재료硏, 고강도 합금 대체소재

  자동차 연비 개선에 핵심 역할을 수행하는 부품을 국산화할 수 있는 기술이 개발됐다.

  경남 창원에 위치한 재료연구소 경량금속연구단 김승언·나영상·김성웅 박사팀은 자동차의 엔진 출력을 높이는 부품인 '터보차져 휠'을 국산화할 수 있는 소재를 개발했다고 12일 밝혔다.

  기존에 터보차져는 니켈계 합금으로 만들었으나 무거워서 연료소모가 많고 시간이 지연되는 문제점이 있었다. 이에 연구팀은 상대적으로 가볍고 고온에도 잘 견디는 타이타늄 알루미나이드(TiAL)계 합금으로 대체 소재를 개발했다.

  이 소재는 강도가 높고 부식에 잘 견딘다. 또 비교적 저렴한 합금 원소로 구성돼 수입 제품에 비해 가격이 절반에 불과하다. 현재 외국 업체에서도 터보차져 제작에 TiAl 합금을 사용하고 있다. 그러나 구성이 매우 복잡하고 주조 상태에서 상온 연성이 거의 없어 불량률이 높을 뿐만 아니라 니켈계 소재에 비해 가격이 7배나 비싸 대량으로 사용되지 못했다. 그런데 이번에 개발된 기술을 적용하면 불량률과 가격을 대폭 낮출 수 있다.

  특히 연구팀이 개발한 합금은 900도 이상 온도가 올라가는 가솔린 차량에도 적용할 수 있다. 기존 소재는 900도 이하에서만 사용 가능했다. 이에 국내 기술력 제고는 물론 국내외 자동차 부품 관련 업체로의 기술 이전도 가능할 것으로 전망된다.

  재료연구소는 이번에 개발된 기술을 적용한 터보차져 휠을 양산하기 위해 국내외 정밀주조업체와 공동으로 시제품을 개발중이다. 올해 하반기에는 양산화 기술을 확보할 계획이다.

  연구를 수행한 김성웅 박사는 "상온 연성을 갖는 TiAl 합금 개발을 통해 자동차업계의 오랜 숙원인 터보차져 휠 국산화의 길이 열렸다"며 "기술이 상용화 되면 우리나라도 경량 내열 부품소재 분야에서 세계적인 선도그룹이 될 수 있을 것"이라고 말했다.