[IR52 장영실상] 칼날에 특수코팅해 내구성 높이고 수명도 늘려

한국야금 '절삭공구용 칼날 PC3700'

왼쪽부터 박제훈 책임연구원, 박성모 책임연구원, 권진한 선임연구원.

특수한 코팅 방식을 활용해 합금을 자르는 데 사용되는 칼날의 내구성을 대폭 높인 한국야금의 'PC3700'이 2023년 5주 차 IR52 장영실상을 수상하는 영예를 안았다.

합금을 원하는 형태로 가공하는 절삭공구는 자동차와 발전, 금형, 기계 등 여러 산업에 활용된다. 절삭공구에서는 칼날 역할을 하는 '인서트'가 회전하며 합금을 가공하게 된다.

그러나 가공 과정에서 다양한 이유로 칼날에 마모가 발생한다. 칼날의 수명과도 직결되는 문제다. 마모가 생기는 이유는 다양하다. 높은 온도와 압력, 화학적 요인은 물론 칼날 일부가 뜯겨 나가는 일도 있다.

기존에도 마모로 인한 수명 감소를 방지하는 여러 제품이 개발됐다. 한국야금의 PC3700이 가진 가장 큰 장점은 다양한 마모에 모두 강하다는 것이다.

물리적 증기 증착법(PVD)으로 독창적인 큐빅 3상 혼합 결정구조의 코팅에 성공했기 때문이다. PVD로 혼합 결정구조의 알루미늄과 티타늄을 기반으로 한 물질을 코팅한 결과 다른 제품에 비해 10% 이상 단단하고, 안정성과 고온 마모 저항성 등이 우수한 제품이 탄생했다.

박제훈 한국야금 책임연구원은 "일반적으로 사용되는 초경합금은 공구 수명에 한계가 명확했다"고 밝혔다.

이어 그는 "절삭 가공 환경에 따라 수명에 편차가 있었다"며 "독창적 기술이 활용된 PVD 코팅을 활용한 결과, 여러 마모에 다 대응할 수 있는 특성을 보유하게 됐다"고 설명했다.

뛰어난 성능이 확인되자 성과도 따라왔다. 2019년 1월 PC3700이 출시된 이후 2022년 11월까지 누적 판매액은 150억원에 달한다. 특히 2021년 대비 2022년 내수는 190%, 수출은 340% 이상 성장했다.

특히 미국과 유럽, 중국, 인도 등 10개국 이상에 판매 거점을 확보하고 해외 판매량 확대에 나서고 있다.

절삭공구는 국가 주력 산업의 기반이기도 하다. 대부분 산업에서 합금을 원하는 형태로 다룰 수 있는 기술이 필요하기 때문이다. 절삭공구 성능 개선이 여러 산업의 품질 경쟁력 향상으로 이어지는 이유다.

한국야금은 이번 기술을 바탕으로 스테인리스강과 주철, 고경도강 등 다양한 합금을 가공할 수 있으면서도 높은 내구성을 유지하는 제품 개발에 주력할 계획이다.

주최 : 과학기술정보통신부

주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[정희영 기자]