일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.4.13

강도는 주철, 밀도는 AI합금 수준의 소재 개발
Advance Composite사, ‘용탕 단조법’ 활용

일본의 소재 개발업체 Advance Composite(시즈오카현)는 주철 수준의 강도에, 알루미늄(AI) 합금 수준으로 가벼운 복합소재 ‘AC-Albolon(알보론)’을 개발했다. 고압주조 기술인 ‘용탕 단조법’을 활용해 이러한 특징을 실현했다. 전기자동차나 반도체 제조장치, 가전∙중전기, 산업용 로봇 등의 부재에 채용하면 제품을 경량화할 수 있다.

개발 제품은 특주 세라믹과 AI 합금을 복합화시킨 재료 특성을 갖추고 있다. 인장 강도는 290MPa, 굽힘 강도는 350MPa, 영률(계수)은 120GPa(기가파스칼)로 주철(FC250)과 동등한 기계적 성질을 갖는다. 열팽창률은 12ppm/K로, 세라믹과 AI 합금의 중간 정도다. 밀도는 주철의 약 1/3로 AI 합금과 같은 수준인 2.8g/㎤다. 비열과 열용량은 AI 합금과 같지만 열전도율은 81W/m∙K로 AI 합금의 약 1/3로 열변형이 적다. 그 외에도 와이어 방전 가공이 가능하고, 절삭 가공하기 쉬우며, 납땜이 붙지 않는 감쇠 특성이 뛰어나다는 이점도 갖고 있다고 한다.

이러한 특징을 실현하는 기반 기술이 용탕 단조법이다. 금형에 용탕을 넣고, 높은 압력을 가해 응고시켜 복합 금속을 주조한다. 비교적 단시간에 용탕을 응고시키기 때문에 합금 조직이 치밀해 금속 속에 발생하는 미세한 구멍이 적어 고강도 주물을 안정적으로 제조할 수 있다. 여러 번 두드려 결함을 배제해 나가는 단조법과 동등한 수준의 품질과 균일성을 실현할 수 있어 이러한 이름이 붙었다.

지금까지 주철로 만들던 부재에 개발품을 사용하면 대폭적인 경량화를 실현할 수 있다. AI 합금을 이것으로 대체하면 부재의 수명도 늘릴 수 있다. 그 부재를 내장하는 제품의 저비용∙저연비∙고효율화도 도모할 수 있다.

이번 개발 사업은 2019년에 제조기반기술을 향상시키는 연구개발부터 그 시작(試作)까지의 대응을 지원하는 중소기업청의 사업 ‘전략적 기반기술 고도화 지원사업(서포팅 인더스트리 지원사업)’에 채택됐다.

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