the oil surface is within the above range, the effect of blending the vapor film breaking agent is exhibited satisfactorily.

상기 범위에서 오일면 상의 압력을 조정함으로써, 특성 초수를 2.5 이하로 유지하면서 냉각성을 나타내는 소입 강열도(H값)를 적어도 0.10 내지 0.14/㎝의 범위에서 조정할 수 있다.By adjusting the pressure on the oil surface in the above range, the quenching stiffness (H value) exhibiting cooling while maintaining the number of seconds of the characteristic can be adjusted in the range of at least 0.10 to 0.14 / cm.

소입 감도(quenching intensity)란, 통상적으로 H값으로 약칭되며, 냉각성을 나타내는 수치로서, 공업규격의 열 처리 오일 시험에서의 냉각 곡선으로 800 ℃ 내지 300 ℃까지 냉각할 때 필요로 되는 시간으로 부터 구해진다.The quenching intensity is generally abbreviated as H value, and is a numerical value indicating cooling property. It is obtained from the time required for cooling from 800 ° C to 300 ° C as a cooling curve in the heat treatment oil test of the industrial standard. Becomes

또한, 통상적인 저온 오일의 H값의 범위는 0.12 내지 0.14, 고온 오일의 H값의 범위는 0.10 내지 0.12이기 때문에, 소입 과정에 따라서는 저온 오일과 고온 오일의 H값의 범위를 포함할 수 있다.In addition, since the range of the H value of the conventional low temperature oil is 0.12 to 0.14, and the range of the H value of the high temperature oil is 0.10 to 0.12, depending on the quenching process, the range of the H value of the low temperature oil and the high temperature oil may be included. .

구체적으로는 소입 오일을 저온 오일로서 사용하는 경우, 오일면 상의 압력을 낮추기 위해, 예를 들면 약 15내지 70 kPa로 조정하며, 고온 오일로서 사용하는 경우에는, 오일면 상의 압력을 높이기 위해, 예를 들면 약80 내지 101 kPa로 조정하여 소입을 행할 수 있다. Specifically, when quenching oil is used as a low temperature oil, in order to lower the pressure on the oil surface, for example, it is adjusted to about 15 to 70 kPa, and when used as a high temperature oil, to increase the pressure on the oil surface, for example For example, quenching can be performed by adjusting to about 80 to 101 kPa.

이와 같이 하나의 소입 오일을 사용하여 오일을 교환하지않고, 저온 오일로서도, 고온 오일로서도 사용이 가능하다. Thus, without using one quenching oil to replace the oil, it can be used as a low-temperature oil or a high-temperature oil.

또한, 본 발명 쇼트볼 열처리단계의 소입 과정의 다른 실시 예로서 하나의 소입 부품을 소입하는 경우, 소입 처리 도중에 오일면 상의 압력을 변경하여 소입하는 방법이다. In addition, in the case of quenching one quenching component as another embodiment of the quenching process of the short ball heat treatment step of the present invention, it is a method of quenching by changing the pressure on the oil surface during the quenching process.

예를 들면, 증기막 단계를 감압하에 행하여, 계속해서 급격히 상압 또는 상압 근처의 감압하에 행하는 소입 과정을 들 수 있다. 이 과정에 따르면, 빠르게 비등 단계에 진입하여, 소입 왜곡을 억제하면서 냉각성을 높일 수 있다. For example, there is a quenching process in which the vapor film step is performed under reduced pressure, and then continuously under normal pressure or under reduced pressure near atmospheric pressure. According to this process, it is possible to quickly enter the boiling stage and increase the cooling performance while suppressing quenching distortion.

또한, 반대로 상압 또는 상압 근처의 감압 상태에서 소입을 개시하여, 증기막 파단과 동시에 급격히 감압하는 소입 방법도 들 수 있다. 이 방법에 따르면, 증기막 단계를 길게 하지 않아도, 비등 단계를 확대하는 효과를 높일 수 있다.In addition, a quenching method in which quenching is started in a reduced pressure state at or near normal pressure and the pressure is rapidly reduced at the same time as the vapor membrane is broken is also exemplified. According to this method, the effect of expanding the boiling step can be increased without lengthening the vapor film step.

