KR101262465B1 - Wire rod having superior magnetic property and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기 특성이 우수한 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저철손, 고투자율이 요구되는 변압기, 자동차, 전기·전자제품 등에 사용될 수 있는 자기 특성이 우수한 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 중량%로, C: 0.03~0.05%, Si: 3.0~5.0%, Mn: 0.1~2.0%, Al: 0.02~0.08%, N: 0.0015~0.0030%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 90~98.5면적%의 고스 조직을 포함하는 자기 특성이 우수한 선재 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 고가의 합금원소를 사용하지 않아 제조비용이 절감될 수 있으며, 제조설비의 추가없이 통상의 공형압연공정을 통해 보다 우수한 자기 특성을 갖는 선재를 제공할 수 있다.The present invention relates to a wire rod having excellent magnetic properties and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a wire rod having excellent magnetic properties and a method for manufacturing the same, which can be used in transformers, automobiles, electrical and electronic products requiring low iron loss and high permeability. It is about.
The present invention is composed of weight%, C: 0.03-0.05%, Si: 3.0-5.0%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.02-0.08%, N: 0.0015-0.0030%, balance Fe and other unavoidable impurities. The present invention provides a wire rod having excellent magnetic properties and a method of manufacturing the same, including a goth structure of 90 to 98.5 area%.
According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost by not using an expensive alloy element, it is possible to provide a wire rod having better magnetic properties through a conventional process rolling process without the addition of manufacturing equipment.
Description
본 발명은 자기 특성이 우수한 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저철손, 고투자율이 요구되는 변압기, 자동차, 전기·전자제품 등에 사용될 수 있는 자기 특성이 우수한 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod having excellent magnetic properties and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a wire rod having excellent magnetic properties and a method for manufacturing the same, which can be used in transformers, automobiles, electrical and electronic products requiring low iron loss and high permeability. It is about.
대부분의 중대형 변압기의 철심 재료로는 방향성 또는 무방향성 전기강판이 사용되고 있다. 특히, 기존보다도 뛰어난 효율성을 필요로 하면서, 기계 장치의 소형화, 경량화를 위한 다양한 연구 개발의 필요성이 대두되고, 이에 따라 고급 방향성 전기강판의 개발 및 연구는 매우 필수 불가결한 현실이다.
As the core material of most medium and large transformers, directional or non-oriented electrical steel sheet is used. In particular, while requiring greater efficiency than the existing, the necessity of various research and development for the miniaturization and light weight of the mechanical device has emerged, and therefore, the development and research of high-quality oriented electrical steel sheet is very indispensable reality.
특히, 방향성 전기강판은 강판의 압연방향으로 자화가 용이하도록 제조하여 압연방향으로 고자기특성을 가져야만 하기 때문에, 극저탄소강에 고Si를 첨가함으로써 자성을 나타내는 집합조직을 인위적으로 형성해야만 한다. 그러나, 이러한 방향성 전기강판의 경우 자성을 향상시키기 위하여 Si성분을 약 6.5%이상 함유하여야만 고급 방향성 전기강판의 특성을 나타낼 수 있다.
Particularly, since the grain-oriented electrical steel sheet is manufactured to be easy to magnetize in the rolling direction of the steel sheet and has high magnetic properties in the rolling direction, it is necessary to artificially form a texture showing magnetic properties by adding high Si to the ultra low carbon steel. However, in the case of the grain-oriented electrical steel sheet, in order to improve the magnetic properties, the Si component may contain about 6.5% or more to exhibit the characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet.
또한, 방향성 전기강판의 경우, 집합조직인 고스 조직(Goss Structure)을 인위적으로 형성시키기 위해 고온, 질소 분위기에서 열처리를 행하여야 한다는 단점을 가지고 있다. 이러한 이유는 최대 자기유도값을 가지기 위한 결정방위인 <100>결정방위를 제어해야 하기 때문이다.
In addition, in the case of a grain-oriented electrical steel sheet, in order to artificially form a Goss structure, which is an aggregate structure, it has a disadvantage of performing heat treatment in a high temperature and nitrogen atmosphere. This is because it is necessary to control the <100> crystal orientation, which is the crystal orientation for the maximum magnetic induction value.
