도경기술, 알루미늄 주조기 인젝션 슬리브 수명 대폭 늘려
도경기술, 알루미늄 주조기 인젝션 슬리브 수명 대폭 늘려
  • 박종헌 기자
  • 승인 2020.02.17 10:02
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재료연 기술 지원…생산성 증대 및 품질개선 기대
개발 전(左)과 개발 후(右)의 인젝션 슬리브 사용 후 내면 상태 (사진=재료연구소)
개발 전(左)과 개발 후(右)의 인젝션 슬리브 사용 후 내면 상태 (사진=재료연구소)

 

알루미늄 주조업체인 도경기술(대표 이장희)이 전자교반 고압 알루미늄 주조기의 인젝션 슬리브의 수명을 대폭 늘리는데 성공했다. 이를 통해 도경기술은 관련 기업으로부터 제품을 수주 받았다.

재료연구소는 도경기술에 전자교반 고압 주조기의 기본 요구특성인 전자기적 특성과 용손 및 열 피로 균열에 견딜 수 있는 후보 소재의 선정 및 특성시험을 지원했다고 17일 밝혔다.

도경기술은 마그네슘합금 주조기 부품을 개발해 공급하는 업체였다. 스마트폰과 노트북을 비롯한 마그네슘합금 부품산업에 힘입어 발전을 거듭해왔다.

하지만 국내의 관련 기업이 마그네슘합금 소재를 알루미늄합금으로 전환하고 마그네슘합금 주조품 제조사가 해외로 이전함에 따라 큰 어려움을 겪게 됐다. 이에 도경기술은 알루미늄합금 주조품의 조직 미세화를 통해 기계적 성질이 우수한 주조품을 제조하는 전자교반 알루미늄합금 고압 주조기의 인젝션 슬리브 개발에 매진해왔다.

전자교반 고압 주조기는 용융 알루미늄합금에 전자기장을 가해 격렬하게 교반 주조품의 조직을 미세화 시켜 기계적 성질을 크게 향상시키는 최신 기술의 주조 설비이다. 해당 설비 구성품 중 인젝션 슬리브는 용융알루미늄합금을 주입하는 부품으로, 680도의 고온과 1,000기압에 달하는 압력, 100가우스의 전자기장이 약 20~25초 동안 가해지는 가혹한 환경에서 사용된다.

그로 인해 사용 수명이 4,200shot(7일)~6,000 shot(10일)으로 매우 짧아 생산성 저하는 물론 설비 유지관리 비용의 상승을 초래했다. 이의 해결을 위해 국내·외 각종 금속 및 세라믹 소재, 그리고 표면처리 기술로 제조된 수많은 슬리브를 적용했지만 조건을 만족하지 못했다.

이에 도경기술은 재료연구소에 기술 지원을 요청했다. 재료연구소 기업지원실 남기석 책임연구원은 슬리브의 수명저하 원인을, 주로 용융 알루미늄합금에 의한 화학적 침식인 용손과 반복적인 가열 및 냉각에 따른 열 피로 균열에 의한 것으로 판단했다.

재료연구소는 전자교반 고압 주조기의 기본 요구특성인 전자기적 특성과 용손 및 열 피로 균열에 견딜 수 있는 후보 소재의 선정 및 특성시험을 지원했다. 그것을 통해 우수한 특성의 소재를 최종 선정하고 도경기술이 인서트 구조를 채택한 슬리브를 설계 및 제조하는데 도움을 주었다. 이렇게 개발된 인젝션 슬리브는 관련 산업체에서의 현장 평가를 통해 24,000 shot(40일)의 사용 수명을 달성했으며 이를 통해 수요처로부터 제품을 수주 받을 수 있었다.

이를 통해 수요처는 알루미늄 주조품의 생산성 증대와 품질개선, 주조설비의 유지관리비 절감을 크게 기할 수 있으며, 또한 도경기술은 일반 알루미늄 다이캐스팅 머신 슬리브에의 확대 적용과 타 부품에 응용할 수 있는 등 파급효과가 클 것으로 기대된다.

 


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