또한, 오일면 상의 압력을 조정하여 소입하지만, 이와 동시에 오일 온도를 변경하거나, 교반 유속을 변경하는 등의 방법도 도입할 수 있다. 이에 따라, 냉각성(H값)의 조정 범위를 더욱 확대할 수 있는 경우가 있다.In addition, although the pressure on the oil surface is adjusted and quenched, a method such as changing the oil temperature or changing the stirring flow rate can be introduced at the same time. Thereby, the adjustment range of the coolability (H value) may be further extended in some cases.

셋째로 본 발명 실시 예에 따르는 상기 열처리단계의 뜨임단계는 300~400℃로 30분 이상 뜨임(Tempering)하는 단계를 포함할 수 있다. Third, the tempering step of the heat treatment step according to the embodiment of the present invention may include a step of tempering at 300 to 400 ° C for 30 minutes or more.

여기서 뜨임이란 열처리의 일종으로, 담금질한 강은 경도(硬度)는 높아지나 재질이 여리게 되므로 A1변태점 이하의 온도로 재가열하여 주로 경도를 낮추고, 점성(粘性)을 높이기 위한 열처리를 말한다. 뜨임 방법에는 건식, 습식, 직접 뜨임 등이 있다.Here, tempering is a kind of heat treatment, and the hardened steel refers to heat treatment for mainly lowering the hardness and increasing the viscosity by reheating to a temperature below the A1 transformation point because the hardness increases but the material becomes softer. The tempering methods include dry, wet, and direct tempering.

즉, 가열로에서 가열된 제품(S45C : BOLT, NUT류)을 냉각(Oil-Quenching)시키면 최고의 경도값(HRC 542)을 얻게되며, 이때 생긴 조직을 마르텐사이트(Martensite)라 한다. 마르텐사이트 조직의 특징은 강하고 인성이 전혀 없어 깨지기 쉽고, 실온에 장시간 방치해 두면 자연적인 크랙이 발생될 수 있다. That is, when the product heated in the furnace (S45C: BOLT, NUT) is cooled (Oil-Quenching), the highest hardness value (HRC 542) is obtained, and the resulting tissue is called martensite. The characteristic of martensite structure is strong and hard to be fragile at all, and if left at room temperature for a long time, natural cracks may occur.

따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 요구 경도에 맞게 뜨임(Tempering)을 실시하게 되는 것이다.Therefore, in order to overcome this disadvantage, tempering is performed according to the required hardness.

이러한 뜨임은 제품에 따라 경도를 조절하기 위한 것인데, 요구하는 경도에 따라 뜨임로의 온도를 가변할수 있어야 한다. 이때 온도를 상승하는 경우에는 히터를 통해 가열함으로써 적정 온도를 유지시킬 수 있어 문제가 없으나, 온도를 하강시키는 경우에는 그 냉각시간이 오래 걸리게 되어 작업시간에 로스(loss)가 발생하게 되고, 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 발생한다. This tempering is for controlling the hardness according to the product, and the temperature of the tempering furnace must be variable according to the required hardness. At this time, when the temperature is raised, there is no problem because the proper temperature can be maintained by heating through the heater, but when the temperature is lowered, the cooling time is long and loss occurs in the working time. The problem of dropping occurs.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 상기 뜨임로의 온도를 급속하게 하강하기 위한 장치나 방법이 요구된다. Therefore, in order to solve this problem, an apparatus or method for rapidly decreasing the temperature of the furnace is required.

뜨임처리에 관련한 종래기술을 살펴보면, 등록실용신안공보 제20-0220107호는 소형 기계요소의 뜨임 열처리로에 관한 것으로, 뜨임 열처리로의 하우징내에 형성한 열처리실의 상하에 다수의 전열히터봉을 배치하고 상하의 전열히터봉사이에서 양 측벽사이에 광폭의 콘베이어 롤러를 통하여 네트 콘베이어를 순환토록 배치하며, 네트 콘베이어의 양측에 수직으로 네트측벽을 입설형성하고 네트 콘베이어의 양측에 배치된 측벽에서 경사판을 연장하여 그 단부가 네트측벽과 네트 콘베이어사이의 모서리부분을 가릴 수 있도록 하는 내용을 개시하고 있다. Looking at the prior art related to the tempering treatment, the registered utility model No. 20-0220107 relates to a tempering heat treatment furnace of a small mechanical element, and a plurality of heating heater rods are arranged above and below the heat treatment chamber formed in the housing of the tempering heat treatment furnace. Then, the net conveyor is arranged to circulate through the wide conveyor roller between the upper and lower heat transfer heater rods, and the net side walls are vertically formed on both sides of the net conveyor, and the inclined plates are extended from the side walls disposed on both sides of the net conveyor. Disclosed is that the end portion can cover the edge portion between the net side wall and the net conveyor.