한편, 최근에는 방향성 전기강판의 집합조직 제어 혹은 표면 코팅을 통해, 전기강판의 자성을 향상시킬 수 있는 방안을 개선하였음에도 불구하고, 변압기로 사용되는 전기강판의 경우, 전기강판 적층시 야기되는 강판의 슬릿(Slit), 전단 또는 휨 등을 억제하기 위해 정밀한 가공이 필요하며, 철심이 비교적 소형인 경우에는 가공 자체가 곤란해진다는 문제점을 가지고 있으며, 철심의 전체 곱에 차지하는 가공에 의한 왜곡 부분의 체적이 상대적으로 커지고, 이로 인해 자기 특성이 현저하게 저하한다는 문제점을 가지고 있다.
On the other hand, although recently improved the way to improve the magnetic properties of the electrical steel sheet by controlling the texture or surface coating of the grain-oriented electrical steel sheet, in the case of the electrical steel sheet used as a transformer, Precise machining is required to suppress slit, shear, or warp, and when the iron core is relatively small, the machining itself becomes difficult, and the volume of the distortion part by the machining occupying the whole product of the iron core This becomes relatively large, which causes a problem that the magnetic properties are significantly reduced.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 전자강선 혹은 전기강선을 제조하여 소형 변압기 또는 자동차에 탑재되는 소형 모터용 선재를 제조하는 기술이 개발되었는데, 전기강판이 선재로 제조될 경우, 압연 및 표면 결함 억제를 위한 가혹한 공정 제어가 필요치 않으며, 전기강판 적층에 의한 수율 감소 문제를 해결할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
In order to solve this problem, a technology for manufacturing wire rods for small motors mounted on small transformers or automobiles by manufacturing electromagnetic wires or electric wires has been developed. When electrical steel sheets are made of wire rods, rolling and surface defects are suppressed. It does not require harsh process control and has the advantage of solving the problem of yield reduction by lamination of electrical steel sheet.
이러한 대표적인 기술로는 일본 공개특허공보 2001-115241호가 있다. 상기 특허는 열간압연된 상태(As rolled)에서도 신선 가공성 특히 냉간 신선 가공성이 우수한 전자 강선용 소재를 제조하고자 하는 것으로서, Si를 0.1~8%의 범위로 포함하는 동시에 C+N+O+S의 합을 0.015%이하로 제한하는 성분계를 제시하고 있다. 그러나, 상기 특허의 경우, 극저탄소로 탄소 성분을 제어하기 때문에 RH(Ruhrstahl-Heraues) 탈가스 공정을 추가해야 하고, 진공탈가스 시간을 길게 가져가면서 복합탈산을 실시하여야 하기 때문에 공정단가 상승을 피할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 또한, 자성 향상을 위해 Cr을 0.1~15%까지 첨가하기 때문에 합금원소 첨가에 의한 가격 상승 문제를 해결할 수 없다.
Such a representative technique is Japanese Patent Laid-Open No. 2001-115241. The patent is to manufacture a material for electronic steel wire excellent in drawing workability, in particular cold drawing workability even in the hot rolled state (As rolled), including Si in the range of 0.1 to 8% and at the same time the sum of C + N + O + S The component system is limited to less than 0.015%. However, in the case of the above patent, since the carbon component is controlled by ultra-low carbon, RH (Ruhrstahl-Heraues) degassing process should be added, and complex deoxidation should be performed with a long vacuum degassing time. It has the disadvantage of not being able to. In addition, since Cr is added in an amount of 0.1 to 15% to improve magnetic properties, it is not possible to solve the problem of price increase due to the addition of alloying elements.
상기 특허를 보완한 기술로는 일본 공개특허공보 2000-045051호가 있다. 상기 특허는 C, N, O, S 성분의 합을 0.015%이하로 한정하고, 결정입자 지름과 신선 후, 선재의 직경을 한정한 철손 및 가공성이 우수한 전자강선에 관한 것으로서, 합금원소 성분에 Ni: 2%이하, Al: 2%이하, Cu: 2%이하를 첨가하여 철손 및 가공성이 우수한 전자강선이 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허에 개시된 전자강선은 합금원소 첨가량 증가에 따른 원천소재 가격 상승 문제, 열간압연상태에서의 자성 제안이 없다는 단점을 가지고 있으며, 집합조직 분율에 대한 명시가 없다는 단점을 가지고 있다.
As a technology complementing the above patent, there is Japanese Patent Laid-Open No. 2000-045051. The patent relates to an electronic steel wire having excellent iron loss and workability, in which the sum of the C, N, O, and S components is limited to 0.015% or less, and the grain size and the wire diameter after wire drawing are defined. : 2% or less, Al: 2% or less, Cu: 2% or less are added, and the steel wire which is excellent in iron loss and workability is disclosed. However, the electronic steel wire disclosed in the patent has the disadvantage that there is no problem of the source material price increase due to the increase in the addition amount of alloying elements, there is no magnetic proposal in the hot rolling state, and there is no specification of the aggregate fraction.
