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03 연구 영역

  • 부품 경량화 기술 개발
  • 고강도, 고인성 재질 개발
  • 하이브리드 부품 개발 기술 확보
  • JUDDER 현상 개선 자동차 브레이크용 회주철디스크 개발

부품 경량화 기술

  • 부품 특성에 맞는 최적의 합금 설계를 통해 부품 경량화 실현
  • CATIA, MAGMA 등 설계/해석 S/W를 활용한 최적 형상 설계
  • MAGMAsoft (Iron Module)
  • MAGMAsoft (Iron Module)

고강도, 고인성 재질 개발 기술 (ADI재질)

개발 배경

  • 주강, 단조강의 대체품으로 생산 COST 감소

    ⇒ 신규 ITEM 안정적 물량 확보

  • 고강도, 고인성 재질이므로 소재 경량화 가능

    ⇒ 연비향상 및 CO2 배출 강화로 자동차 경량화 추세

  • 고부가가치 물량확보

    ⇒ 매출액 증대 및 이익 극대화

재질별 물성비교
재질별 물성비교
구분 인장 (MPa) 연신율 (%)
ADI ADI 900 900 ↑ 9 ↑
ADI 1050 1050 ↑ 7 ↑
주철 FCD 500 500 ↑ 7 ↑
FCD 800 800 ↑ 2 ↑

개발 개념

  • 구상흑연주철을 오스템퍼링(Austempering) 열처리하여 기지조직 (Matrix Structure)을 개선하여 구상흑연주철의 재질을 강인화
  • 열처리를 통해 기존 죄대 800 MPa 의 구상흑연주철의 인장강도를 900~1600 MPa 까지 증대

강도향상
신율향상

※ ADI : Austempered Ductile Iron

고강도, 고인성 재질 개발 기술 (SiBoDUR 재질)

개발 배경

일반구상흑연주철보다 연성과 강성을 동시에 향상된 재질을 개발

  • 기존 주철재 고강도화를 통한 부품 경량화 확보

    - 現 기존재(강도 500 MPa 급)   ⇒   개발재(700 MPa 급)

  • 단조재(S45C) 대비 동급 인장유지로 설계 자유도 우수, 원가 유리

    - 現 단조품   ⇒   고강도 고인성 주철재 대체 가능

소재별 물성비교
소재별 물성비교
구분 인장 (MPa) 연신율 (%)
주절 FCD 50 490 ↑ 7 ↑
주절 FCD 70 686 ↑ 2 ↑
개발목표 700 7

※ FCD : Ferrous Cast iron Ductile,구상흑연주철

개발 개념

  • Cu,Mn Si,Cu 등 합금성분 설계 최적화로 PERLITE 조직 최소화
  • Si 증대 및 Bi 합금 첨가로 FERRITE 조직 기지 강화
  • Bi 접종으로 구상흑연 노듈 Size 축소 및 노듈 Count 증가
성분설계
구분 C Si Cu Mn
FCD50K 3.86 2.56 0.08 0.28
SiBoDUR 3.53 2.74 0.49 0.31

낮은 Pearlite 분율
+ Ferrite 기지 강화

⇒ 강도향상

구상흑연 노듈 Size 축소 및
노듈 Count 증가

⇒ 신율향상

※ SiBoDUR 소재 명칭 : Si + Bo(보론) + Durabilty (고 신율 부품 내구력 향상)

JUDDER 현상 개선 자동차 브레이크용 회주철 디스크 기술

개발 배경

고속 고감속 제동에서 JUDDER 개선

  • 고속주행 환경에서 디스크 방열성 부족

    ⇒ 디스크 열변형 급증

  • 미세조직 불균일로 인한 경도편차 과다

    ⇒ 편마모 발생

개발 개념

성분설계
  • C, Si 함량 최적화를 통한 흑연조직 증대
  • Cr 성분 최소화를 통한 내마모성 증대
  • Mo, Cu 성분 증가를 통한 경도, 강도 저하 보상
성분설계
구분 C Si Cr Cu Mo
FC250D 3.35 1.85 0.35 0.26 -
FC200HC 3.72 1.83 0.18 0.75 0.12
공정설계
  • 자동접종방식 최적화(bulk 접종   ⇒   stream 접종)
  • 자동주입장치 특성인자 최적화(주입온도   ⇒   속도)

발열성, 감쇄능 향상
내마모성 증대
경도편차 축소

하이브리드 부품 개발 기술

부품 부위별 요구 특성에 맞는 최적의 하이브리드 소재 적용을 통한 경량화 및 안정성 증대

경량 합금을 적용한 이종재질 접합 기술 개발
  • FC-Al 2 Piece Floating Type 경량화 디스크
  • 주철 일체형 Type 대비 약 24% 경량화 달성
Dual-Casting 등 하이브리드 주조 공정 개발을 통한 경량화 최적 주조 공정 개발

새소식

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