한편, 조질처리(Quenching-Tempering,QT)란 변태점 (A3 ~ A1) + (30 ~ 50℃)의 적당한 온도(약 840 ~ 880℃)로 가열하여 안정된 Austenite구역으로 유지한 다음 적당한 냉매(OIL or 水)에 급냉(Quenching)시킨 후 기계적 특성에 맞게 다시 뜨임(Tempering)처리한 열처리를 말한다.On the other hand, quenching-Tempering (QT) is a transformation temperature (A3 ~ A1) + (30 ~ 50 ℃) to a suitable temperature (about 840 ~ 880 ℃) to maintain a stable Austenite zone and then a suitable refrigerant (OIL or Refers to heat treatment after quenching in water and then tempering again according to mechanical properties.

일반적으로, 자동차 부품은 부품 특성상 고강도와 고인성이 요구되며, 이러한 이유로 통상 저탄소 합금강을 침탄 열처리를 통해 표면을 경화하여 높은 내마모성을 가지면서 내부는 인성을 가지는 부품을 제조한다. 특히 침탄 열처리시의 표면 경화정도가 작고 사용되는 재질의 한계성으로 인해 표면의 침탄부 이외의 내부는 소재 원래의 페라이트+펄라이트 조직을 나타내어 피로강도가 우수한 편이 아니다.따라서 경도 개선이 필요하였다. In general, automotive parts require high strength and high toughness due to the characteristics of parts, and for this reason, low carbon alloy steel is hardened through carburizing heat treatment to produce parts having high wear resistance and toughness inside. In particular, due to the small degree of surface hardening during the carburizing heat treatment and the limitation of the material used, the interior of the surface other than the carburizing part shows the original ferrite + pearlite structure, and thus the fatigue strength is not excellent. Therefore, it was necessary to improve the hardness.

즉, 마르텐사이트 조직은 성형,오스테나이트역 가열, 용체화, 추출후 금형냉각 또는 소입처리를 거쳐, 최종적으로 목적하는 강도의 마르텐사이트를 얻을 수 있지만 마르텐사이트 기반의 조직강은 취성을 띠기 때문에 내구수명 향상이나 인성을 높이기 위하여 별도의 뜨임 열처리(tempering)를 행하여야 한다. In other words, the martensitic structure can be molded, austenite, heated, solvated, mold-cooled or quenched after extraction, and finally martensite of the desired strength can be obtained, but martensite-based tissue steel is brittle and durable. Separate tempering must be performed to improve the life or to increase toughness.

뜨임 열처리도 180~220℃의 온도범위에서 통상 열처리를 행하여 항복강도가 소입상태 대비 증가되지만 인장강도는 저하됨으로써 0.7~0.85 범위의 항복비가 얻어지며, 또한, 균일 연신율 및 총연신율은 소입 대비 다소 증가하게 된다. 따라서 고온의 뜨임 열처리의 경우 소입상태 대비 인장 및 항복강도가 저하되면서 항복비는 0.9~0.98 범위로 증가시킬 수 있다.The tempering heat treatment is usually performed in the temperature range of 180 ~ 220 ℃, and the yield strength is increased compared to the quenching state, but the tensile strength is lowered to obtain a yield ratio in the range of 0.7 to 0.85, and the uniform elongation and total elongation are slightly increased compared to quenching. Is done. Therefore, in the case of a high temperature tempering heat treatment, the tensile and yield strength is lowered than the quenching state, and the yield ratio can be increased in the range of 0.9 to 0.98.