한편, 다른 발명으로는 일본 공개특허공보 2001-131718호가 있는데, 상기 특허는 C, N, O, S 성분의 합을 0.025%이하로 한정하고, 신선을 통해 제조되는 지름이 0.01~1.0mm인 선재를 제시하고 있다. 그러나, 상기 특허 역시 Cr, Ni, Cu 등 고가의 합금원소 첨가가 필수적이고, 자성에 대한 구체적 조직제안 및 자성값의 제시가 없다는 단점이 있다.
On the other hand, there is another invention disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-131718, the patent is limited to the sum of the C, N, O, S components to 0.025% or less, wire rods of 0.01 ~ 1.0mm diameter manufactured through drawing Presenting. However, the patent also has the disadvantage that the addition of expensive alloying elements such as Cr, Ni, Cu is essential, there is no specific organizational proposal for magnetic and suggestion of magnetic value.
특히, 상술한 특허들의 경우, 자성특성이 모두 무방향성 전기강판과 가까운 값을 지닌다는 단점을 가지고 있다.In particular, in the case of the above-described patents, all magnetic properties have the disadvantage that they have a value close to that of the non-oriented electrical steel sheet.
본 발명의 일측면은 극저탄소강이 아닌 일반 저탄소강을 이용하고, 통상의 공형압연공정을 통해 선재 내 고스 조직(Goss Structure)을 활성화시킴으로써 보다 우수한 자기 특성을 갖는 선재 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to use a general low carbon steel, not ultra low carbon steel, and to provide a wire rod and a method of manufacturing the same having better magnetic properties by activating the Goss structure in the wire rod through a common process rolling process. It is.
본 발명은 중량%로, C: 0.03~0.05%, Si: 3.0~5.0%, Mn: 0.1~2.0%, Al: 0.02~0.08%, N: 0.0015~0.0030%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 90~98.5면적%의 고스 조직을 포함하는 자기 특성이 우수한 선재를 제공한다.The present invention is composed of weight%, C: 0.03-0.05%, Si: 3.0-5.0%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.02-0.08%, N: 0.0015-0.0030%, balance Fe and other unavoidable impurities. It provides a wire with excellent magnetic properties including 90 ~ 98.5 area% goth tissue.
이 때, 상기 선재는 포화자속밀도가 280~350emu인 것이 바람직하다.
At this time, the wire rod is preferably a saturation magnetic flux density of 280 ~ 350emu.
본 발명은 중량%로, C: 0.03~0.05%, Si: 3.0~5.0%, Mn: 0.1~2.0%, Al: 0.02~0.08%, N: 0.0015~0.0030%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 1000~1100℃에서 가열하는 가열단계; 상기 가열된 강재를 선재로 공형압연하는 공형압연단계; 및 상기 공형압연된 선재를 5~15℃/s의 속도로 가열하여 650~850℃에서 소둔하는 소둔단계를 포함하는 자기 특성이 우수한 선재의 제조방법을 제공한다.The present invention is in weight percent, consisting of C: 0.03-0.05%, Si: 3.0-5.0%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.02-0.08%, N: 0.0015-0.0030%, balance Fe and other unavoidable impurities. A heating step of heating the steel at 1000 to 1100 ° C .; A ball rolling step of rolling the heated steel by wire; And it provides a method of producing a wire having excellent magnetic properties including the annealing step of heating the ball-shaped wire rod at a rate of 5 ~ 15 ℃ / s annealing at 650 ~ 850 ℃.
이 때, 상기 공형압연단계는 900~1000℃에서 행하는 것이 바람직하며, 30~60%의 단면감소율로 행하는 것이 바람직하다. 상기 공형압연단계 후에는 상기 공형압연된 선재를 0.1℃/s이하의 속도로 냉각하는 것이 바람직하며, 상기 소둔단계는 2~7시간동안 행하는 것이 바람직하다. 상기 소둔단계 후에는 선재를 3℃/s이하의 속도로 150℃까지 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소둔단계 후에는 선재에 MgO, Al2O3, ZnO, ZrO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 표면 코팅할 수 있다.At this time, it is preferable to perform the said step of rolling at 900-1000 degreeC, and it is preferable to carry out by 30 to 60% of a cross-sectional reduction rate. After the cold rolling step, the cold rolled wire is preferably cooled at a rate of 0.1 ° C./s or less, and the annealing step is preferably performed for 2 to 7 hours. After the annealing step, the wire is preferably cooled to 150 ° C at a rate of 3 ° C / s or less. In addition, after the annealing step, the wire rod may be surface coated with at least one member selected from the group consisting of MgO, Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2 .
