고품질 제품과 저탄소 철강 솔루션으로 고객사에게 만족을 선사하고 이산화탄소 배출량 저감을 위해 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.
I 포스코 열연선재마케팅실 선재판매그룹, 오영태 차장
자동차 체결 CHQ용 열처리생략강 선재 탄생 배경
선재는 자동차, 건설 등 다양한 산업 분야에서 사용하는 철강 소재이다. 이중 자동차 부품용인 ‘CHQ용 선재’는 사람의 안전과 직결되는 중요 체결 부품에 주로 쓰이기 때문에 자동차사에서 고품질을 까다롭게 요구하는 핵심 고급강 제품이다. 고객이 만족하는 제품을 만들려면 선재 상태에서 자동차 부품으로 만들기까지 다양하고 복잡한 가공 공정을 거쳐야 한다. 부품 가공전에는 사이즈 확보와 가공성 확보를 위한 신선(Drawing), SA(Spherodized Annealing : 구상화) 열처리를 한다. 그 후 단조(Forging)로 부품 형상을 제어하고 Q/T(Quenching & Tempering : 소입소려) 열처리로 최종 부품의 강도를 확보해 자동차 체결용 부품을 완성한다.
최근 사회적으로 환경을 중요시하고 친환경차가 급성장하는 등 저탄소에 대한니즈가 급증하면서 열처리 공정 생략에 대한 산업계의 관심이 급격히 커지고 있다. 특히 국내 자동차 시장의 정체로 글로벌향 시장 확대가 필요해진 국내 자동차 부품사들은 열처리생략강에 주목했다. 이에 포스코는 미래 시장을 이끌 수 있는 탄소배출 저감형 선재에 기술력과 역량을 집중했다.
국내 파스너사와 협업한 포스코, 일본계 부품사에 제품 첫 적용 쾌거
포스코의 대표적인 열처리생략강은 POSNH 시리즈(POSCO Non-Heat treatable steel Series)로 합금성분을 최적화해 성형성을 향상하고, 충격치를 높이고자 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 등 미세 합금 원소를 첨가해 결정립을 미세화시킨 강종군이다. 포스코가 개발한 POSNH 시리즈에는 PONH4, POSNH6, POSNH9S 등이 있다.
이중 0.9기가파스칼급(통상 9T급) POSNH9S는 2017년 자동차 조향장치 부품용 소재로 개발한 제품이다. 포스코는 국내 최대 파스너사인 태양금속공업(주)과 협력해 완성차 부품용으로 다양한 제품 홍보 및 채용 활동을 해왔다. 그 결과 일본 고객사의 까다로운 요구 조건을 만족시켜 처음으로 일본 브레이크 부품사에 브레이크 가이드 핀(Brake Guide Pin)용으로 2021년 상반기부터 양산공급을 시작했다.
▲자동차 조향부품 브레이크 가이드 핀.
국내 부품사 경유, 북미 GM 완성차향 조향 부품에 적용
또, 포스코는 국내 부품사 CTR과 함께 북미 GM향 2022년 픽업 트럭 신차에 들어가는 조향부품 Tie Rod용 POSNH9S 강종을 제안했다. 최적의 신선과 피막 조건, 금형 수명 향상 기술 등 부품사 니즈에 대응한 열처리 생략강 적용 솔루션을 개발, 제공함으로써 글로벌 부품사와의 경쟁우위를 확보해 북미 GM 완성차향 2022년 양산화에 성공했다.
▲ 자동차 조향부품 타이 로드.
포스코, 열처리생략강 적용 솔루션으로 국내 파스너사 고질적 문제 해결
최근 글로벌 전기차 등 친환경차 급성장과 함께 전기차 배터리와 배터리팩 체결용 숄더 볼트(Shoulder Bolt) 수요도 늘어나고 있는 상황이다. 기존 탄소강(SWRCH45K)은 최종 볼트 가공 후 Q/T 열처리로 강도를 확보해야 하는데, 열처리 후 휨 현상이 발생해 추가로 교정 작업이 필요했다. 포스코는 이 부분에 착안해 파스너사와 공동으로 Q/T 열처리 생략 강재 적용을 추진했다. 포스코는 신선 가공량을 높여 Q/T 열처리 없이 요구강도를 확보했고, 파스너사는 단조공정을 최적화해 교정 작업까지 생략할 수 있는 열처리 생략강 POSNH9S를 양산화하는 데 성공했다. 이로써 파스너사는 Q/T 열처리와 교정 작업 생략으로 원가 절감과 생산성 향상이라는 목표를 이뤘으며, 저탄소 제품을 시장에 안정적으로 공급할 수 있게 됐다.
▲열처리생략강 적용 Supply Chain 가공공정
▲전기차 배터리 체결용 숄더 볼트(Shoulder Bolt).
포스코 POSNH9S, 국내 완성차사 2024년 출시 新전기차 최초 적용 확정
최근 국내 완성차사도 ‘2045년 탄소중립 로드맵’을 발표한 후 포스코의 탄소배출 저감형 열처리생략강에 관심을 보이고 있다. 포스코는 2022년 하반기를 시작으로 국내 완성차사 – 부품사와 협업해 소재 및 제품 내구 평가, 성능평가를 실시해 우수한 품질을 입증했다. 그 결과 2024년 출시 예정인 전기차 신차의 조향부품 타이 로드(Tie Rod)에 최초 적용을 확정했다. 이는 국내 생산 차종은 물론 해외 현지공장 생산 차종까지 확대할 수 있는 교두보가 될 것으로 기대된다.