또한, 이들 열처리형 부품에 있어서 강도를 더욱 향상시키고자 하는 요구가 증가되고 있다. 강도를 높이는 방안으로 기존의 보론 첨가 열처리강에서 규제하는 바의 조성 즉, Mn을 0.5~1.5%,Cr을 0.1~0.3% 범위로 고정하고 열처리후 강도를 감안하여 C 함량을 높이는 경우, 소입강도는 C, Mn 등의 함량에 비례하여 증가하나, 인성 및 연성을 부여하기 위하여 종래와 같이 열처리를 행하면 항복강도 및 인장강도가 현저하게 감소하여, C, Mn 등의 첨가 효과가 반감되어 강도 상승에 비례하여 인성이 늘어나는 문제점도 있다.In addition, there is an increasing demand to further improve strength in these heat-treated parts. As a way to increase the strength, the composition of the bar regulated in the existing boron-added heat-treated steel, that is, Mn is fixed in the range of 0.5 to 1.5%, Cr in the range of 0.1 to 0.3%, and when the C content is increased considering the strength after heat treatment, quenching strength Increases in proportion to the content of C, Mn, etc., but when heat treatment is performed as before to impart toughness and ductility, yield strength and tensile strength are significantly reduced, and the effect of adding C, Mn, etc. is halved to increase strength. There is also a problem that the toughness increases proportionally.

본 발명의 실시 예에 따르는 소입 및 뜨임 단계는 잔류응력을 해소하고 요구되는 강도를 갖도록 처리하는 단계들로서 열처리 과정에서 발생되는 변형을 최소화할 수 있도록 마르퀀칭과 탬퍼링을 순차적으로 실시할 수 있고, 이 단계에서 쇼트볼을 적어도 1000℃ 이상의 온도로 가열한 후, 냉각 시에 발생하는 변형을 방지하기 위하여 염욕에 30~60분 동안 염욕에 침전시킨 다음, 마르텐사이트 변태를 시키기 위하여 공랭시키게 된다. The quenching and tempering step according to an embodiment of the present invention is a step of resolving the residual stress and processing to have a required strength, so that quenching and tampering can be sequentially performed to minimize deformation occurring in the heat treatment process, In this step, after the short ball is heated to a temperature of at least 1000 ° C. or higher, it is precipitated in a salt bath for 30 to 60 minutes in a salt bath to prevent deformation occurring during cooling, and then air-cooled to perform martensite transformation.

이때 바람직한 가열 온도는 1000℃ 이상이며, 너무 낮은 온도로 가열할 경우, 불필요한 에너지의 소모를 초래하므로 1000℃ 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.At this time, the preferred heating temperature is 1000 ° C or higher, and when heated to a temperature too low, it is preferable to set it to 1000 ° C or higher since it causes unnecessary energy consumption.

구분  division 종래 쇼트볼  Conventional short ball 본 발명에 의한 쇼트볼  Short ball according to the present invention
조직

Organization

Figure 112018107690376-pat00001
Figure 112018107690376-pat00001
Figure 112018107690376-pat00002

Figure 112018107690376-pat00002

페라이트+펄라이트 Ferrite + pearlite 템퍼드마르텐사이트 Tempered martensitic 경도  Hardness Hv 550~580 Hv 550 ~ 580 Hv 600~630  Hv 600 ~ 630

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시 예에서 나타나는 열처리단계중 뜨임단게는 300~400℃로 30분 이상 뜨임(Tempering)하는 단계이다. 이러한 뜨임단계는 보통 철강을 오스테나이트화 온도로 가열한 후에 급냉하여, 마르텐사이트를 생성시켜서 경화시키는 처리를 말한다. 가열온도는 아공석강에서는 Ac3점 이상 30~50℃로 한다. 마르텐사이트 조직을 얻기 위하여는 개개의 강에 특유한 임계 냉각 속도 이상의 속도로 냉각하는 것이 필요하고, 이 때문에 기름이나 물이 사용되는 수가 많다. 기름을 급냉을 필요로 하는 온도역의 냉각능력이 크고 뛰어난 냉각액이지만 화재나 공해문제에서 수용성 담금질액이 개발되어 실용화가 진행되고 있다.한편, 냉각속도가 빨라지면 변형이나 가열터짐의 위험이 커지므로 마르텐파, 오스텐파, 시간담금질등, 이 위험을 피하는 특수한 방법이 사용되는 수가 있다. 마르텐사이트조직의 경도는 강의 탄소량 증가와 함께 증대하지만, 담금질에서의 냉각속도가 충분하지 않고, 다른 조직이 혼입하면 그림에 나타낸것 같이 담금질 경도가 저하할뿐 아니라, 이것을 풀림했을 때는 인성, 피로강도 등이 낮아진다. As can be seen from Table 1, the tempering step of the heat treatment step shown in the embodiment of the present invention is a step of tempering at 300 to 400 ° C for 30 minutes or more. This tempering step usually refers to a treatment in which steel is heated to austenitization temperature and then quenched to form martensite and harden. The heating temperature should be 30 ~ 50 ℃ above Ac3 point in the perforated steel. In order to obtain a martensite structure, it is necessary to cool at a rate higher than the critical cooling rate unique to each steel, and for this reason, oil or water is often used. Although the cooling capacity of the temperature zone that requires oil quenching is large and is an excellent cooling liquid, water-soluble quenching liquids have been developed and put into practical use in the event of a fire or pollution. Special methods of avoiding this risk can be used, such as martenpa, ostenpa, and time quenching. The hardness of the martensite structure increases with increasing carbon content of the steel, but the cooling rate in quenching is not sufficient, and when other structures are incorporated, not only the quenching hardness decreases as shown in the figure, but also the toughness and fatigue when released. The strength and the like are lowered.