본 발명에 의하면, 고가의 합금원소를 사용하지 않아 제조비용이 절감될 수 있으며, 제조설비의 추가없이 통상의 공형압연공정을 통해 보다 우수한 자기 특성을 갖는 선재를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost by not using an expensive alloy element, it is possible to provide a wire rod having better magnetic properties through a conventional process rolling process without the addition of manufacturing equipment.
본 발명자들은 일반 저탄소강 선재에 우수한 자기 특성을 부여하기 위한 연구를 행하던 중, 조성성분을 제어함으로써 통상의 열간압연으로도 고자기 특성을 가지는 선재를 제조할 수 있다는 점을 인지하게 되었다. 이 때, 상기 열간압연은 공형압연을 의미하는데, 이러한 공형압연의 특징을 이용하여 선재내 조직을 일방향성으로 압연함으로써 스트레인(Strain)을 야기시키면 자기적 특성에 영향을 미치는 고스 조직을 다량으로 생성시킬 수 있다는 점과 상기 공형압연 후, 소둔열처리 공정을 부가할 경우에는 보다 우수한 자기 특성을 갖는 선재를 제조할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.
The inventors of the present invention, while conducting research for imparting excellent magnetic properties to general low carbon steel wire rods, have recognized that wire rods having high magnetic properties can be produced even by normal hot rolling by controlling compositional components. In this case, the hot rolling refers to the rolling of the rolling, by using the characteristics of the rolling rolling to produce a large amount of goose texture affecting the magnetic properties when the strain in the wire rod by unidirectional rolling causes the strain (Strain) The present invention has been completed by focusing on the fact that it can be made and that the wire rod having better magnetic properties can be produced when the annealing heat treatment step is added after the above-mentioned rolling.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
탄소(C): 0.03~0.05중량%Carbon (C): 0.03-0.05 wt%
C는 선재중에 고용되고 가공시 격자 변형(distorsion) 및 시효를 일으킴과 동시에 연성을 감소시킨다. 상기 C가 0.03%미만으로 첨가될 경우, 선재내에 균일한 고스 조직을 형성할 수 없다는 문제점을 가지고 있으며, 0.05%를 초과할 경우, 자성을 저하시키기 때문에, 상기 탄소의 함량은 0.03~0.05%로 한정하는 것이 바람직하다.
C is dissolved in the wire and causes lattice distortion and aging in processing, while reducing ductility. When the C is added at less than 0.03%, there is a problem in that it is not possible to form a uniform goth structure in the wire rod, and when it exceeds 0.05%, the magnetic content is lowered, so that the carbon content is 0.03 to 0.05%. It is preferable to limit.
실리콘(Si): 3.0~5.0중량%Silicon (Si): 3.0-5.0 wt%
Si는 선재의 전기저항을 높여 철손 및 자성을 향상시키는 유효한 성분이지만, 3%미만일 경우, 첨가량 부족에 의해 자성이 낮아지며, 5%를 초과할 경우, 선재 압연시 가공경화가 급격히 진행되어 압연할 수 없다는 단점을 가지기 때문에, 상기 실리콘의 함량은 3.0~5.0중량%로 한정하는 것이 바람직하다.
Si is an effective component to improve the iron loss and magnetism by increasing the electrical resistance of the wire, but if less than 3%, the magnetism is lowered due to the insufficient amount of addition, if it exceeds 5%, the work hardening during the rolling of the wire proceeds rapidly and can be rolled Since there is no disadvantage, the content of the silicon is preferably limited to 3.0 to 5.0% by weight.
망간(Mn): 0.1~2.0중량%Manganese (Mn): 0.1-2.0 wt%
Mn은 선재의 전기저항을 향상시키고 철손특성을 향상시킬 수 있는 유용한 성분이지만, 0.1%미만으로 첨가될 경우, 압연시 강도 보상 역할을 수행할 수 없으며, 2.0%를 초과할 경우, Si와 마찬가지로 가공경화 효과 증가에 의한 열간압연 문제점을 야기시킨다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 망간의 함량은 0.1~2.0%로 한정하는 것이 바람직하다.
