KITECH 생산기술 전문지

스프라켓(Sprocket)은 굴착기, 도저, 크레인 등 건설기계의 구동을 담당하는 하부 주행체(Undercarriage)룰 구성하는 핵심부품으로 주형모터의 구동토크를 무한궤도 트랙에 전달하는 역할을하며 무한궤도 장비의 하부 주행체 전체의 내구수명을 좌우한다. 스프라켓은 동력전달부품이기 때문에높은 강도가 필요하며 불균일한 지면을 주행하는 오프로드 장비의 특성상 높은 충격치와 소재 내부의낮은 경도가 동시에 요구된다.최근 Caterpillar, Komatsu 등 Top tier 건설장비 업체들에 대한 부품 공급은 중국 로컬업체의 저가공세로 인하여 국내 업체로서는 아무리 우수한 품질과 합리적인 가격을 내세우더라도 가격 경쟁력에서 크게 밀리고 있는 상황이다. 이러한 현실에 맞서 해외 후발업체들과의 경쟁을 위해서 고성능 대비 저가의 제품 개발이 요구되고 있으며 특히 GET, Undercarriage 등에 필요한 소모성 부품에 대한 차별화전략이 필요한 시점이다.스프라켓은 일반적으로 사형 중력주조를 이용하여 제작하는데, 기계적 특성 향상을 위해 합금원소를첨가하는 것 외에는 차별화할 수 있는 방법이 거의 없는 상황이기 때문에 본 과제에서는 수직 원심주조법을 이용하여 기술적 한계를 극복하고자 하였다. 원심주조법은 제품의 수율 향상을 통한 가격 경쟁력확보 뿐만 아니라 치밀한 조직을 통한 물성 향상 또한 기대할 수 있다.국내의 원심주조기술은 대부분 파이프 등 단순 형상을 주조하기 위한 수평 원심주조가 주종을 이루고있으며 수직 원심주조 공정을 이용하더라도 압연롤 등 단순한 형상이거나 Seal 제품 등 후가공이 필요한 부품에 한정되어 있다. 따라서 스프라켓 주조를 위해서는 원심주조장비 개발 뿐만 아니라 원심주조에 적합한 주조 방안 설계와 공정 조건 확립이 필수적이다. 본 과제에서는 주조해석을 통해 주조방안 설계의 검증 및 최적화, 원심주조 최적 공정 조건을 도출하고 이를 실제 주조 공정에 적용하고자 하였다.