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오스템퍼링(Austempering) 열처리 기술 대형 중장비의 경량화, 가격 하락 등에 기여 할 전망

글쓴이 : Riuheavy 날짜 : 2015-04-02 (목) 14:32

굴삭기, 휠로더의 Track, Sprocket 등 하부주행체 주요 부품으로 활용성 커

 

지난 2월 3일 산업통상자원부는「뿌리 산업 진흥과 첨단화의 법률」에 따라 뿌리산업의 첨단 고도화를 위해 66개의 첨단 뿌리기술을 선정해 기술 지원금을 확대한다는 방침을 발표한 바 있다.


이 중 주목이 되는 것이 대형 중장비 주물제품의 인성을 강화시키는 오스템퍼링 열처리 기술에 관한 것이다.
대형 중장비 부품의 형상을 만드는 방법에는 특정 모양의 틀에 쇳물을 부어서 만드는 주조와 금속을 두드리거나 높은 압력으로 눌러서 특정한 모양으로 만드는 단조가 대표적이다.


주조는 단조에 비해 제조원가가 저렴하고 복잡한 형상도 쉽게 만드는 장점이 있는 반면 인장가도가 약하다는 단점이 있고, 단조는 높은 인장강도, 내마모성 등의 장점이 있으나 복잡한 형상을 만들지 못하고 제조원가가 높다는 단점을 갖고 있다.


오스템퍼링 열처리는 특히 탄소함량이 높은 철재 재료를 오스테나이트 온도까지 가열하여 균일한 조직으로 만든 후 폐라이트와 펄라이트 변태를 억제할 목적으로 약 350~400℃ 정도의 염욕료(salt bath) 중으로 급냉하여 과냉 오스테나이트로부터 베이나이트(Bainite)로 변태를 완료하고 이후 실온으로 냉각하는 열처리 공정이다.

 

■ ADI(Austempered Ductile Iron) 요구물성


- 인장강도: 900MPa~1400MPa


- 내마모성 및 내구성 : 200% 향상.


- 현재 직경 ~110mm 혹은 무게 ~100kg 급까지는 오스템퍼링 (Austempering) 기술을 적용한 ADI(Austempered Ductile Iron) 부품들은 개발되어 있으나, 이를 초과하는 대형의 ADI 부품 및 열처리로는 개발되어 있지 않은 것으로 조사됐다.

 

현재 미국 등 에서는 자동차 및 트럭용의 Knuckle류, C/Arm 등에 대하여 900MPa급의 ADI 재질을 적용하고 있으며, 국내의 경우 지게차용 Knuckle 등의 일부 적용하고 있다.
이러한 제품들은 대부분 100kg 이하의 중소형 부품으로서 국내의 열처리 설비는 이러한 소형 부품에 최적화 되어 있는 소형 설비 위주이다.

 

국내에서 생산되는 굴삭기, 휠로더와 같은 건설기계의 경우 국가의 주력 상품으로서 Track, Sprocket 등 하부주행체의 주요 부품들은 대부분 주강이나 단조에 의하여 제조되고 있으며, 이를 ADI 부품으로 대체하여 개발하는 경우 높은 비강도와 더불어 우수한 내마모성을 가짐으로서 국내 제조되는 건설기계의 내구수명 향상에 기여할 것으로 보인다.

이러한 건설기계 부품의 특징은 그 크기와 무게 등이 트럭 및 자동차체에 비하여 비교적 크므로 대형 부품 처리를 위한 대형 열처리 설비 및 공정 기술 확보가 필요한 상황이다.

 

한국생산기술연구원 국가뿌리산업진흥센터 뿌리산업정책실 김현재 선임 연구원은 오스템퍼링 열처리 기술은 금속 조직을 변환시켜 주조제품이 단조 수준의 인장강도 등을 확보토록 하는 첨단 열처리기술로서 대형 중장비(건설, 농기계, 선박 등)의 경량화와 가격 하락 등에 크게 기여하게 될 것으로 전망했다.

 

<정경원 기자 / iunews@iunews.co.kr>


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