Mn is a useful component that can improve the electrical resistance and improve the iron loss characteristics of the wire rod, but if it is added less than 0.1%, Mn can not play a role of compensating the strength when rolling, and when it exceeds 2.0%, it is processed like Si There is a problem that causes a hot rolling problem by increasing the curing effect. Therefore, the content of manganese is preferably limited to 0.1 ~ 2.0%.
알루미늄(Al): 0.02~0.08중량%Aluminum (Al): 0.02-0.08 wt%
Al의 경우, 강중 질소 제어를 통해 자성 향상에 효과적인 원소이기 때문에 질소 제어범위와 연동하여 함량을 한정하는 것이 바람직하다. 상기 Al이 0.02% 미만으로 첨가될 경우, 효과적으로 질소를 제어할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 0.08%를 초과하여 첨가될 경우, Al이 원자 상태로 석출하여 자성을 저하할 수 있기 때문에, 상기 알루미늄의 함량은 0.02~0.08%로 한정하는 것이 바람직하다.
In the case of Al, it is preferable to limit the content in conjunction with the nitrogen control range because it is an element effective for improving the magnetic properties through the control of nitrogen in the steel. When the Al is added less than 0.02% has the disadvantage that it can not effectively control the nitrogen, and when it is added exceeding 0.08%, Al may precipitate in the atomic state to lower the magnetism of the aluminum, The content is preferably limited to 0.02 to 0.08%.
질소(N): 0.0015~0.003중량%Nitrogen (N): 0.0015 to 0.003 wt%
N의 경우, 결정격자내의 침입에 의한 격자변형 및 합금원소들과의 질화물 형성을 통해 고스 조직 형성을 억제하고, 시효 및 연성저하의 원인이 된다. 질소가 0.0015%미만으로 관리되는 것은 제강 공정에서 매우 가혹한 공정이기 때문에 실제 공정에서 구현할 수 없기 때문이며, 0.003%를 초과하는 경우에는 강중 질소가 자유롭게 움직일 수 있고, Al의 함량을 증가시켜 AlN을 조대화 시킬 가능성이 있기 때문에, 상기 질소의 함량은 0.0015~0.003%로 한정하는 것이 바람직하다.
In the case of N, the formation of goth structure is suppressed through lattice deformation and nitride formation with alloying elements due to penetration into the crystal lattice, which causes aging and ductility deterioration. Nitrogen is controlled at less than 0.0015% because it is a very harsh process in the steelmaking process and cannot be implemented in the actual process.If it exceeds 0.003%, nitrogen in the steel can move freely and the Al content is increased to coarsen AlN. In order to make it possible, the content of nitrogen is preferably limited to 0.0015 to 0.003%.
상기와 같이 조성범위를 한정함으로써 선재에 우수한 자기 특성 즉, 방향성을 부여할 수 있다. 본 발명의 선재는 90면적%의 고스 조직(Goss Structure)을 포함하게 되는데, 이와 같이 기존의 전기강판 또는 자기 특성을 지니는 선재에 비하여 많은 양의 고스 조직이 생성됨으로써, 선재가 우수한 자기 특성 즉, 방향성을 가지게 된다. 상기 고스 조직이 90%미만으로 생성될 경우에는 선재에 방향성을 부여할 수 없어, 무방향성의 자기 특성을 갖게 된다. 즉, 상기 고스 조직은 많이 생성되면 될수록 좋으나, 공정상의 한계로 상기 고스 조직의 상한을 98.5%로 한정한다.
By limiting the composition range as described above, excellent magnetic properties, that is, directivity, can be imparted to the wire rod. The wire rod of the present invention includes 90% of Goss structure (Goss Structure), such that a large amount of goose structure is generated as compared to the existing electrical steel sheet or a wire rod having magnetic properties, the wire material is excellent magnetic properties, that is, It has directionality. When the goth structure is less than 90%, the wire rod cannot be provided with directionality and thus has non-directional magnetic properties. That is, the more the goth tissue is generated, the better, but as a process limit, the upper limit of the goth tissue is limited to 98.5%.
또한, 본 발명의 선재는 280emu이상의 포화자속밀도를 가지는 것이 바람직한데, 상기 포화자속밀도가 280emu미만인 경우, 선재에 방향성을 부여하기 어려워, 무방향성의 자기 특성을 갖게 될 수도 있다. 상기 포화자속밀도 또한 고스 조직과 마찬가지로 높은 값을 지닐수록 자기 특성에 유리하나, 공정상의 한계로 그 상한을 350emu로 한정한다.
