기존 베어링보다 4배 이상 마모 수명 긴 알루미늄 베어링 합금

정보출처 Advanced Materials and Processes, 6월 호

출판날짜 2001년 06월 01일

일본의 Taiho Kogyo Co. Ltd.의 연구진들은 기존의 베어링의 마모에 의한 수명보다 4배에서 5배 긴 수명을 가지는 알루미늄 베어링 합금을 개발했다고 발표했다. 더욱이 축과 베어링의 미끄럼 부위에서 발생하는 늘어붙음(seizure)에 대한 내성은 기존의 베어링의 seizure resistance 보다 두 배 높은 것으로 알려졌다. 또한 새로운 합금의 인장 강도는 기존의 합금의 인장 강도인 142Mpa보다 8Mpa이 증가한 150Mpa로 나타났으며, 신장률은 기존의 합금 보다 1%가 낮은 24%이며, 경도는 3HV가 높은 53HV로 나타났다고 Taiho Kogyo사의 연구진이 말했다.

이러한 특성들은 연구진들이 약 5.5미크론의 실리콘 입자를 입힘으로써 얻어졌다. 이들 입자의 크기는 기존의 합금(2.5미크론)의 2배이다. 분산된 실리콘 입자들은 축과 베어링이 최초로 작동하는 단계에 있어 미끄럼 표면 위에 집중되며, 이들 입자들은 견고한 알루미늄 기지에 의해서 그 자리에 달라 붙게된다. 그 결과 미끄럼 면 위의 과도한 양의 실리콘 입자들은 하중을 전달하게 되며, 마모로 인한 손상을 최소한으로 막아주는 역할을 한다.

늘어붙음에 대한 내성은 정 하중(static-load)의 Seizure Test로 확인될 수 있다. Seizure는 후면(backside)의 온도가 190℃에 이르렀을 때, 베어링에 걸리는 하중을 측정하여 결정하게 되는데 기존의 베어링의 측정점이 50Mpa의 하중이 걸렸을 때 190℃의 온도에 도달한 반면에 새로 개발한 베어링 합금의 경우에는 50Mpa에서 100Mpa사이의 하중이 전달됐을 때 190℃의 온도에 도달된 것으로 확인됐다.

Taiho사가 개발한 합금은 마모에 대한 높은 내성이 요구되는 펌프나 트랜스미션의 부싱(bushing;축과 베어링 사이에 끼워 넣는 원통)이나 엔진의 베어링의 소재로 사용될 수 있다. 이 합금에 대해서 더 많은 정보가 필요한 경우에는 4월에 디트로이트에서 개최된 SAE 2001 World Congress에 제출된 논문을 참고하기 바란다. 이 논문의 제목은 "보다 높은 내마모성을 가지는 새로운 알루미늄 베어링 합금(New Aluminum Alloy Bearing with Higher Wear Resistance)"이다.