수입산 가격 1/10 수준 고품질

티타늄 합금분말 국산화!

재료硏, 이동원 박사팀 티타늄 합금분말 국산화 기반 마련

자동차용 엔진부품 등 적용 가능

 

 

 

 고품질 티타늄 합금분말을 저렴하게 국산화할 수 있는 기술이 개발됐다.

 

 재료연구소(소장 강석봉) 기능재료연구본부의 이동원 박사는 고품질, 저가의 티타늄 합금분말을 국산화하는데 성공했다.

 티타늄은 강철보다 2배 강하고 무게는 절반이어서 꿈의 신소재로 불린다. 특히 티타늄 분말은 복잡한 형상의 정밀부품을 제조하는데 사용된다.

 순수 티타늄 분말은 레저나 보석 관련 분야에 적용되지만 고강도 및 내마모성이 요구되는 국방, 항공기 및 자동차 부품 분야는 티타늄 합금분말이 더 적합하다.

 일본, 미국, 독일의 경우 이미 티타늄 합금분말을 자체 생산하여 국방 및 전자기 정밀부품, 자동차 엔진 등에 적용하고 있다.

 하지만 관련 기술이 국방 부품산업과 연관되어 있어 선진국의 기술이전 및 수출이 제한적으로 이뤄지고 있다.

 수입이 되더라도 Kg당 단가가 30~50만원 수준으로 국내에서 이를 이용하여 부품을 생산하는 것은 현실적으로 불가능하다.

  <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

 이 박사팀이 개발한 기술을 적용할 경우 양산 규모에 따라 수입가 대비 10분의 1 수준인 Kg당 4~6만원에 티타늄 합금분말을 생산할 수 있어 산업적으로 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.

 자동차 엔진부품 1종만 대체되더라도 연간 수천억 수준의 시장 창출이 예상된다.

 

 티타늄 힙금분말은 용융분사(GA) 공정과 수소화분쇄(HDH) 공정으로 제조할 수 있는데, 모두 국내에서는 아직 개발되지 않은 상태이다.

 

 이 박사팀이 제조한 티타늄 합금분말은 수소화분쇄(HDH) 공정을 기반으로 한다.

이 박사팀은 현재 세계 최고 수준(45 마이크론의 경우 산소농도 0.4%)의 분말 품질을 따라잡았다고 밝혔다.

 

*마이크론 : 100마이크론은 0.1㎜와 같으며 머리카락 굵기로 보면 된다.

 

 이번에 이 박사팀은 45 마이크론 0.25%, 120 마이크론 0.15% 수준으로 산소농도를 내려 더 우수한 분말을 생산했다.

 이 박사팀은 공정의 핵심인 수소화, 탈수소화 과정을 변경해 100마이크론 이하 최소 수 마이크론으로 입자 크기를 제어할 수 있는 기술까지 개발했다.

 또한 초기 사용원료로 티타늄 합금 스크랩을 적용할 수 있어 제조단가도 낮출 수 있다.

 티타늄 합금의 경우 연간 5,000톤 가량 수입하고 있으며 스크랩은 전량 다시 녹여서 봉재로 만드는 과정을 거쳐 재활용에 소요되는 비용이 많다.

 티타늄 합금 스크랩을 이용해 티타늄 합금분말을 제조할 경우 고품질의 값싼 분말을 얻을 수 있다.

 

 이 박사팀은 관련 기술에 대한 등록 특허를 확보했으며, 이를 (주)타이탄테크에 기술이전해 현재 분말 양산화 체계를 구축하고 있다.

 

 연구책임자인 이동원 박사는 “일본, 독일 자동차회사의 경우 연비절감 등을 이유로 90년대 중반부터 고가의 티타늄 합금분말로 부품을 제조해 적용하고 있다. 세계적으로 저에너지 그린카 시대를 대비하기 위해 동력전달용 고강도/경량 부품제조에 티타늄 합금분말의 사용이 필수적”이라며 “이번 티타늄 합금분말 생산 기술 개발로 산업계의 투자 가능성이 높아졌고 각종 응용 부품 개발도 가속화될 것으로 기대된다”고 말했다.