In addition, the wire rod of the present invention preferably has a saturation magnetic flux density of 280 emu or more. When the saturation magnetic flux density is less than 280 emu, it is difficult to impart orientation to the wire rod and may have non-directional magnetic properties. The higher the saturation magnetic flux density, the higher the value as in the goth structure, the better the magnetic properties, but the upper limit is limited to 350emu due to process limitations.
본 발명의 선재는 상기 조성범위를 만족하는 이상, 통상의 공형압연 조건과 소둔처리공정만으로도 우수한 자기적 특성을 지니게 되므로, 소둔공정외에는 공형압연조건이나 다른 제조조건을 특별히 한정하지 않는다.
As long as the wire rod of the present invention satisfies the above composition range, the ordinary wire rolling conditions and the annealing process alone have excellent magnetic properties. Therefore, the wire rod conditions and other manufacturing conditions are not particularly limited except for the annealing process.
다만, 본 발명을 보다 바람직하게 구현하기 위한 선재의 제조공정의 일례는 다음과 같다.
However, an example of the manufacturing process of the wire rod for implementing the present invention more preferably is as follows.
우선, 본 발명의 조성범위를 만족하는 강재에 대해 1000~1100℃에서 가열을 실시한다. 선재 공정상 가열온도가 1000℃미만인 경우, 강재를 가열로에서 추출한 뒤, 조압연하게 되면 가혹한 스트레인 증가로 인해 표면 결함 문제가 야기되며, 1100℃를 초과하게 되면, 가열로의 한계 및 표면 스케일 증가로 인해 제품의 품질이 떨어지게 된다.
First, heating is performed at 1000-1100 degreeC with respect to the steel material which satisfy | fills the composition range of this invention. If the heating temperature is less than 1000 ℃ in the wire process, extracting the steel from the furnace and rough rolling causes a problem of surface defects due to severe strain increase.If it exceeds 1100 ℃, the limit and surface scale of the furnace are increased. The quality of the product is reduced.
이후, 상기 재가열된 강재에 대해 공형압연을 실시하게 된다. 상기 공형압연은 선재제조시 필수적인 공정으로서, 상기 공형압연을 통해, 선재 내 조직을 일방향성으로 압연함으로써 스트레인(strain)을 야기시키면 자기적 특성에 관여하는 집합 조직 즉, 고스 조직(Goss structure)의 생성을 활성화시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 공형압연을 열간상태에서 실시하기만 하여도 선재에 우수한 자성을 부여할 수 있게 된다.
Subsequently, the reheated steel is subjected to ball rolling. The wire rolling is an essential process in the manufacture of wire rods. Through the rolling of the wire rods, a unidirectional rolling of the wires in the wire rod causes a strain, thereby causing the formation of a collective structure, that is, a Goss structure. You can activate the creation. As a result, it is possible to impart excellent magnetism to the wire rod even by performing the hot rolling in a hot state.
상기 공형압연은 900~1000℃에서 행하는 것이 바람직한데, 900℃ 미만인 경우, 공정 부하로 인해 선재의 표면 결함을 유발할 수 있으며, 선재 압연 롤의 파단이 발생할 수 있다. 1000℃를 초과하는 경우, 압연시 선재의 연성증가로 인해 스트레인을 효과적으로 야기시킬 수 없다.
It is preferable to perform the cold rolling at 900 to 1000 ° C., but if it is less than 900 ° C., the process load may cause surface defects of the wire rod, and fracture of the wire rod roll may occur. If it exceeds 1000 ° C, the strain may not be effectively caused due to the ductility increase of the wire rod during rolling.
상기 공형압연시 단면감소율은 30~60%로 행하는 것이 바람직한데, 상기 단면감소율이 30%미만일 경우, 스트레인(strain) 부족으로 인해 고스조직의 생성이 불충분하여 자성선재로의 조직 배분이 불가능할 수 있으며, 60%를 초과할 경우, 선재 조직의 심한 연신으로 인해 재결정 포스(force)가 증가하여 고스조직 자체가 변태될 가능성이 있다.
It is preferable that the reduction ratio of the cross section is 30 to 60% when the rolling is performed. When the reduction ratio is less than 30%, it is impossible to distribute the tissue to the magnetic wire due to insufficient strain due to the lack of strain. In the case of more than 60%, there is a possibility that severe stretching of the wire rod tissue may increase the recrystallization force and transform the goth tissue itself.
또한, 상기 공형압연 후에는 냉각공정을 갖는 것이 바람직하며, 0.1℃/s이하의 속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 상기 냉각속도가 0.1℃/s를 초과하게 되면, 조직내 저온조직이 나타나 페라이트 조직으로 변태될 가능성이 많아지게 된다.
