13/보도/타이타늄 합금 볼트 저비용 생산 기술 개발­재료연

　사진 1 : 타이타늄합금 제조 과정 공정 전후 비교)

사진 2 : 재료연구소와 신진이 공동 연구개발을 통해 만든 타이타늄합금 볼트(M7) 시제품)

　타이타늄 원소재 성형 및 가공상의 어려움을 개선한 저비용 생산기술이 개발됐다.

　재료연구소(소장 조경목)는 구조재료연구본부 염종택 박사팀이 스테인리스강 볼트 및 너트류 생산기업 신진(대표 곽종숙)과 2년여의 공동연구 끝에 타이타늄합금 볼트의 제조비용과 생산 시간을 최대 30%까지 줄일 수 있는 기술을 국내 최초로 개발했다고 24일 밝혔다.

　타이타늄합금 볼트는 제조 비용 중에서 원소재의 단가 비율이 50%, 나머지는 성형 및 기계가공 비용이 차지한다. 이번에 개발한 기술을 적용하면 기계가공이 필요 없어 타이타늄합금 볼트(M7 기준, 개당 5000원)의 개당 단가를 1500원 정도 절감할 수 있다.

　염 박사팀은 열간단조 후 기계가공을 거치는 기존 타이타늄합금 볼트 생산과정에서 열간 단조 대신 성형이 쉬운 온간성형기법으로 이를 대체해 이어지는 기계가공 과정을 없앴다. 여기에 성형이 잘 되도록 금형설계 기술과 소착방지를 위한 코팅 및 윤활기술 등 후처리 기술을 접목했다.

　순 타이타늄의 경우 일부 부품의 성형에 냉간단조 공법이 사용됐으나, 타이타늄합금(대표적인 합금 Ti-6Al-4V)은 일반적으로 성형성이 좋지 않아 냉간단조를 통한 볼트 생산이 불가능했고 따라서 타이타늄합금 볼트의 생산 또한 열간단조 후 기계가공이라는 과정을 거쳐야 했다.

　염 박사팀과 신진은 파일럿 플랜트 시설을 갖추고 타이타늄합금 볼트를 분당 20개씩 생산하는데 성공했으며, 이 기술을 국내·외 특허 출원했다.

　이번 기술 개발로 그동안 높은 제조 원가 때문에 얼어 있던 타이타늄합금 볼트 시장이 활성화되고 국산화에 의한 수입대체 효과뿐 아니라 해외 수출도 가능할 것으로 기대되고 있다. 현재 타이타늄합금 볼트 등 관련 세계 시장 규모는 약 1조5000억원, 국내 시장은 이의 10% 정도인 1500억원으로 추정된다.

　염종택 박사는 “친환경 및 경량 소재에 대한 관심이 높아지면서 항공기와 차량, 선박 등 여러 분야에서 철이나 스테인리스 제품에 비해 강도가 우수한 타이타늄합금에 대한 관심이 높아지고 있다”며 “그동안 가격 때문에 시도하지 않았던 구조 및 기능재료 분야의 철합금이나 스테인리스강 등 기존 소재를 타이타늄합금으로 대체할 수 있을 것”이라 말했다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr