재료硏, 자동차 열교환기용 알루미늄 클래드 판재 국산화

[산업일보]
전량 수입에 의존하고 있는 자동차 열교환기용 알루미늄 클래드 판재를 국내에서 제조할 수 있는 길이 열렸다.

재료연구소(소장 강석봉) 경량금속연구단 김형욱․어광준 박사팀은 산업기술연구회에서 지원하는 기관 간 융합연구사업 ‘미래자동차용 고효율 Air-Conditioning System 융합설계 및 제조기술 개발(연구책임자 이영선)’ 일환으로 자동차 열교환기에 들어가는 알루미늄 클래드 판재를 국산화할 수 있는 제조기술 개발에 성공했다.

이 기술을 적용하면 기존 수입산 보다 강도가 15% 이상 향상된 알루미늄 클래드 판재를 제조할 수 있어 국산화는 물론 수출도 가능할 것으로 전망된다.

최근 연비 향상을 위해 가벼운 자동차가 주요 이슈로 부각되면서 주요 부품 중 하나인 열교환기 역시 가볍고 높은 효율을 내는 것이 중요해졌다. 이 때문에 자동차 공조시스템(냉각 및 히터)에 들어가는 알루미늄 튜브와 방열판을 브레이징(Brazing) 공법으로 붙이는데 여기에 사용되는 알루미늄 클래드 판재가 전량 수입되고 있다.

브레이징용 알루미늄 클래드 판재는 브레이징 후 강도가 높은 알루미늄-망간(Al-Mn) 합금판재에 브레이징 시 접합 역할을 하는 녹는점이 낮은 알루미늄-실리콘(Al-Si) 합금이 얇게 접합돼 있는 상태로 가벼운 열교환기를 만들기 위해 사용된다.

김형욱․어광준 박사팀은 브레이징 후 판재의 강도를 향상시키기 위해 합금 성분과 공정을 개선했다. 강도가 높은 알루미늄과 망간을 조합한 알루미늄-망간(Al-Mn) 합금을 개발하고 새로운 공정인 박판연속주조 및 압연접합기술을 적용해 튜브를 만들었다. 또 합금의 미세 조직을 제어하여 접합시 발생할 수 있는 침식현상을 억제할 수 있는 공정도 개발했다.

연구팀은 이번에 개발된 기술이 친환경 자동차의 열교환기를 경량화 및 소형화하는 데 기여할 것으로 전망했으며, 가정용 및 산업용 에어컨, 산업용 열교환기 등에도 적용 가능할 것으로 보고 있다.

현재 국내 자동차 열교환기용 알루미늄 클래드 판재 시장규모는 연간 2,000억 원에 이르며, 연구팀은 관련 기술 특허를 출원하고 알루미늄 소재업체와 공동으로 양산성을 평가하고 있다.