일반적으로 금속을 고온에서 급랭하는 조작을 말하는 수도 있다. 등록특허 10-0587761에서는 열분해 분별 증류 장치에서 순환된 급냉 오일의 점도를, 열분해 노(爐) 유출물을 0.1 - 0.5 kg/kg 의 급냉 오일 슬립 스트림과 접촉시키고, 생성된 증기-액체 혼합물을 분리하여 타르 액체를 제거하고, 잔류 증기를 분별 증류기에 공급함으로써 조절하는 기술이 소개되었다. In general, it may also refer to an operation of rapidly cooling a metal at a high temperature. In Patent No. 10-0587761, the viscosity of the quench oil circulated in the pyrolysis fractional distillation apparatus is brought into contact with the quench oil effluent stream of 0.1-0.5 kg / kg, and the resulting vapor-liquid mixture is separated. In order to remove tar liquid, a technique was introduced to control residual steam by supplying it to a fractional distiller.

상기 방법에서 분별 증류기 공급물로부터 타르 액체를 제거함으로써 환류를 덜하고, 바닥 온도를 더 높게하고, 더 높은 온도에서 열을 더 회수하도록 분별 증류기를 운전할 수 있게 한다. By removing the tar liquid from the fractional distiller feed in this method, it is possible to operate the fractional distiller to reduce reflux, raise the bottom temperature, and recover more heat at higher temperatures.

등록특허 10-1254782에서는 부품 특성상 고강도와 고인성이 요구될 경우 통상 저탄소 합금강을 침탄 열처리를 통해 표면을 경화하여 높은 내마모성을 가지면서 내부는 인성을 가지는 부품을 제조하는 기술이 알려져 있다. In Patent Registration No. 10-1254782, when high strength and high toughness are required due to the characteristics of a component, a technique for manufacturing a component having high wear resistance while having high wear resistance by hardening the surface of a low carbon alloy steel through carburizing heat treatment is known.

표 2에서 보는 바와 같이 기존 쇼트볼은 열처리시의 표면 경화정도가 작고 사용되는 재질의 한계성으로 인해 표면의 침탄부 이외의 내부는 소재 원래의 페라이트+펄라이트 조직을 갖고 있으므로 피로강도가 우수한 편이 아니다. As shown in Table 2, the existing shot ball has a small degree of surface hardening during heat treatment, and due to the limitations of the material used, the interior of the surface other than the carburizing portion has the original ferrite + pearlite structure, so the fatigue strength is not excellent.

열처리후 오일 소입을 생략하는 방법으로서, 유럽등록특허 제1098011호(An air hardenable low to medium carbon steel composion)의 경우 침탄시간을 줄이고자 탄소(C) 0.10~0.55중량% 혹은 0.39중량%로 실시하였다. 이는 비교강의 범위인 0.10~0.38중량%에서는 침탄시간을 줄이는 것으로 통상의 침탄공정을 고려할 때 불가능하다. As a method of omitting oil quenching after heat treatment, in the case of European Patent No. 1098011 (An air hardenable low to medium carbon steel composion), carbon (C) 0.10 to 0.55 wt% or 0.39 wt% was used to reduce the carburization time. . This reduces the carburization time in the range of 0.10 to 0.38% by weight of the comparative steel, which is impossible when considering a conventional carburizing process.

