“왜 자동차에 알루미늄이 흔하게 사용되는 걸까요?”라고 스스로에게 물어볼 수도 있습니다. 또는 “알루미늄이 차체에 그렇게 좋은 재료가 되는 이유는 무엇입니까?” 자동차가 탄생할 때부터 알루미늄이 자동차 제조에 사용되었다는 사실을 깨닫지 못한 채 말입니다. 이미 1889년부터 알루미늄이 대량으로 생산되어 자동차에 주조, 압연 및 성형되었습니다.
자동차 제조업체는 강철보다 성형하기 쉬운 재료로 작업할 수 있는 기회를 포착했습니다. 그 당시에는 특징적으로 더 부드럽고 뛰어난 성형성과 시간이 지나도 유지되는 뛰어난 내식성을 지닌 보다 순수한 형태의 알루미늄만이 존재했습니다. 이러한 요인으로 인해 자동차 제조업체는 모래 주조를 통해 광범위한 차체 패널을 만든 후 손으로 용접하고 광택을 냈습니다.
20세기 중반까지 가장 존경받는 자동차 제조업체 중 일부는 자동차에 알루미늄을 적용했습니다. 여기에는 부가티, 페라리, BMW, 메르세데스, 포르쉐가 포함됩니다.
자동차에 알루미늄을 선택하는 이유는 무엇입니까?
자동차는 약 30,000개의 부품으로 구성된 복잡한 기계입니다. 차체, 즉 차량의 골격은 차량 제조에 있어 가장 비용이 많이 들고 중요한 부분입니다.
여기에는 차량의 형태를 제공하는 외부 패널과 보강재 역할을 하는 내부 패널이 포함됩니다. 패널은 기둥과 난간에 함께 용접됩니다. 차체에는 전면 및 후면 도어, 엔진 빔, 휠 아치, 범퍼, 후드, 승객실, 전면, 지붕 및 바닥 패널이 포함됩니다.
구조적 건전성은 차체에 있어서 가장 중요한 요구사항입니다. 그러나 차체는 가볍고, 생산 비용이 저렴하고, 녹에 강해야 하며, 우수한 표면 마감 특성과 같이 소비자가 원하는 매력적인 품질을 갖추어야 합니다.
알루미늄은 다음과 같은 몇 가지 이유로 이러한 요구 사항의 범위를 충족합니다.
다재
당연히 알루미늄은 매우 다양한 소재입니다. 알루미늄의 성형성과 내식성은 작업과 성형을 쉽게 만듭니다.
또한 알루미늄 시트, 알루미늄 코일, 알루미늄 플레이트, 알루미늄 튜브, 알루미늄 파이프, 알루미늄 채널, 알루미늄 빔, 알루미늄 바 및 알루미늄 앵글과 같은 다양한 형식으로도 제공됩니다.
다재다능함 덕분에 알루미늄은 크기와 모양, 항복 강도, 마감 특성 또는 내식성 등 다양한 특성이 필요할 수 있는 다양한 자동차 응용 분야에 적합한 소재가 될 수 있습니다.
작업성 용이성
베이킹 경화, 가공 및 석출 경화, 드로잉, 어닐링, 주조, 성형, 압출 등 다양한 제조 공정을 통해 성능 품질과 다양성을 향상할 수 있습니다. 향상된 용접 기술로 인해 알루미늄 접합이 더 쉬워지고 안전한 결과를 얻을 수 있게 되었습니다.
가볍고 내구성이 뛰어남
알루미늄은 무게 대비 강도 비율이 높아 가볍고 내구성이 뛰어납니다. 알루미늄의 자동차 동향은 보다 엄격한 배출 목표를 달성하기 위한 업계의 주요 목표인 차량의 중량 감소에 중점을 두고 있습니다.
Drive Aluminium이 실시한 연구에 따르면 자동차의 알루미늄은 차량 중량을 줄이고 전기 자동차(EV)의 연비와 주행 거리를 증가시키는 것으로 확인되었습니다. 소비자 수요와 환경적 인센티브로 인해 EV 생산이 증가하고 있기 때문에 배터리 무게를 상쇄하고 배기가스 배출을 줄이기 위해 차체에 알루미늄을 사용하는 경우가 계속 늘어날 것으로 예상할 수 있습니다.
합금 능력
알루미늄은 강도, 전기 전도성, 내식성과 같은 품질을 증폭시키기 위해 다양한 요소와 합금될 수 있으므로 자동차 제조에 알루미늄의 사용이 증가합니다.
알루미늄은 주요 합금 원소에 따라 결정되는 합금 시리즈로 구분됩니다. 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx 및 7xxx 알루미늄 합금 시리즈에는 모두 차체에 사용되는 합금이 포함됩니다.
