초록 ▼

1. 최종목표
강의 냉간압연공정 중 플레쉬 저항용접에 사용되는 Cu-Be합금 전극을 대체할 수 있는 고전도 고강도 동합금을 개발하는 것이 기술개발 목표이며, 회사에서 요구하는 개발품의 물성은 다음의 표와 같음. 한편, 본 개발품의 적용분야가 프레쉬 저항용접용 전극이며, 특별히 강도 및 경도의 요구는 내마모성의 향상을 목적으로 하고 있으므로 전극의 수명을 향상시키기 위해서는 내마모성의 평가가 반드시 필요하다. 따라서 본 개발품의 목표에 내마모성을 추가하였으며, 그 평가 기준은 1/마모량을 내마모성으로 하여 기존의 Cu-Be합금의

1. 최종목표
강의 냉간압연공정 중 플레쉬 저항용접에 사용되는 Cu-Be합금 전극을 대체할 수 있는 고전도 고강도 동합금을 개발하는 것이 기술개발 목표이며, 회사에서 요구하는 개발품의 물성은 다음의 표와 같음. 한편, 본 개발품의 적용분야가 프레쉬 저항용접용 전극이며, 특별히 강도 및 경도의 요구는 내마모성의 향상을 목적으로 하고 있으므로 전극의 수명을 향상시키기 위해서는 내마모성의 평가가 반드시 필요하다. 따라서 본 개발품의 목표에 내마모성을 추가하였으며, 그 평가 기준은 1/마모량을 내마모성으로 하여 기존의 Cu-Be합금의 내마모성에 대한 비율로 나타냈다. 개발품의 내마모성은 기존의 Cu-Be합금의 내마모성과 동등 이상을 개발목표로 하였음.
2. 개발내용 및 결과
가공열처리를 통해 기존에 사용되고 있던 베릴륨동을 대체할 수 있는 충분한 경도와 전기 전도도를 갖는 Cu-Ni-Si-Cr-Ti계 합금과 Cu-Ni-Si-Cr-Zr계 합금 등 3종류의 합금을 개발하였으며, 시작품을 제조하였음. 또한 회사의 요청에 의해 가공을 도입하지 않고 열처리만으로 강도와 전기 전도도를 높이는 열처리 공정의 개발을 통해 기존의 전극 제조방식과 동일하게 주조 후 열처리만으로도 베릴륨동을 대체할 수 있는 합금이 개발되었음.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
1. 전극용 고전도 고강도 동합금 개발
플레쉬 저항용접용 전극재료인 Cu-Be 합금을 대체하기 위하여 안정한 석출물들이 형성될 수 있는 합금을 설계, 주조하여 가공열처리를 통하여 전기 전도도와 경도 및 내마모성이 우수한 특성을 갖는 4종류의 동합금을 개발하였음.
2. 전극의 수명 연장을 위한 평가 방법을 구축
- 일반적인 경도의 차가 10% 이내인 경우 경도시험만으로는 내마모성을 추측하여 평가하는 것은 매우 부적절한 평가방법임을 확인함. 따라서 재료의 사용 조건과 비슷한 조건으로 모사 마모시험을 하여 내마모성을 평가해야 한다는 것을 보임.
- 전극용으로 개발된 동합금의 경계윤활조건하에서의 마모기구를 규명함.
3. 가공열처리를 통하지 않고서도 베릴륨동을 대체하여 전극으로 사용할 수 있을 것으로 기대되는 합금을 설계하였음.
○ 경제적 성과
- 고가의 베릴륨, 코발트 등의 합금원소를 사용하지 않으면서 대체할 수 있는 기계적, 전기적 물성을 얻을 수 있는 합금설계기술이 확립되어 재료 원가절감이 가능해짐.
- 현재로는 느낄 수 없으나 앞으로 점점 심해지는 환경관련 규제에 의해 유독 개스를 발생 시키는 베릴륨 동을 제조하기 위해서는 부대 장치 비용이 추가로 필요할 것임. 그러나 베릴륨을 사용하지 않는 합금설계기술을 이용하므로 추가 설비비가 필요 없게 되는 경제적인 성과를 얻음.
○ 활용성과 등
- 제조된 시작품의 field test를 하기 위해 대기 중이므로 아직까지는 활용성과가 없음.
4. 향후추진계획
- 제조된 시작품의 field test를 하기 위해 대기 중.
- 시작품을 제작할 때 같이 주조하였던 잉곳을 이용하여 가공열처리를 행하지 않고 단순히 균질화-용체화-시효의 열처리만으로 기존에 사용되고 있던 베릴륨동을 대체할 수 있는 충분한 경도와 전기 전도도를 얻을 수 있는 열처리 공정을 개발하고자 함. 현재 A1 조성의 합금으로 향후 연구 진행을 위한 잉곳을 주조함. 하나는 전혀 가공을 도입하지 않는 공정을 위한 잉곳이며, 다른 하나는 주조조직을 깨는 단조공정을 도입하여 용체화처리 후에는 시효처리만을 행하는 공정을 개발하기 위한 잉곳을 주조하였음.

목차 Contents

• 개발결과의견서...1
• ‘2007(15차)년도 산·학·연 공동기술개발 컨소시엄사업 사업성과 내용...2
• 최종보고요약서(초록)...7
• 제 1 장 서론...9
• 제 1 절 연구배경...9
• 제 2 절 동합금의 석출현상...11
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...13
• 제 1 절 합금설계 및 주조...13
• 제 2 절 가공 및 열처리...19
• 제 3 절 기계적 특성 및 전기 전도도 평가...23
• 제 4 절 연구 내용 및 고찰...25
• 제 3 장 사업성과...57
• 제 1 절 기술적 성과...57
• 제 2 절 경제적 성과...59
• 제 4 장 결론...60
• 제 1 절 연구내용의 결론...60
• 제 2 절 향후 계획...60
• 참고문헌...62