맞춤형 알루미늄 실린더 헤드 및 자동차 부품용 금속 공급업체

오늘날 알루미늄은 자동차와 항공기를 포함한 많은 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 금속 중 하나이며 가볍기 때문에 자주 활용됩니다. 실제로 1903년 Wright 형제는 이러한 특별한 이유로 Wright Flyer에 알루미늄 엔진 블록을 사용했습니다. 이 당시에는 철이 엔진 블록에 가장 널리 사용된 부품이었으며 알루미늄은 거의 사용되지 않았습니다.

그러나 1960년대에 탄소 배출과 연료 소비를 억제하기 위한 엄격한 환경 규제로 인해 규모가 알루미늄으로 바뀌었습니다. 철보다 가볍기 때문에 알루미늄으로 만든 엔진은 연료를 덜 태우고 탄소 배출량도 적습니다. 이제 알루미늄 엔진, 특히 맞춤형 알루미늄 실린더 헤드가 시장을 지배하고 있습니다.

이 기사에서는 맞춤형 알루미늄 실린더 헤드를 사용할 때의 이점과 자동차에 사용되는 다른 부품의 기본 재료인 알루미늄의 이점에 대해 설명합니다.

맞춤형 알루미늄 실린더 헤드의 장점

알루미늄 합금은 482-572°F(50-300°C)의 임계 온도 범위에서 밀도가 낮고 열전도율이 우수하기 때문에 응력이 높은 엔진 실린더 헤드에 가장 적합합니다. 이 조합을 통해 알루미늄 실린더 헤드는 연소 시 발생하는 열을 철제 실린더 헤드보다 더 빠르게 방출할 수 있습니다.

알루미늄은 실린더 헤드의 밸브 브리지 및 워터 재킷 구성 요소에 사용될 때도 유용할 수 있습니다. 밸브 브리지는 단일 로커가 여러 밸브를 작동할 수 있도록 하는 반면, 워터 재킷은 냉각이 필요한 엔진의 장치를 둘러싸는 물로 채워진 케이싱입니다. 밸브 브리지는 최대 부하 작동 중에 300°C(572°F) 이상의 극한 온도를 경험하고 엔진이 냉각될 때 수축하는 경향이 있어 LCF(저주기 피로)를 유발합니다. 한편, 헤드의 워터 재킷 측면은 수백만 번의 연소 사이클을 거치면 높은 사이클 피로(HCF)에 노출됩니다. 결과적으로 헤드는 워터 재킷 주위에 균열이 생깁니다. 이 균열은 완전한 부품 고장으로 이어질 수 있습니다.

알루미늄은 이 두 가지 문제를 쉽게 해결하는 경향이 있습니다. 고온강도가 우수하여 LCF 저항성이 우수하고 밸브브리지 부위의 균열에 대한 Creep강도 성능이 우수합니다. 그러나 알루미늄의 HCF 저항성은 사용된 알루미늄의 미세 구조, 다공성 및 표면 품질에만 의존합니다.

알루미늄은 강철의 17BTU/(hr·ft·°F)에 비해 118BTU/(hr·ft·°F)의 우수한 열전도율을 가지므로 알루미늄으로 만든 실린더 헤드가 엔진 수명을 연장하는 데 기여합니다. 실린더 헤드는 연소 주기 동안 모터와 오일의 열을 흡수하고 효율적인 라디에이터가 작동하여 엔진을 식히는 데 도움이 됩니다.

헤드 및 블록 재료로 알루미늄을 사용하는 가장 인기 있는 터보 디젤 승용차 엔진은 다음과 같습니다.

• BMW 2.0 터보 디젤
• 혼다 2.2 i-CDTi
• 폭스바겐 2.5 TDI
• 마쓰다 1.5 스카이액티브 디젤
• 닷지 426 헤미

새로운 426 Hemi V-8 알루미늄 엔진은 590마력을 제공하며 392 주철 모델보다 100파운드 가볍습니다.

이와 관련하여 A356, 319 및 A357 알루미늄 합금으로 만들어진 실린더 헤드는 분산질 형성제의 추가로 인해 더 높은 크리프 저항과 감소된 기계적 피로를 달성합니다. 이 합금은 더 높은 인장 강도를 달성하기 위해 T4, T5, T6 또는 T7 열처리를 받습니다.

그러나 6061 알루미늄은 인장 강도가 최소 42,000psi(290MPa)로 훨씬 더 강합니다. 익스트림 모터스포츠에서 사용되는 최고 수준의 엔진 블록에만 사용됩니다.

기타 자동차용 알루미늄

알루미늄은 맞춤형 실린더 헤드에만 사용되는 것이 아니라 아래에 설명된 것처럼 충돌 관리, 다람쥐 회전자 및 전기 제품과 같은 다른 자동차 응용 분야에도 이점이 있습니다.

구조적 응용

맞춤형 알루미늄 실린더 헤드 외에도 자동차 산업은 높은 항복 강도 적용 및 충돌 관리를 위해 알루미늄 합금을 고려합니다. 고압 진공 다이 캐스팅(HPVDC) 알루미늄 합금은 주조 설계 유연성을 제공하여 더 적은 조립 단계로 얇고 가벼운 구조를 생산할 수 있습니다.

알루미늄의 일반적인 구조 적용은 다음과 같습니다.

• 충격탑.
• 범퍼 플레이트.
• 우주 프레임.
• 진동 댐퍼.
• 엔진 거치대.
• 토크 박스.

이러한 구조는 2차 코팅 없이 우수한 내식성을 나타내면서 내충격 성능 매개변수에서 높은 순위를 차지합니다.

다람쥐 케이지 로터

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높은 전기 전도성과 크리프 저항으로 인해 알루미늄 합금은 농형 유도 전동기의 농형 회 전자를 설계하는 데 선호됩니다. 그러나 알루미늄 합금으로 전도성과 주조성 사이의 균형을 맞추는 것은 종종 어려운 일입니다. 알루미늄의 순도는 전기 전도도에 정비례하고 주조성에 간접적으로 비례합니다.

엄격한 조성 제어로 알루미늄 합금을 소싱하는 야금학적 노하우를 가진 현지 금속 공급업체와 협력하면 각 수준에서 최대 주조성 및 높은 전기 전도도를 보장하는 데 도움이 되며, 이를 통해 무게는 30% 감소하면서도 약 60%의 성능을 제공하는 주조 알루미늄 로터를 만들 수 있습니다. 등가 구리의 전도도.

전기 제품

높은 전도성과 내크리프성으로 가장 잘 알려진 6000 시리즈 알루미늄 합금은 도체 케이블 제조에 사용됩니다. 이러한 케이블은 종종 구리를 사용하여 생산되지만 알루미늄은 무게 대 성능 비율이 감소하기 때문에 더 나은 옵션입니다. 일부 특정 합금 조성을 사용하여 직경 0.2mm까지 와이어를 그리는 것도 가능합니다.

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