차체의 알루미늄 등급 목록
1100
1xxx 시리즈 알루미늄은 가장 순수한 알루미늄입니다. 99% 순도의 1100 알루미늄 시트는 매우 가단성이 있습니다. 또한 우수한 내식성을 보여줍니다. 이는 차량에 사용된 최초의 합금 중 하나였으며 오늘날에도 주로 단열재에 계속 사용되고 있습니다.
2024년
2xxx 시리즈의 알루미늄은 구리와 합금됩니다. 2024는 강도가 높고 내피로성이 우수하여 피스톤, 브레이크 부품, 로터, 실린더, 휠, 기어 등의 제조에 많이 사용됩니다.
3003, 3004, 3105
3xxx 망간 계열의 알루미늄은 성형성이 뛰어납니다. 3003, 3004, 3105를 볼 가능성이 가장 높습니다.
3003은 강도가 높고 성형성, 가공성, 신선성이 우수합니다. 자동차 배관, 패널링, 하이브리드 및 EV용 파워 캐스팅에 자주 활용됩니다.
3004는 3003의 많은 특성을 공유하며 추가로 카울 그릴 패널 및 라디에이터용으로 사용될 수 있습니다.
3105는 내식성, 성형성, 용접성이 우수합니다. 펜더, 도어 및 바닥 패널에 사용하기 위해 자동차 바디 시트에 표시됩니다.
4032
4xxx 시리즈의 알루미늄은 실리콘과 합금되어 있습니다. 4032는 용접성과 내마모성이 뛰어나 피스톤, 압축기 스크롤, 엔진 부품 등에 사용됩니다.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
5xxx 시리즈는 알루미늄 차체에 가장 인기 있는 시리즈 중 하나입니다. 주요 합금 원소는 강도를 높이는 것으로 알려진 마그네슘입니다.
5005는 차체 패널, 연료 탱크, 스티어링 플레이트 및 배관에 나타납니다.
5052는 가장 유용한 합금 중 하나로 간주되며 그 결과 다양한 자동차 부품에 사용됩니다. 연료 탱크, 트럭 트레일러, 서스펜션 플레이트, 디스플레이 패널, 브래킷, 디스크 및 드럼 브레이크, 기타 중요하지 않은 자동차 부품에서 이를 볼 수 있습니다.
5083은 엔진 베이스 및 차체 패널과 같은 복잡한 자동차 부품에 탁월합니다.
5182는 차체의 구조적 중심으로 등장합니다. 구조용 브라켓부터 도어, 후드, 프론트 윙 엔드 플레이트까지 모든 것.
5251은 자동 패널링에서 볼 수 있습니다.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
6xxx 알루미늄 시리즈는 마그네슘과 실리콘이 합금되어 있어 최고의 압출 및 주조 성능을 자랑하며 이상적인 표면 마감 특성을 보여줍니다.
6016 및 6022는 찌그러짐 방지가 중요한 자동차 차체 덮개, 도어, 트렁크, 지붕, 펜더 및 외부 플레이트에 사용됩니다.
6061은 뛰어난 표면 마감 특성, 내식성 및 고강도를 보여줍니다. 이는 크로스 멤버, 브레이크, 휠 프로펠러 샤프트, 트럭 및 버스 차체, 에어백 및 리시버 탱크에 나타납니다.
6082는 최고의 충격 저항성을 가지고 있습니다. 결과적으로 이는 하중 지지 프레임워크에 사용됩니다.
6181은 외부 차체 패널로 사용됩니다.
7003, 7046
7xxx는 아연과 마그네슘이 합금된 가장 강력하고 강도가 높은 합금 등급입니다.
7003은 임팩트 빔, 시트 슬라이더, 범퍼 보강재, 오토바이 프레임 및 림 제작 시 용접 형상에 주로 사용되는 압출 합금입니다.
7046은 중공 압출 능력과 우수한 용접 특성을 가지고 있습니다. 7003과 유사한 응용 프로그램에 나타납니다.
자동차 알루미늄의 미래
우리는 1800년대 후반에 자동차 제조업체가 파악한 내용이 오늘날에도 여전히 유효하다고 믿을 만한 모든 이유를 가지고 있습니다. 알루미늄은 자동차를 위한 탁월한 선택입니다! 알루미늄이 처음 도입된 이후 합금과 향상된 제조 기술로 인해 자동차에 알루미늄의 사용이 증가했습니다. 지속 가능성과 환경 영향에 대한 세계적인 관심과 함께 알루미늄은 자동차 산업에 상당한 범위와 깊이의 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
저자: 사라 몬티조
출처:https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
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MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2023년 5월 22일
