초록 ▼

1. 최종목표
◦ 내마모 및 접합특성을 개선한 WC-Ni계 초경합금 부품의 개발
◦ WC-Ni계 초경합금/탄소강 이종재료의 접합 공정 최적화 기술 개발
* 경도(HRA): 88 이상, 항절강도: 2.0GPa 이상
전단강도: 세계최고 수준제품의 동등이상
마모감량: 세계최고 수준제품의 동등이하
2. 개발내용 및 결과
◦ WC-Ni계와 WC-Ni-Co계로 합금설계하여 기초 물성을 파악한 결과, WC-Ni-Co계는 경도 88 HRA 이상, 항절강도 2.0GPa 이상으로 나타나, 우수한 물성을 나타내었고

1. 최종목표
◦ 내마모 및 접합특성을 개선한 WC-Ni계 초경합금 부품의 개발
◦ WC-Ni계 초경합금/탄소강 이종재료의 접합 공정 최적화 기술 개발
* 경도(HRA): 88 이상, 항절강도: 2.0GPa 이상
전단강도: 세계최고 수준제품의 동등이상
마모감량: 세계최고 수준제품의 동등이하
2. 개발내용 및 결과
◦ WC-Ni계와 WC-Ni-Co계로 합금설계하여 기초 물성을 파악한 결과, WC-Ni-Co계는 경도 88 HRA 이상, 항절강도 2.0GPa 이상으로 나타나, 우수한 물성을 나타내었고, 과제 목표치를 달성하였음.
본 과제에서 개발한 WC-Ni-Co계 조성으로 상용화 적용을 위한 일체형 성형, 소결 공정을 검토하여 최적의 조건을 도출함. 이를 통해 신개발 조성 부품의 생산이 가능해짐. 또한 부품의 마모시험 결과, 세계최고 수준제품인 독일제품과 비교하여 적은 마모량과, 마찰계수가 작아 우수한 마모 특성을 가짐을 알 수 있었음.
◦ 기존에 은납으로 접합하던, 초경합금 부품과 탄소강의 접합을, 비교적 가격이 낮고, 접합성이 우수할 것으로 보고되고 있는 순동, 인청동을 선정함.
기존의 접합공정은 휴먼에러가 많아, 제품의 신뢰성이 균일하지 못한 문제점이 있어, 본 과제에서는 순동은 분위기로를 이용한 자동접합 공정으로, 인청동은 진공로를 이용한 자동접합 공정으로 검토함. 황동의 경우, 산화에 의한 로내 오염을 일으킨 경우가 있어 이들 공정에 부적합한 것으로 판정되었으나, 순동과 인청동은 접합성이 우수하였음. 접합강도는 인청동의 경우, 세계최고 수준제품인 독일제품과 비교하여 동등 정도, 순동은 그 이상을 나타내어 목표치 달성함.
본 과제에서 개발한 일체형 초경부품을 대상으로 한 접합공정은 순동-분위기로로 최적화하였으며, 차후 인청동-저진공로(~10-2~-3Torr)를 이용한 접합공정을 도입할 예정임.
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
콘크리트 펌프카에서 가장 중요한 부품 중의 하나인 밸브의 웨어플레이트와 웨어링용 초경합금의 신규조성 개발과 제조 공정, 접합공정을 최적화함으로써 세계 최고 수준의 독일 제품의 동등 이상의 성능을 가지는 제품을 제작함.
WC--Ni-Co계 웨어링을 개발함으로써 해외 시장에서 제품 품질 및 가격 측면에서 국제 경쟁력을 확보하였음.
◦ 경제적 성과
국내외에서의 클레임 처리에 따른 손실이 연간 2억 원 정도였으나, 본 과제를 통해 개발한 초경합금과 접합공정의 양산 적용으로 이를 절감하는 효과가 있을 것으로 기대되며, 연간 3억 원 이상의 매출 증대 효과가 기대됨. 그 근거로는 순동-분위기로 방식의 접합 공정이 양산 공정에 적용됨에 따라 작업자의 생산성 향상 및 기존 공정 대비 인건비 절감과 품질의 안정화 효과가 크고, WC-Ni-Co계 초경합금 부품의 개발로 인하여 원가 절감이 가능해지기 때문임.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
본 과제 수행 등을 통한 지속적인 기술개발과 전략적인 영업으로 인한 지속적인 수주량 증가로, 2012년 직원 수가 12명이었으나, 2014년 5월 현재 16명으로 직원 수가 증가하였으며, 2015년 20명으로 증원할 예정임.
4. 기술개발결과 활용계획
◦ 개발한 WC-Ni-Co계 초경합금으로 PM DN230 모델의 시제품을 제작하였음.
◦ 시제품의 수명시험 등의 신뢰성 평가 후 국내 • 외 콘크리트 펌프카의 제조업체에 대한 홍보 및 건설 장비 전시회 참가로 수요가 증가할 것으로 예상함.
◦ 수입대체효과: 일본 등에서 수입되고 있는 초경부품, 접합제를, 본 과제에서 개발한 기술을 적용하여 국산화가 가능해짐.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
특이사항 없음.
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
특허출원: 콘크리트 펌프용 마찰부재용 초경합금, 10-2014-0078708 (2014.06.26)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 『산학연협력기술개발사업』 최종보고서 제출서 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 최종보고서 목차 ... 5
• 제1장 서론 (기술개발의 취지 및 필요성) ... 6
• 제1절 기술개발의 취지 ... 6
• 제2절 기술개발 필요성 ... 8
• 제3절 국내 • 외 관련기술 현황 ... 13
• 제2장 과제개발 내용 및 방법 ... 16
• 제1절 과제개발의 목표 및 내용 ... 16
• 제2절 세부 개발내용 및 결과 ... 17
• ◦ 내마모 및 접합특성을 개선한 WC-Ni계 초경합금 부품의 개발 ... 17
• ◦ WC-Ni계 초경합금/탄소강 이종재료의 접합 공정 최적화 기술 개발 ... 45
• 제3장 사업성과 ... 57
• 제1절 기술적 성과 ... 57
• 제2절 경제적 성과 ... 58
• 제3절 기타 성과 ... 58
• 제4절 향후 5년간 기술개발결과 활용계획 ... 59
• 제4장 결론 ... 60
• 제1절 결론 ... 60
• 제2절 향후 계획 ... 60
• 제3절 시험성적서 ... 61
• 제4절 특허출원서 ... 62
• 끝페이지 ... 62