In addition, it is preferable to have a cooling process after the said rolling, and to cool at a rate of 0.1 degrees C / s or less. When the cooling rate exceeds 0.1 ° C / s, low-temperature tissue in the tissue appears to be more likely to transform into ferrite tissue.
상기 냉각공정 이후에는 소둔처리를 행하는 것이 바람직하며, 상기 냉각이 완료된 선재를 5~15℃/s의 속도로 가열하여 650~850℃에서 2~7시간동안 유지시킴으로써 소둔열처리를 행하는 것이 바람직하다. 상기 소둔처리를 통해 고스조직 주변에 있는 다른 방향성 조직들이 고스조직 쪽으로 방향이 변화할 수 있는 구동력을 부여할 수 있기 때문에, 상기 소둔공정은 열간압연된 상태의 강판에 더욱 많은 고스조직을 생성시키는 중요한 공정이 된다. 이러한 소둔공정을 통해 고스조직을 90%이상 확보할 수 있게 되며, 이에 따라 선재에 우수한 자기 특성을 부여할 수 있다.
After the cooling step, it is preferable to perform annealing treatment, and the annealing heat treatment is preferably performed by heating the completed wire rod at a rate of 5 to 15 ° C./s and maintaining it at 650 to 850 ° C. for 2 to 7 hours. The annealing process is important for generating more goth tissue in the steel sheet in the hot rolled state because the annealing treatment can impart a driving force to change direction toward the goth tissue through the other directional tissues around the goth tissue. It becomes a process. Through the annealing process, it is possible to secure more than 90% of the goth tissue, thereby providing excellent magnetic properties to the wire rod.
한편, 상기 급냉속도가 5℃/s미만인 경우, 너무 느린 가열속도로 인해 가열시의 열팽창이 낮아 조직에 미치는 열팽창속도가 느려질 수 있으며, 15℃/s를 초과하는 경우에는 너무 빠른 가열속도로 인해 조직 내부까지 충분이 열전달이 될 수 없을 가능성이 있다. 또한, 상기 소둔온도가 650℃미만인 경우에는 펄라이트가 생성될 가능성이 있으며, 850℃를 초과하는 경우, 조직자체가 다시 오스테나이트로 변태될 가능성이 있다. 상기 소둔공정의 효과를 바람직하게 구현하기 위해서는 2~7시간동안 소둔하는 것이 바람직하다.
On the other hand, if the quenching rate is less than 5 ℃ / s, the thermal expansion during heating is low due to too slow heating rate, the thermal expansion rate to the tissue may be slow, if it exceeds 15 ℃ / s due to too fast heating rate It is possible that not enough heat can be transferred inside the organization. In addition, when the annealing temperature is less than 650 ℃, there is a possibility that a pearlite is generated, if the annealing temperature exceeds 850 ℃, the tissue itself may be transformed into austenite. In order to implement the effect of the annealing process preferably, annealing is preferably performed for 2 to 7 hours.
상기 소둔처리 후에는 선재를 3℃/s이하의 속도로 150℃까지 냉각하는 것이 바람직하다. 상기 냉각속도가 3℃/s를 초과하는 경우에는 빠른 냉각속도로 인해 저온조직이 생성될 가능성이 있으며, 150℃까지 냉각함으로써, 선재 포장이 가능하게 된다.
After the annealing treatment, the wire is preferably cooled to 150 ° C at a rate of 3 ° C / s or less. When the cooling rate exceeds 3 ° C / s, there is a possibility that low temperature tissue is generated due to the rapid cooling rate, by cooling to 150 ° C, the wire packaging is possible.
상기 소둔처리후에는 선재의 표면에 MgO, Al2O3, ZnO, ZrO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 코팅할 수 있는데, 상기 물질들은 절연 특성을 가지고 있는 대표적인 물질로서, 표면 코팅을 통해 소둔시 생성된 강판의 표면 산화층과 반응하여 층간 절연성을 향상시키는 유리질 피막을 형성시킬 수 있으며, 자성을 저해하는 황의 제거를 촉진시킬 수 있다.
After the annealing treatment, the surface of the wire rod may be coated with at least one member selected from the group consisting of MgO, Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2. The materials are representative materials having insulating properties. It can react with the surface oxide layer of the steel sheet produced during annealing to form a glassy film that improves interlayer insulation and can promote the removal of sulfur that inhibits magnetism.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리 범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in more detail, but the scope of the present invention is not limited.
