[비즈한국×현대제철] 현대제철, 세계 최초로 1.8기가급 초고강도 핫스탬핑 강판 양산 적용

현대제철은 현대차기아 남양연구소 기초소재연구센터와 함께 1.8GPa(기가파스칼)* 프리미엄 핫스탬핑강을 개발해 세계 최초로 양산에 성공했다. 

현대제철에 따르면 현대차의 차세대 전기차인 제네시스 일렉트리파이드 G80(G80EV)과 신형 G90에 신규 강종을 공급 중이라고 밝혔다. 지난해부터 현대차에 초도 공급을 시작했으며 올해부터는 매년 14.5만 장을 공급한다. 이는 전기차 약 3만 대에 사용할 수 있는 양이다.

1.8GPa 초고강도 핫스탬핑강은 차량을 가볍게 할 뿐만 아니라 자동차 충돌 시 승객의 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 기존 1.5GPa 핫스탬핑강 대비 인장강도를 20% 향상시켰으며 부품 제작시 약 10%의 경량화가 가능하다.  

일반적인 핫스탬핑 공법은 가열로에서 강판을 섭씨 900도 이상의 고온으로 가열해 금형에 넣고 급속 냉각해 부품을 제작한다. 현대제철과 현대차기아 남양연구소 기초소재연구센터는 기존의 방식에서 탈피해 가열로의 온도를 50도 이상 낮춘 특화 공법을 개발해 부품 생산에 적용했다. 

또 이 공법으로 강판에 수소 성분이 침투하지 못하도록 막아 내부 균열이 발생하지 않도록 했다. 이를 통해 용접성 개선은 물론 부식에도 강한 강판 생산이 가능해졌다. 아울러 온도를 낮춤으로써 생산에 필요한 에너지 사용량도 줄였다. 강판 품질 확보는 물론 생산 시스템까지 친환경적으로 구축한 셈이다. 

한편 현대제철은 친환경 자동차소재시장을 선점하기 위해 국내 충남 예산에 22기와 울산에 2기의 핫스탬핑 설비라인을 구축했다. 두 공장에서는 연간 최대 5800만 장을 생산할 수 있다. 이는 국내 1위, 세계 3위의 생산 규모다.

국제 경쟁력 강화를 위한 추가 투자도 지속적으로 추진 중이다. 지난해 11월부터 체코 오스트라바시 핫스탬핑 공장에서 차량 20만 대에 필요한 연간 340만 장 규모의 고강도 차량부품소재 생산체계를 구축해 현대자동차 체코 공장에 공급하고 있다.

현재 친환경 자동차에 적용되는 고강도 경량화 소재의 수요는 크게 증가하고 있다. 배터리 무게와 전장부품의 비율이 점점 늘어남에 따라 차량 무게가 증가하고 있어 주행거리 확보를 위한 차량 경량화가 최우선 과제로 떠오르고 있기 때문이다. 

현대차기아는 친환경차의 경량화 달성을 위해 핫스탬핑 부품 적용률을 점진적으로 높여가고 있다. 실제로 내연기관차에는 15% 정도의 핫스탬핑강을 적용하지만 전기차는 20%까지 끌어올렸다. 

현대제철은 핫스탬핑뿐만 아니라 경량화를 위해 다양한 부품 제조 방식을 접목하고 있다. 현재 1.8GPa 핫스탬핑과 TWB(Tailored Welded Blank, 맞춤형 용접 재단 블랭크 제작 공법 기술을 접목해 중량을 저감할 수 있는 소재)** 개발을 현대차기아 남양연구소 기초소재연구센터와 진행 중이다. 

현대제철과 현대차기아 남양연구소 기초소재 연구센터는 친환경차 시장을 선점하고 치열한 경쟁에서 우위를 확보하기 위해 다양한 협력 개발을 추진하고 있다.

지난해 공동 개발한 ‘TWB 핫스탬핑 차체 부품용 1GPa 소재’가 대표적이다. 양사는 센터필러 부품에 쓰일 새로운 소재와 공정을 공동으로 개발했다. 이 소재를 통해 센터필러 부품 무게를 10% 가까이 줄인 바 있다. 

현대제철 연구소 관계자는 “미래 친환경차의 핵심은 경량화와 탑승객의 안전을 확보할 수 있는 고강도강의 개발 및 적용이다”며 “이를 위해 핫스탬핑을 활용한 부품 개발 및 적용을 지속적으로 확대해 세계 최고의 친환경 자동차 소재 전문 기업으로 도약하겠다”고 밝혔다.

*GPa(기가파스칼): 재료 강도를 측정하는 단위로, 1GPa은 가로 세로 1mm 크기 재료가 100kg 무게를 버틸 수 있는 강도로 기존 자동차 외부 판재보다 2배 이상 강한 수준이다.​

**TWB(Tailored Welded Blank, 맞춤형 용접 재단 블랭크 제작 공법): 부품에 사용할 블랭크를 맞춤 재단하여 각각의 블랭크 조각을 레이저 용접으로 이어 붙이는 기술이다. TWB는 서로 다른 두께와 강종을 갖는 블랭크 조각들을 붙일 수 있기 때문에 적은 양의 소재로도 최대의 성능을 발휘할 수 있는 부품을 만들 수 있다는 장점이 있다. 따라서 원가 개선과 함께 경량화가 가능해진다.

※이 기사는 현대제철 제공으로 작성되었습니다.​ 

<저작권자 ⓒ 비즈한국 무단전재 및 재배포 금지>