절연성·내구성 뛰어난 질화규소 베어링 볼 국산화 성공

일본산 수입 대체 기대

한국재료연구원이 전량 수입하고 있는 전기차 구동 모듈용 질화규소 베어링 볼 제조기술을 개발했다.[사진=한국재료연구원]

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환)이 현재 일본에서 전량 수입하고 있는 전기차 구동 모듈용 질화규소 베어링 볼 제조기술을 국산화하는 데 성공했다고 7일 발표했다.

질화규소 베어링 볼은 전기차 구동 모듈 내 고속 회전하는 하이브리드 베어링, 높은 하중이 걸리는 풍력발전기용 베어링, 반도체 공정 펌프용 초고속 베어링, 우주 및 항공용 베어링 등 극한의 작동 환경이 요구되는 분야에 활용되며 세계 시장 규모는 2022년 기준 약 1조 원으로 추산된다.

특히 고출력 모터를 사용하고 있는 전기차 구동모듈에서는 강력한 전기신호가 인가될 경우 전기 침식으로 인한 고장이 발생할 수 있어 일반적인 특수강 베어링이 아닌 절연성을 가진 세라믹 소재가 필요하다. 또한 고속 회전을 견딜 수 있는 내구성과 신뢰성도 요구되기 때문에 이를 동시에 충족할 수 있는 질화규소 소재가 베어링 볼에 적용되고 있다.

재료연 엔지니어링세라믹연구실 고재웅 박사 연구팀은 질화규소 원료 분말에서 소재 및 베어링 볼 부품에 이르기까지 국내 수요 대응이 가능하도록 기술을 개발했으며, 외부 공인 평가기관과 수요기업을 통해 테스트한 결과 세계 1위 기업(T사) 제품에 근접한 수준의 기계적 물성과 기대 수명 값을 구현하는 데 성공했다고 밝혔다.

연구팀은 "실험실 규모에서 500개 내외의 볼을 제작한 것을 시험 평가한 결과이지만, 양산 공정도 2000개 ~5000개를 한 번에 제조하는 수준임을 고려한다면, 현재 개발된 실험실 규모를 양산 규모로 확장하기 위한 규모의 괴리가 크지 않다고 볼 수 있다"고 설명했다.

고재웅 박사는 “향후 기업 기술이전을 통해 국내 질화규소 베어링 볼 수요를 충족시킬 수 있는 자체 공급망 확보의 교두보를 마련했다고 본다”라며, “국산화에 의한 수입 대체 효과는 물론, 해외로의 수출도 기대할 수 있을 것.”이라고 말했다.

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)