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일반 | 고속철도 핵심부품 국산화 성공!

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작성일11-06-03 10:40 조회7,760회

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고속철도 핵심부품 국산화 성공!


재료연 염종택 박사팀과 (주)우진정밀, 기존 수입품 대비 성능 및 원가 절감 효과 30% 향상


 


 고속철도(KTX)의 핵심부품인 브레이크 디스크를 소재부터 조립까지 완전 국산화할 수 있는 기술이 개발됐다.


 이는 기존 수입품 대비 성능은 약 30% 향상되고 원가도 30% 가량 절감할 수 있는 획기적인 기술로 정부로부터 신기술인증(NET)을 받았다.




※신기술 인증(NET, New Excellent Technology) : 정부가 국내 기업 및 연구기관, 대학 등에서 개발한 신기술을 조기에 발굴하여 우수성을 입증해 주는 제도


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 재료연구소(소장 조경목) 구조재료연구본부 염종택 박사팀은 프랑스에서 전량 수입되고 있는 고속철도 브레이크 디스크를 국산화하는 데 성공했다. 이번 기술 개발은 제동, 냉각, 기동, 동력전달장치 등을 생산하는 상용차용 부품 전문업체인 (주)우진정밀(대표이사 김철곤)과 2년여 동안의 공동연구를 통해 이뤄냈다.


 염 박사팀이 개발한 브레이크 디스크는 6개월 또는 20만㎞ 이상 현차(現車)시험 시행절차에 따라 지난해 코레일에서 시험한 결과 합격 판정을 받았다.


 


 최근 KTX 운행시간에 따른 손상 발생 빈도 증가와 수명 한계 등으로 디스크 수요가 급격히 증가해 국산화로 인한 효과가 클 것으로 기대된다.


 또 이번 국산화 성공으로 수입 브레이크 디스크의 납품 지연, 가격 상승 등의 문제점도 해결될 것으로 전망된다.


 


 염 박사팀과 (주)우진정밀이 개발한 브레이크 디스크는 차량의 속도를 감소시켜 정차시키기 위한 객차용 차축 제동장치로 승객의 안전과 직결된 핵심부품이다.




※브레이크 디스크 : 고속차량 객차차축용 브레이크 디스크는 차량의 운동에너지를 제동장치 즉 디스크 양면의 패드 압축에 의해 발생되는 마찰에 의한 열에너지 등으로 변환시켜 차량의 속도를 감소시키는 핵심부품이다. KTX 브레이크 디스크는 승객의 안전과 직결되는 핵심부품으로 항공기용 디스크 수준의 소재 선택과 엄격한 품질관리가 요구된다.


 


 염 박사팀과 (주)우진정밀이 공동개발한 이 기술은 고속으로 주행하는 고속철도의 제동시 높은 응력과 열 충격에 의해 발생하는 선형 균열을 방지하고 수입품 대비 내구수명도 향상됐다.


 6개월간의 현차시험 결과 브레이크 디스크 마모량이 0.07㎜로 수입품의 마모량 0.098㎜에 비해 낮은 것으로 나타났다.


또한 금형 등을 제작할 필요 없어 성능 향상은 물론 원가도 절감할 수 있다.


 


 이러한 성능 및 원가 절감 효과는 제조 공법 차이에서 비롯됐다.


 기존 수입 브레이크 디스크는 디스크 형상을 가지는 금형을 제작한 후 그 형상의 금형을 틀로 활용하여 프레스로 성형해 제조했다. 이는 디스크 형상을 구현하기 위한 금형이 필요하며 대용량의 프레스가 요구되는 등 제품 단가의 상승요인이 많다.


 


 이에 따라 염 박사팀은 자유형 단조공법과 링압연공정을 연계한 새로운 공법을 적용했다. 자유형 단조공법으로 초기형상을 제조한 뒤 이를 회전시키면서 원통형 바(맨드럴)를 끼워 압축시키면서 링을 제조하는 링압연공정으로 최종 디스크 형상을 만들었다.


 이 기술은 별도 형상의 금형이 필요없고 원주방향의 결정립 유동선(grain flow line)을 형성시켜 일부 수입품에서 발생되었던 반경방향의 조기균열을 방지할 수 있다.


결정립 유동선은 표면에서부터 시작되는 균열을 방지해 주는 역할을 한다.


이 기법을 적용하여 브레이크 디스크를 제작한 것은 국내에서 처음이다.


 


 브레이크 디스크 제작에 사용된 소재는 국내에서 수급 가능한 고온특성과 내구성이 뛰어난 내열 단조강(Cr-Mo-V강)을 적용했다.



 고속철도 브레이크 디스크가 본격 국산화되면 연간 20억원의 수입 대체 효과를 가져올 것으로 예상된다. 이번에 개발된 브레이크 디스크는 올해 말 10억원 정도의 제품이 우선 공급될 예정이다.


 


 연구책임자인 염종택 박사는 “이번 고속철도용 브레이크 디스크의 국산화는 향후 고속철도 여타 소재부품에 대한 완전 국산화의 도화선이 될 것”이라며 “국내 고속철도의 수출이 본격화되면 수요도 점차 증대될 것”이라고 말했다.