‘기계부품 마찰 문제 해결’ 고강도 STS ‘HLS20’ 및 베릴륨동 대체 소재 ‘FeX2’ 개발

합금소재 전문기업 엠티에이(대표이사 : 이광춘, MTA)가 고부가가치 소재 기술 개발을 통해 금속 신소재 부문 강자로 부상 중이다.

엠티에이는 최근 기계적 부품의 마찰 문제 해결을 위한 새로운 소재 STS ‘HLS20’을 개발했다. 이 소재는 부싱(bushing), 즉 뼈와 뼈를 연결하는 연골과 같은 역할을 하는 기계부품의 새로운 대안으로 주목받고 있다.

기존 하우징에 사용되는 인청동과 같은 동합금 대신 엠티에이가 개발한 ‘HLS20’은 철 베이스에 크로뮴 14%, 구리 20%를 추가한 합금이다. 인장강도 780MPa, 경도 22HRC의 고강도 특성을 지닌 ‘HLS20’은 고윤활성을 통해 마찰열이 발생하지 않아, 부싱 없이도 부품의 움직임을 유연하게 연결시켜 준다.

성능 검증 실험은 축(베어링강, SUJ2)의 지름 Φ50-0.03㎜, 하우징(HLS20) 내경 Φ50+0.02㎜로 제작되었으며, 0.025㎜(25㎛)의 간격으로 설정하여 총 240시간 180만 번 고속 왕복운동을 수행했다.

윤활유 급유 상태에서 120시간 동안 약 90만 회 운동 후에 온도상승은 대기온도보다 불과 +2 ℃ 높았으며, 무오일 상태에서도 120시간, 약 90만 회 운동 후 온도상승은 +3℃에 불과하였다. 두 상태에서 모두 마모는 발생하지 않았다.

공동 실험을 수행한 국내 프레스 전문업체 관계자는 “‘HLS20’ 소재의 하우징 적용은 부싱 소재가 필요 없게 하며, 따라서 하우징 사이즈를 줄이고 비용을 절감하는 획기적인 소재”라고 평가했다.

엠티에이 이광춘 대표는 “HLS20은 하우징, 실린더, 베어링, 자동화 가이드레일, 펌프 등 고윤활성이 요구되는 분야에 매우 적합하다”면서 “산업계에 큰 변화를 가져올 새로운 기술”이라고 강조했다.

‘HLS20’ 합금은 기계부품의 마찰 및 마모 문제를 해결하고 생산 비용을 줄이며 기계적 성능을 향상시킬 잠재력을 가진 소재로서, 산업계에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다.

또한 엠티에이는 베릴륨동 대체 소재인 ‘FeX2’를 개발하여 원활한 보급 확산을 위한 마스터 잉곳 보급 사업을 개시했다.

‘FeX2’는 철, 구리, 크로뮴으로 구성된 친환경 합금으로 열전도율 85~95W/m·K, 내부 경도 30HRC, 우수한 가공성을 특징으로 한다. 특히 주목할 만한 것은 베릴륨동에서는 불가능한 질화처리를 통해 표면 경도를 60HRC 이상으로 높일 수 있는 특성을 지니고 있다.

최근 적용된 일본 자동차부품 제조업체 A사의 글라스 화이버 사출금형 소재 평가에서 베릴륨동보다 우수한 평가를 받았다.

소재의 유해성, 공급 부족, 가격 급등 등의 문제를 가진 고베릴륨동을 대체할 수 있는 소재로 평가 받고 있는 ‘FeX2’는 마스터 잉곳만 재용해하면 안전하고 간단하게 합금을 제조할 수 있다.

엠티에이 이광춘 대표는 “마스터 잉곳의 낮은 가격 책정으로 제품 경쟁력 강화와 국내외 기존 고객사와의 연계를 제공하여 신속한 제품 판매가 가능하도록 지원할 것”이라고 말했다.