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엔진블록 삽입용 실린더 라이너와 엔진블록

전문가 제언: ○ 자동차는 각종 부대장치 추가로 점점 무거워지고 있다. 이로 인해 엔진 연소 상태의 개선, 공기의 역학적인 개선 및 재료 측면에서는 경량화 재질을 사용하여 동력 손실을 극소화하는데 주력하고 있는 것이 세계적인 추세다. 이러한 측면에서 이미 실린더 헤드는 알루미늄화 되었고 실린더 부록도 알루미늄화 하여 장착되고 있다.

○ 알루미늄합금 부록을 주조할 경우 실린더 라이너를 알루미늄합금으로 주조하고 표면에 실리콘을 석출시켜 사용하는 방법과 주철제 라이너를 삽입하여 주조하는 두 가지 방법이 적용되고 있다. 전자는 생산성이 떨어져 특수차에만 사용되고, 주철제 슬리브를 삽입하여 주조하는 경우가 대세이다.

○ 일반적인 코팅재 AlSi는 주입용 알루미늄 합금과 거의 용해 온도가 같아 고압 다이캐스팅(HPDC)에서는 주입 온도가 낮고 응고시간이 짧아 좋은 주조를 기대할 수 있으나, 저압 다이캐스팅(LPDC)나 중력주조의 경우 주입 온도가 높아 코팅재 AlSi가 녹아 보이드(void)가 발생하여 밀착성도 낮고 내연기관의 열전도성이 낮아져 라이너의 내마모성이 낮아지고 엔진의 연료 효율이 낮아지는 경향이 있다.

○ 국내에서도 이 분야에 대하여 많은 연구가 있으며 특허도 많이 공개되고 있다. 예를 들면 용사기술을 이용한 엔진블록 라이너 외벽 코팅방법으로 주식회사 뉴텍사의 공개번호/일자 10-2008-0110068(2008-12-18)을 들 수 있으며 이는 Al-12Si 또는 Si, Mn, Cu, Zn, Ni, Sn 등이 함유된 알루미늄합금을 100～240㎛ 두께로 용사하는 방법이다.

○ 또 다른 국내 특허는 현대자동차의 엔진블록 알루미늄합금 라이너용 고규소 알루미늄 합금분말 제조 방법 및 장치에 대한 것으로 공개 번호/일자는 10-2007-0014314(2007-02-01)로 이는 가스 분말법을 이용하여 900℃ 온도에서 순도 99%의 Si를 99% 알루미늄과 용해하여 라이너 내부에 용사하는 방식이다. 그러나 이 두 가지 방법은 모두 고압 다이캐스팅용으로 이 니켈 코팅 방식은 저압 다이캐스팅이나 중력 주조에 도움이 될 것이다.

저자: MAHLE INTERNATIONAL GMBH
자료유형: 니즈특허정보