또한, 상기 비교강의 경화시 강도 확보를 위하여 소입, 뜨임과정을 생략하였으나 고가의 몰리브덴(Mo)를 다량 사용하고 있어, 생산 단가가 비싸진다는 단점이 있다. 따라서 템퍼드 마르텐사이트 조직을 갖고, 경도가 Hv 600~630인 쇼트볼로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있을 것이다. In addition, the quenching and tempering process was omitted in order to secure the strength during curing of the comparative steel, but a large amount of expensive molybdenum (Mo) is used, which has a disadvantage of high production cost. Therefore, it is possible to achieve the object of the present invention as a short ball having a tempered martensite structure and having a hardness of Hv 600 to 630.

구 분     division 종래 쇼트볼  Conventional short ball 본 발명에 의한 쇼트볼Short ball according to the present invention 개발효과  Development effect 조직 균질화 및
내충격성 향상
Tissue homogenization and
Improving impact resistance
원소재 조직
(페라이트+펄라이트)
Raw material texture
(Ferrite + Pearlite)
균질화 조직
(템퍼드마르텐사이트)
Homogenized tissue
(Tempered martensitic)
균질화된 조직으로
충격에 대한 경도 및 강도 향상 →고강도 스프링에 사용 가능
Into a homogenized tissue
Improving hardness and strength against impact → Can be used for high strength springs
내마모성
(어빙테스트)
Abrasion resistance
(Irving test)
3,400~3,500 cycles3,400 ~ 3,500 cycles 5,500~5,700 cycles5,500 ~ 5,700 cycles 사용 수명 향상
(1.6배 이상 향상)
Improved service life
(1.6 times higher improvement)
쇼트볼 적용 다양성Shortball application diversity -       - 쇼트볼 크기에 무관하게 적용 가능함.Applicable regardless of the size of the short ball. 확대 적용 가능Expandable

표 2는 본 발명 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법에 의하여 이루어진 쇼트볼과 종래 쇼트볼을 비교한 결과를 나타내는 것으로 표 3에서 기술한 바와 같이 기존 쇼트볼의 원소재가 페라이트+펄라이트로 조직을 형성하되 내마모성이 3,400~3,500 cycle이던 것을 템퍼드마르텐사이트 조직으로 ,5,500~5,700의 내마모성을 확보하게 되어 균질화된 조직으로 충격에 대한 경도 및 강도가 향상되고 사용 수명이 종래 쇼트볼 제조방법이 단순한 쇼트볼 커팅만으로 제조하던 것에 비하여 1.6배 개선되는 효과가 있다. Table 2 shows the result of comparing the short ball made by the heat treatment method of the spring short ball according to the present invention and the conventional short ball. As described in Table 3, the raw material of the existing short ball forms a structure with ferrite + pearlite. Short ball cutting with abrasion resistance of 3,400 to 3,500 cycles, tempered martensitic structure, and abrasive resistance of 5,500 to 5,700. It has an effect that is improved 1.6 times compared to that produced only by bay.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 스프링 제조 공정시에 쇼트볼 원소재를 대량으로 담아 스프링과 함께 가열공정후 뜨임공정을 실시함으로써 쇼트볼의 뜨임공정을 별도로 하지 않고 스프링 가공공정시에 쇼트볼을 함께 뜨임공정을 실시하여 별도 뜨임을 수행하기 위한 공정설비가 생략되는 효과도 있다. 쇼트볼의 체적이 커질수록 점차 고합금강으로 사용하는 것이 질량효과 때문에 바람직하다. In addition, in the embodiment of the present invention, by carrying out a tempering process after the heating process with a spring containing a large amount of the short ball raw material during the spring manufacturing process, the short ball is not added to the spring processing process without separately performing the tempering process of the short ball. There is also an effect that the process equipment for performing separate tempering by performing the tempering process is omitted. As the volume of the short ball increases, it is preferable to use it as a high alloy steel gradually because of the mass effect.

