소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

금속재료연구본부

금속재료연구본부

실장 김수현

연구실 소개

알루미늄연구실은 에너지 절감 및 수송기기의 효율 향상, 환경부하의 감소 등을 위하여 대표적인 경량금속인 알루미늄 합금에 대한 고기능 신합금 개발, 상·조직 제어를 통한 임계성능 향상, 저비용·고효율 제조공정 개발, 고성능 경량 부품 및 응용기술 개발에 대한 연구를 수행하고 있다.

055-280-3538

주요 실적

수송기기용 고강도 알루미늄 합금판재 제조공정 및 합금 개발 관련 논문 개재 3건, 국내 특허 등록 1건
초음파를 이용한 알루미늄 용탕처리 기술 관련 국내특허 출원 2건 및 국내특허 등록 1건
전자제어 용탕처리 다성분계 고강도 알루미늄 합금 관련 논문 게재 3건
주조용 알루미늄합금을 활용한 전신용 알루미늄 제조방법 관련 논문 개제 1건, 특허 등록 1건, 특허 출원 2건
고충격흡수능 알루미늄 합금 개발 관련 국내 특허 출원 1건

주요 연구분야

수송기기용 고강도 알루미늄 박판연속주조공정, 합금설계 및 조직제어 기술 개발
초음파를 이용한 알루미늄 합금의 미세조직 제어 및 고성능 신합금 설계 기술 개발
전자제어 용탕처리 고강도 알루미늄 합금의 조직제어 기술 개발
주조용 알루미늄 합금의 전신용 알루미늄 활용을 위한 가공성 및 기계적 특성 향상기술 개발
고충격흡수능 알루미늄 합금 소재 및 부품화 기술 개발

향후 연구계획

  • 고강도 알루미늄 합금 박판연속주조공정의 준양산화 기술 개발
  • 초음파처리 및 신합금 설계에 의한 알루미늄 합금의 미세조직 제어 및 특성 향상기술 개발
  • 전자제어 용탕처리 알루미늄 합금의 특성향상 및 연속주조 공정 시뮬레이션 기술 개발
  • 주조용 알루미늄 합금의 가공성 및 기계적 특성 향상을 위한 가공열처리 공정 최적화
  • 알루미늄 합금 충격흡수재 최적 소재 및 형상 설계를 통한 요소 기술 검증

연구개발 추진실적

고강도 알루미늄 합금 설계 및 저비용 제조공정 기술 개발

[과제 소개]

  • 미래 친환경 자동차 차체의 경량화를 위한 판재용 고강도 신합금 설계 및 저비용 박판연속주조 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 박판연속주조에 적합한 고강도 알루미늄 합금설계 기술 및 조직제어 기술 확보
  • 박판연속주조공정의 응고거동 및 변형관련 전산해석 기술 개발 및 공정개선 적용
  • 국/내외 논문 발표 및 특허 등록 다수
7XXX계 개발합금과 상용 소재의 기계적 특성 비교
박판주조공정 열-유동 해석

초음파를 이용한 고강도 알루미늄 합금 개발

[과제 소개]

  • 알루미늄 합금 용탕에 초음파를 인가하여 응고후의 미세조직을 제어하고 기계적 특성을 향상시키는 기술

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 용탕에서 안정한 초음파 장치 설계/제작 및 이를 이용한 용탕처리 공정기술 최적화
  • 알루미늄 합금의 조직 미세화 (결정립, 초정 실리콘, 금속간화합물 등)
  • 상온 강도 및 연성이 우수한 알루미늄 주조 합금 제조 (인장강도 400MPa, 연신율 2% 이상)
좌: 용탕에서 안정한 초음파 처리 장치 / 우: 초음파처리를 통한 조직미세화 (A390합금)

주조-전신재 겸용 알루미늄합금 개발

[과제 소개]

  • 기존 주조용/전신용으로 구분되어 있는 알루미늄 합금을 통합하여 단일 조성으로 활용함으로써 자원 및 에너지 사용을 절감하고, 재활용성을 높일 수 있는 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 상용 다이캐스팅용 알루미늄합금을 이용한 판재/압출재 제조 기술 확보
  • 주조용 알루미늄합금의 전신재 활용 시, 기계적 특성 최적화 기술 확보
  • 개발기술 관련 논문 개재 1건, 특허 등록 1건, 특허 출원 2건
주조용 알루미늄합금의 전신재 적용을 위한 가공열처리 공정

연구개발 성공사례

초음파 용탕처리에 의한 고강도 알루미늄 주조재 개발

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 이정무 박사
  • 화 : 055)280-3335
  • E-mail : 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 12.01.01~17.12.31 / 960,000천원
  • 참여기관 : 한국전기연구원

[기술의 핵심]

  • 알루미늄 합금 용탕에 적합한 고출력 초음파 처리 장치를 개발하고, 용탕처리 공정기술을 최적화하여 기계적 특성이 우수한 주조용 알루미늄 합금 제조 기술 확보

[기술 개발 내용 및 특징]

  • 용탕에서 안정한 초음파 장치 설계/제작 및 용탕처리 공정기술 최적화
  • 초음파 처리에 적합한 주조용 알루미늄 신합금 설계
  • 상온 인장강도 400MPa, 연신율 2% 이상 등 고강도 알루미늄 주조재 제조기술 확보
  • 상용합금 대비 고온강도 (@350℃)가 30% 이상 향상된 고온용 알루미늄 주조합금 제조 기술 확보
초음파적용 알루미늄 주조공정 모식도(좌) 및 초음파 장치 형상(우)
A390합금의 미세조직 및 인장, 피로 특성

[상용화 실적 및 산재권/논문실적]

  • 국내특허 등록 : 2건 (10-1580943 외 1건)
  • 국내특허 출원 : 2건 (10-2013-0158508 외 1건)
  • 국내외 논문 게재 : 7건 (Acta Mat. 등 SCI 4건)
  • 국내외 학술회의 발표 : 37건

[기술효과 및 활용분야]

  • 알루미늄 용탕 처리용 고출력 초음파 장치의 국산화 개발 가능
  • 알루미늄 합금의 고성능화로 자동차 등 다양한 주조 부품 제조에 활용 가능