초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
철계 구동부품의 미세조직 제어 최적 정밀 온간단조 공정기술 개발 및 보급
■ 정밀 구동부품의 품질 안정화 및 특성 제어/향상을 위한 최적의 정밀온간단조 공정 기술 개발
○ 계산재료공학 및 수치해석 기술을 이용한 예측 정밀도 향상
○ 온간단조품의 품질 안정을 위한 잔류응력 제거 및 미세조직 균질화 제어 기술 개발
○ 특성 제어 및 임계 성능 향상을 위한 제어냉각 처리 소성 가공 기술 개발
○ 단조 후 열처리 공정을 생략하기 위한 제어냉각 기술 개발
■ 금형 수

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
철계 구동부품의 미세조직 제어 최적 정밀 온간단조 공정기술 개발 및 보급
■ 정밀 구동부품의 품질 안정화 및 특성 제어/향상을 위한 최적의 정밀온간단조 공정 기술 개발
○ 계산재료공학 및 수치해석 기술을 이용한 예측 정밀도 향상
○ 온간단조품의 품질 안정을 위한 잔류응력 제거 및 미세조직 균질화 제어 기술 개발
○ 특성 제어 및 임계 성능 향상을 위한 제어냉각 처리 소성 가공 기술 개발
○ 단조 후 열처리 공정을 생략하기 위한 제어냉각 기술 개발
■ 금형 수명 향상을 위한 표면처리 및 공정 기술 개발
○ 온간단조용 금형 소재 개발
○ 표면 코팅 기술 개선을 통한 금형 표면 내마모성 향상
○ 수치해석 예측을 위한 마모 모델 최적화
○ 목표 금형 수명
기존 열간 5,000회, 냉간 15,000회 → 온간 15,000회
기존 온간 20,000회 → 온간 30,000회

■ 개발기술의 현장 적용 및 보급화 확대

□ 개발내용 및 결과
■ 구동부품용 단조품의 정밀도와 기계적 특성 향상&미세조직의 균질성 및 품질 안정화를 위한 온간단조 기술 양산 적용
■ 계산재료공학기술의 비교 분석을 통한 해석 예측 정밀도 향상
■ 양산 라인 적용을 위한 순차 이송형 제어냉각 시스템 설계 및 개발
■ 금형재/피가공재/열처리/질화처리의 조합 조건별 내마모 성능 비교를 통한 온간단조 기술의 금형 수명 극대화
■ 유한요소해석에 적용되는 Archard model의 최적화 수행과 결과를 기반으로 한 온간단조용 금형 수명 비교

□ 기술개발 배경
■ 철계 소재는 운송 기기 및 구조 부품에 널리 사용되며, 단조 공정을 통해 제조되는 제품이 차지하는 비중이 높음
■ 단조 수행은 재결정 온도를 기준으로 한 냉간단조와 열간단조로 구분되고, 각 구분에 잇따른 장단점이 뚜렷하며 부가적인 공정을 필요로 하는 기술적 실황에 놓여있음
■ 온간단조(Warm forming; 온도 300℃~900℃)는 냉간단조와 열간단조의 중간 온도에서 수행하게 되며 적용 가능한 온도 범위가 넓고 철계 소재의 변태온도(723℃)를 포함하고 있으므로 온간단조의 연구개발을 통해 다음과 같은 특징들을 제어 가능함
○ 설비 맞춤형 단조 하중 제어
○ 제품의 체적과 형상 조건의 제한 조건 광범위화
○ 표면 거칠기 및 요구 치수 정도 제어
○ 가공 시점 재료의 상변태 선택적 제어
○ 단조 전?후 부가 공정(어닐링, 노말라이징, 선삭 가공) 축소 여부
■ 미국에서 개발된 오스포밍(Ausforming)공법에 적용되는 제어냉각 기술은 단조 과정과 동시에 열처리와 냉각 공정을 병행하는 단조 공법으로 미세조직제어를 통해 내충격성, 내피로성, 강도 등 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 특징을 가지고 있으며, 철강의 변태 온도를 내재하고 있는 온간단조에 접목시킴으로써 단조 산업의 기술력을 고도화?가속화 추진

□ 핵심개발 기술의 의의
■ 제어냉각 기술을 통한 미세조직 제어는 폭넓은 수요자들이 요구하는 특성에 따라 맞춤형 제조가 가능하며, 구동부품 외에도 철계 소재를 사용하는 기업체에 적용이 가능하므로 단조 기술의 수출사업화를 활성화시키고자 함

□ 적용 분야
■ 단조 공정을 통해 제조되는 다양한 철계 소재 산업 군에 적용 가능(자동차용 구동 부품, 조선 해양플랜트, 산업용 고강도 파스너 등의 철계 제품군)
■ 전산기술을 이용한 수치해석 결과를 바탕으로 한 제조 설비 연동식 스마트 팩토리 적용 가능
■ 계산재료공학기술 및 단조 금형의 수명 예측 해석 기술은 기업체 기술연구소 및 정부 출연 연구기관, 산학 연구기관에서 연구개발용으로 활용

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 20
• 1-1. 과제의 개요 ... 20
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 31
• 2-1. 최종 목표 및 평가 방법 ... 31
• 2-2. 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 33
• 2-3. 수행 결과의 보안등급 ... 35
• 2-4. 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 35
• 제 3 장 결과 ... 37
• 3-1. 연구개발 최종 결과 ... 37
• (1) 기술개발 추진 일정 및 실적 ... 37
• (2) 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 42
• 3-2. 연구개발 추진 체계 ... 154
• (1) 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 154
• 3-3. 고용 창출 효과 ... 155
• 3-4. 자체보안관리진단표 ... 156
• 제 4 장 사업화 계획 ... 158
• 4-1. 시장 현황 및 전망 ... 158
• 4-2. 사업화 계획 ... 160
• 4-3. 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 161
• 부록. 시험성적서, 도면, 설계도 등 ... 162
• 끝페이지 ... 171