Fournisseur de métaux pour culasses et pièces automobiles en aluminium sur mesure

Aujourd'hui, l'aluminium est l'un des métaux les plus couramment utilisés dans de nombreuses industries, y compris l'automobile et l'aéronautique, et est souvent utilisé parce qu'il est léger. En fait, en 1903, les frères Wright ont utilisé un bloc moteur en aluminium dans le Wright Flyer pour cette raison précise. À cette époque, le fer était le composant le plus largement utilisé pour les blocs moteurs, l'aluminium étant rarement utilisé.

Cependant, dans les années 1960, des réglementations environnementales strictes visant à réduire les émissions de carbone et la consommation de carburant ont fait pencher la balance en faveur de l'aluminium. Parce qu'il est plus léger que le fer, les moteurs en aluminium consomment moins de carburant et émettent moins de carbone. Aujourd'hui, les moteurs en aluminium, en particulier les culasses en aluminium sur mesure, dominent le marché.

Dans cet article, nous discutons des avantages de l'utilisation de culasses en aluminium sur mesure et des avantages de l'aluminium comme matériau principal pour d'autres pièces utilisées dans les automobiles.

Avantages des culasses en aluminium sur mesure

Les alliages d'aluminium conviennent mieux aux culasses de moteur fortement sollicitées en raison de leur faible densité et de leur excellente conductivité thermique dans la plage de température critique de 482 à 572 ° F (50 à 300 ° C). Cette combinaison permet aux culasses en aluminium de libérer la chaleur générée par la combustion plus rapidement que leurs homologues en fer.

L'aluminium peut également être bénéfique lorsqu'il est utilisé dans les composants du pont de soupape et de la chemise d'eau d'une culasse. Un pont de soupapes permet à une seule bascule d'actionner plusieurs soupapes, tandis que les chemises d'eau sont des boîtiers remplis d'eau qui entourent les dispositifs du moteur qui nécessitent un refroidissement. Le pont de soupapes subit une température extrême de plus de 572 °F (300 °C) pendant le fonctionnement à pleine charge et a tendance à se contracter lorsque le moteur refroidit, entraînant une fatigue à cycle bas (LCF). Pendant ce temps, le côté chemise d'eau de la tête est exposé à la fatigue polycyclique (HCF) lorsqu'il passe par des millions de cycles de combustion. En conséquence, la tête développe des fissures autour de la chemise d'eau. Cette fissure peut entraîner une défaillance complète de la pièce.

L'aluminium a tendance à résoudre ces deux problèmes avec facilité. Sa résistance à haute température offre une excellente résistance LCF, et il présente d'excellentes performances de résistance au fluage pour les fissures dans la zone du pont de soupape. Cependant, la résistance HCF de l'aluminium dépend uniquement de la microstructure, de la porosité et de la qualité de surface de l'aluminium utilisé.

L'aluminium a une bonne conductivité thermique de 118 BTU/(hr·ft⋅°F) comparativement à 17 BTU/(hr·ft⋅°F) pour l'acier, c'est pourquoi les culasses en aluminium contribuent à prolonger la durée de vie du moteur. Les culasses absorbent la chaleur du moteur et de l'huile pendant les cycles de combustion et aident votre moteur à se refroidir grâce à un radiateur efficace en action.

Certains des moteurs de voitures de tourisme turbo diesel les plus populaires avec de l'aluminium utilisé comme matériau de culasse et de bloc sont les suivants :

• Turbo diesel BMW 2.0
• Honda 2.2 i-CDTi
• Volkswagen 2.5 TDI
• Mazda 1.5 Skyactiv diesel
• Esquive 426 Hemi

Le nouveau moteur en aluminium 426 Hemi V-8 développe 590 chevaux et pèse 100 livres de moins que les modèles 392 en fonte.

À cet égard, les culasses en alliages d'aluminium A356, 319 et A357 offrent une résistance au fluage plus élevée et une fatigue mécanique réduite grâce à l'ajout de formateurs dispersoïdes. Ces alliages reçoivent un traitement thermique T4, T5, T6 ou T7 pour obtenir une résistance à la traction plus élevée.

Cependant, l'aluminium 6061 est encore plus résistant, avec une résistance à la traction d'au moins 42 000 psi (290 MPa). Il n'est utilisé que pour les blocs moteurs de plus haut niveau utilisés dans les sports mécaniques extrêmes.

Aluminium pour d'autres applications automobiles

L'aluminium n'est pas seulement utilisé dans les culasses sur mesure, il présente également des avantages pour d'autres applications automobiles, telles que la gestion des collisions, les rotors à cage d'écureuil et les appareils électriques, comme décrit ci-dessous.

Applications structurelles

Outre les culasses en aluminium sur mesure, l'industrie automobile considère les alliages d'aluminium pour les applications à haute limite d'élasticité et la gestion des collisions. Les alliages d'aluminium moulés sous vide à haute pression (HPVDC) offrent la flexibilité de conception de moulage pour produire des structures minces et légères avec moins d'étapes d'assemblage.

Les applications structurelles courantes de l'aluminium incluent :

• Tours de choc.
• Plaques de pare-chocs.
• Cadres d'espace.
• Amortisseurs de vibrations.
• Berceaux moteur.
• Boîtes à tuques.

Ces structures se classent au premier rang des paramètres de résistance aux chocs tout en présentant une excellente résistance à la corrosion sans aucun revêtement secondaire.

Rotors à cage d'écureuil

En raison de leur conductivité électrique élevée et de leur résistance au fluage, les alliages d'aluminium sont préférés pour concevoir des rotors à cage d'écureuil dans les moteurs à induction à cage d'écureuil. Cependant, il est souvent difficile de trouver un équilibre entre conductivité et coulabilité avec des alliages d'aluminium. La pureté de l'aluminium est directement proportionnelle à sa conductivité électrique et indirectement proportionnelle à sa coulabilité.

Travailler avec un fournisseur de métal local possédant un savoir-faire métallurgique pour s'approvisionner en alliages d'aluminium avec un contrôle strict de la composition peut aider à garantir une coulabilité maximale et une conductivité électrique élevée à chaque niveau, vous permettant de créer des rotors en fonte d'aluminium qui pèsent 30 % de moins tout en offrant environ 60 % de la conductivité d'un cuivre équivalent.

Appareils électriques

Les alliages d'aluminium de la série 6000, mieux connus pour leur haute conductivité et leur résistance au fluage, sont utilisés pour la fabrication de câbles conducteurs. Bien que ces câbles soient souvent fabriqués à partir de cuivre, l'aluminium est une meilleure option en raison de son rapport poids/performance réduit. Il est même possible de tréfiler des fils jusqu'à un diamètre de 0,2 mm avec certaines formulations d'alliages spécifiques.

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