(실시예)(Example)
하기 표 1의 조성성분을 갖는 강재를 하기 표 2에 기재된 공정조건을 이용하여 선재로 제조하였다. 상기 제조된 선재에 대하여 고스 조직의 분율 및 포화자속밀도를 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 상기 선재 제조시 소둔시간은 3시간이었다.
Steel materials having the composition components shown in Table 1 below were prepared as wire rods using the process conditions described in Table 2 below. After measuring the fraction of the goose structure and the saturation magnetic flux density for the wire rod prepared above, the results are shown in Table 3 below. The annealing time during the production of the wire was 3 hours.
(℃)Heating temperature
(℃)
감소율(%)section
Decrease (%)
(℃/s)Cooling rate
(° C / s)
(℃/s)Temperature rise rate
(° C / s)
(℃)Annealing temperature
(℃)
(℃/s)Cooling rate
(° C / s)
온도(℃)Cooling stop
Temperature (℃)
상기 표 1 내지 3에서 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 성분계와 제조조건을 만족하는 발명강 1 내지 5는 우수한 고스 조직 분율과 포화자속밀도를 지니고 있음을 알 수 있다.
As can be seen from Tables 1 to 3, the inventive steels 1 to 5 satisfying the component system and manufacturing conditions proposed by the present invention can be seen that it has an excellent Goth structure fraction and saturation magnetic flux density.
그러나, 본 발명의 성분계에 부합되지 않는 비교재 1 내지 4는 본 발명재들에 비하여 낮은 수준의 고스 조직 분율과 포화자속밀도를 지니고 있으며, 특히 비교재 2는 본 발명의 제조조건에 부합되도록 제조되었으나, 본 발명의 조성성분을 만족하지 않아, 자성 특성이 높지 않음을 알 수 있다.
However, Comparative Materials 1 to 4, which do not conform to the component system of the present invention, have a lower level of Goth tissue fraction and saturation magnetic flux density than those of the present invention. Particularly, Comparative Material 2 is manufactured to meet the manufacturing conditions of the present invention. However, it does not satisfy the composition component of the present invention, it can be seen that the magnetic properties are not high.
비교재 5 내지 8은 본 발명의 조성성분을 만족하나, 제조조건을 만족하지 않아, 고스 조직 분율 및 포화자속밀도의 수준이 낮음을 알 수 있으며, 이를 통해 비교재 5 내지 8은 발명재들에 비하여 자성 특성이 현저히 떨어짐을 알 수 있다.Comparative materials 5 to 8 satisfy the compositional components of the present invention, but do not satisfy the manufacturing conditions, it can be seen that the level of Goth tissue fraction and saturation magnetic flux density is low, through which the comparative materials 5 to 8 are invented It can be seen that the magnetic properties are significantly lower than that.
Claims (9)
By weight, C: 0.03-0.05%, Si: 3.0-5.0%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.02-0.08%, N: 0.0015-0.0030%, balance Fe and other unavoidable impurities. Wire rod with excellent magnetic properties including ~ 98.5 area percent goth tissue.
The wire rod of claim 1, wherein the saturation magnetic flux density of the wire rod is 280 to 350 emu.
상기 가열된 강재를 선재로 공형압연하는 공형압연단계; 및
상기 공형압연된 선재를 5~15℃/s의 속도로 가열하여 650~850℃에서 소둔하는 소둔단계를 포함하는 자기 특성이 우수한 선재의 제조방법.
By weight%, 1000 steels consisting of C: 0.03-0.05%, Si: 3.0-5.0%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.02-0.08%, N: 0.0015-0.0030%, balance Fe and other unavoidable impurities A heating step of heating at ˜1100 ° C .;
A ball rolling step of rolling the heated steel by wire; And
The method of manufacturing a wire having excellent magnetic properties comprising the annealing step of heating the eutectic rolled wire at a rate of 5 ~ 15 ℃ / s at 650 ~ 850 ℃.
The method of manufacturing a wire rod according to claim 3, wherein the step of rolling the mold is performed at 900 to 1000 ° C.
The method of manufacturing a wire rod having excellent magnetic properties according to claim 3, wherein the step of rolling is performed at a reduction ratio of 30 to 60%.
The method of manufacturing a wire having excellent magnetic properties according to claim 3, wherein the wire is rolled at a rate of 0.1 ° C./s or less after the step of rolling.
4. The method of claim 3, wherein the annealing step is performed for 2 to 7 hours.
The method of claim 3, wherein after the annealing step, the wire is cooled to 150 ° C. at a rate of 3 ° C./s or less.
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