초록 ▼

3. 개발결과 요약

최종목표
· 고성능 엔진부품용 16.8 Class 초고장력 체결부품 제조 기술개발
√ 최적 기계적 특성 확보 가능 합금 설계 및 미세조직 설계 기술개발
√ 금형 장 수명 확보 가능 냉간단조 공정 설계 기술개발
√ 최적 열처리 공정 설계 기술개발

개발내용 및 결과
· 본 과제의 기술개발 목표를 달성하기 위하여 아래와 같이 3 가지 요소기술 개발 목표를 수립하고 각 내용을 성실하게 수행하였음
[1] 최적 기계적 특성 확보 가능 합금 설계 및 미세조직 설계기술

3. 개발결과 요약

최종목표
· 고성능 엔진부품용 16.8 Class 초고장력 체결부품 제조 기술개발
√ 최적 기계적 특성 확보 가능 합금 설계 및 미세조직 설계 기술개발
√ 금형 장 수명 확보 가능 냉간단조 공정 설계 기술개발
√ 최적 열처리 공정 설계 기술개발

개발내용 및 결과
· 본 과제의 기술개발 목표를 달성하기 위하여 아래와 같이 3 가지 요소기술 개발 목표를 수립하고 각 내용을 성실하게 수행하였음
[1] 최적 기계적 특성 확보 가능 합금 설계 및 미세조직 설계기술 개발
√ 해외 벤치마킹 및 기술문헌 조사
√ 합금원소 영향 평가 및 최적 합금 계 선정
√ 합금계에 따른 미세조직 예측 및 냉간 단조성 평가
√ 구상화 열처리 패턴에 따른 최적 미세조직 설계
√ 제품 상태 물리적/기계적 특성 확보
[2] 금형 장 수명 확보 가능 냉간 단조 공정 설계 기술개발
√ CAE 최적 형상 설계 및 정밀도 확보 기술
√ Piezo-electric 활용 금형 수명 예측
√ 금형 재질 및 표면 코팅 조건 최적화
√ 누적 손상 및 단조 하중 최적화 공정 설계
[3] 최적 열처리 공정 설계 기술개발
√ 최적 합금계에 대한 연속냉각곡선(CCT) 도출
√ 열처리 전 윤활 피막 제거 기술 및 잔존량 평가 기술 개발
√ 항온 변태 온도/시간에 따른 기계적 특성 평가
√ 실 Aus-tempering 가능 연속로 설계
√ 최종 제품의 기계적 특성 평가 기술 개발
· 상기 개발 내용을 토대로 국내최초로 16.8 class 엔진볼트를 개발할 수 있었으며, 동일 열처리를 이용한 14.8 class 엔진볼트 역시(국내 최로) 개발 가능함을 확인하였음
· 이에 HKMC로부터 EV 적용 15.8 class 제품에 대한 시제품 개발의뢰를 받았으며, 개발된 기술을 이용하여 공동으로 개발 및 양산적용의 기틀이 마련되었음

기술개발 배경
· 고강도 볼트 개발을 통하여 고출력/경량 엔진 개발의 디딤돌을 마련함으로써, 국내 자동차 기술 수준을 세계적 수준으로 견인할 필요성이 있으며, 객관적인 관점에서 국내 자동차 엔진의 기능성, 출력 및 연비 등은 국외 유명 자동차 대비 다소 격차가 있다는 것은 부인할 수 없음
· 이미 유럽 프리미엄급 자동차는 16.8 class에 육박하는 고강도 볼트를 장착하였고, 가까운 일본의 경우 14.8 또는 비 열처리형 16.8 class 초고강도 볼트는 이미 2003년부터 양산 차종에 적용되고 있는 현실임
· 따라서 본 기술개발 사업을 통하여 국내 엔진 볼트의 기술 수준을 JUMP-UP 해야 할 필요성이 있을 것이며, 개발된 고강도 볼트 제품을 적용하는 자동차 엔진 및 기계구조용 부품 및 장치 등에 대한 고기능화 역시 꾀함으로써 해당 산업의 새로운 도약의 기회가 될 것임.
더불어 높은 체결력이 필요한 대형 금형, 고속 회전체 등에도 다양한 적용이 가능하고 개발 단계에서 높은 자유도를 제공할 것임

핵심개발 기술의 의의
· 초고강도 볼트는 높은 폭발력에 의한 엔진 부하를 극복하는데 필수적인 부품이며, 동일 성능을 기반으로 경량화 역시 가능한 우수한 효과가 있어, 그 효용 가치는 매우 높다고 할 수 있음
· 실제 고강도 볼트 적용으로 단품의 크기 및 중량이 감소하는 경우 아래 그림과 같이 엔진 다운사이징에 기여할 수 있는 바는 매우 크며 최대 50 kg에 육박하는 경량화 효과를 얻을 수 있고, 자동차사의 고성능 차량 개발에 크게 이바지할 수 있음

적용 분야
· 자동차 엔진 및 차체 등 수송기기 부품 조립 및 체결
· 산업 기계 조립 및 체결
· 건설·토목 등 철골 구조 체결

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 11
• 제 1 장 서 론 ... 12
• 제 1 절 과제의 개요 ... 12
• 제 2 절 기술개발의 중요성과 파급효과 ... 14
• 제 3 절 국내·외 기술 및 시장 현황 ... 17
• 제 4 절 관련 지식재산권, 표준화 및 인증기준 현황 ... 25
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 29
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 29
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 34
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 36
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 40
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 40
• 제 3 장 기술개발 결과 ... 41
• 제 1 절 기술개발 최종 결과 ... 41
• 제 2 절 기술개발 추진 체계 ... 80
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 82
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 85
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 86
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 87
• 제 4 장 사업화 계획 ... 91
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 91
• 제 2 절 생산 및 사업화 계획 ... 93
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 (개발기술 응용 등) ... 96
• 부 록 : 공인시험성적서 ... 100
• 부 록 : 개발된 제품 도면 ... 112
• 끝페이지 ... 114