재료硏, 자동차 연비 개선 핵심부품 '터보차져 휠' 국산화

재료연구소(소장 김해두) 경량금속연구단 '김승언, 나영상, 김성웅' 박사팀은 자동차의 엔진 출력을 높이는 부품인 터보차져 휠을 국산화할 수 있는 소재를 개발했다.
 
이번 기술을 적용하면 수입 제품 대비 강도가 높고 부식에 잘 견디며, 제조 공정에서 유연함을 확보해 생산성을 높일 수 있다. 또 비교적 저렴한 합금 원소로 구성되어 수입 제품 대비 가격이 절반 정도로 가격 경쟁력도 확보했다.
 
기존 외국 자동차 업체에서 사용한 터보차져 휠을 만드는 데 사용한 타이타늄 알루미나이드(TiAL)계 합금을 대체할 수 있게 됨에 따라 비용 절감은 물론 세계시장에서 경쟁력을 높이는 데도 기여할 것으로 기대된다.

'터보차져'는 자동차의 엔진 출력을 높이기 위해 사용된다. 
 
기존에는 니켈(Ni)계 합금 등이 사용되었으나, 무거워 작동 시 연료소모가 많고 시간이 지연되는 문제점이 있었다. 이를 개선하기 위해 상대적으로 가볍고 고온에도 잘 견디는 TiAl 합금이 대체 소재로 개발됐다.
 
현재 외국 업체에서 사용하고 있는 TiAl 합금은 구성이 매우 복잡하고 주조 상태에서 상온 연성이 거의 없어 불량률이 높을 뿐만 아니라 니켈계 소재 대비 7배 정도로 가격이 비싸 대량으로 사용되지 못했다.
 
이번에 개발된 기술을 적용하면 불량률, 가격 등 문제점을 해결할 수 있다.
 
특히 재료연구소 연구팀이 개발한 합금은 사용 중 900도 이상 온도가 올라가는 가솔린 차량에도 적용할 수 있다. 기존 소재는 사용 온도가 900도 이하였다.

이에 국내 기술력 제고는 물론 국내·외 자동차 부품 관련 업체로의 기술 이전도 가능할 것으로 전망된다.
 
재료연구소는 이번에 개발된 기술을 적용한 터보차져 휠을 양산하기 위해 국내외 정밀주조업체와 공동으로 시제품을 개발해 올해 하반기에는 양산화 기술을 확보할 계획이다.
 
재료연구소 김성웅 박사는 “상온 연성을 갖는 TiAl 합금 개발을 통해 자동차업계의 오랜 숙원인 터보차져 휠 국산화의 길이 열렸다”며 “기술이 상용화 되면 우리나라도 경량 내열 부품소재 분야에서 세계적인 선도그룹이 될 수 있을 것”이라고 말했다.