특히, 상기 템퍼드 마르텐사이트는 조직을 뜨임하여 얻어지는 조직이므로 페라이트(ferrite)와 미세탄화물의 혼합조직으로 이루어지며, 층상조직인 펄라이트에 반하여 템퍼드 마르텐사이트는 미세입상의 시멘타이트가 균일 분포하며, 경도가 Hv 600~630이므로 마르텐 사이트와 비교하여 탄성한도가 높고, 인성을 개선하며, 펄라이트보다 강도가 높은 특성을 갖는다. Particularly, since the tempered martensite is a structure obtained by tempering a structure, it is composed of a mixed structure of ferrite and microcarbide. In contrast to the layered structure of pearlite, tempered martensite has a uniform distribution of fine granular cementite and hardness Since it is Hv 600 ~ 630, it has higher elastic limit, improved toughness and higher strength than pearlite compared to martensite.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above, those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention described in the detailed description is indicated by the claims below, and the meaning of the claims and It should be construed that all modifications or variations derived from the scope and equivalent concepts are included in the scope of the present invention.

Claims (9)

스프링용 쇼트볼의 열처리 방법에 있어서,
상기 쇼트볼을 커팅하는 단계; 및
상기 커팅된 쇼트볼을 열처리하는 단계;
를 포함하되, 상기 열처리하는 단계는, 가열(Heating)단계, 소입(quenching)단계 및 뜨임단계(tempering)를 포함하여 쇼트볼의 내구성이 증가되고, 경도, 강도, 내마모성 및 인성이 개선되고, 쇼트볼이 템퍼드마르텐사이트 조직을 형성하고, 5,500~5,700 cycle의 내마모성을 갖으며,
상기 소입단계는,
소정의 온도와 점도를 갖는 오일을 사용하여 냉각시켜 소정의 경도(硬度)와, 강도(剛度)가 확보되고,
상기 오일은,
40 ℃에서의 동점도가 40 ㎟/초 이상인 베이스 오일에, 증기막 파단제를 배합함과 동시에 감압하고, 상기 베이스 오일의 열 처리 시간이 2.5초(sec) 이하인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
In the heat treatment method of the spring short ball,
Cutting the short ball; And
Heat-treating the cut short ball;
Including, but, the heat treatment step, including the heating (Heating), quenching (quenching) and tempering (tempering), the durability of the short ball is increased, hardness, strength, abrasion resistance and toughness is improved, short The ball forms a tempered martensitic tissue, has a wear resistance of 5,500 to 5,700 cycles,
The quenching step,
Cooling using oil having a predetermined temperature and viscosity ensures a predetermined hardness and strength,
The oil,
Of the base oil having a kinematic viscosity of 40 kPa / sec or higher at 40 ° C., a vapor film rupture agent is added and the pressure is reduced, and the heat treatment time of the base oil is 2.5 seconds (sec) or less. Heat treatment method.
제1항에 있어서,
상기 소입 단계 및 뜨임단계에서 염욕에 30~60분 동안 침전시키는 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
According to claim 1,
In the quenching step and tempering step, the heat treatment method of the spring short ball, characterized in that it is precipitated for 30 to 60 minutes in a salt bath.
제1항에 있어서,
상기 가열단계는,
900℃ 이상, 10분 동안 가열하는 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
According to claim 1,
The heating step,
Method for heat treatment of a spring short ball, characterized in that heating is performed at 900 ° C or higher for 10 minutes.
제1항에 있어서,
상기 소입 단계 및 뜨임단계에서 쇼트볼을 적어도 1000℃ 이상의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
According to claim 1,
In the quenching step and the tempering step, the heat treatment method of the spring short ball, characterized in that heating the short ball to a temperature of at least 1000 ℃.
제1항에 있어서, 상기 뜨임단계는,
300~400℃로 30분 이상 뜨임(Tempering)하여 경도(硬度)가 Hv 600~630범위인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
The method of claim 1, wherein the tempering step,
Heat treatment method for spring short balls, characterized in that the hardness is in the range of Hv 600 ~ 630 by tempering at 300 ~ 400 ℃ for more than 30 minutes.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 오일은 40 ℃에서의 동점도가 40 내지 300 ㎟/초 인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.The method of claim 1, wherein the oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 40 to 300 mm 2 / sec. 제1항에 있어서, 상기 증기막 파단제의 배합량이 유소입 오일을 기준으로 하여 5 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 스프링용 쇼트볼의 열처리 방법.
The method of claim 1, wherein the amount of the steam film breaking agent is 5% by mass or more based on the oil quenched oil.
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