자동차 엔진 연관된 부품의 표면처리 기술들 미래형 표면처리 기술

자동차 엔진 효율 및 내구성 향상을 위한 부품의 표면처리를 둘러싼 국내외 변수가 변화무쌍합니다.

지금부터 10 여년 전에 아연 전기 도금업을 하시는 사장님이 저를 찾아 왔습니다. 이 회사는 독성 폐수가 나오는 시안 아연 도금업으로 오랫동안 사업을 하신 분인데, 워낙 주위에 이런 도금을 하는 업체가 많아서 열심히는 했지만, 순이익은 그렇게 많지 못했습니다. 그런데 어느날 자동차 엔진 연료 펌프 관련 부품 제조 1차 벤더업체에서 노즐 관련 알루미늄 부품의 샘플을 가지고 와서 그 회사 사장님한테 할 수 있느냐고 하는데, 아노다이징 한 것이 특이하여서 고민을 하다가, 그 당시 표면처리 기술지도하였던 제가 생각이 나서 자문 받으려고 온 것입니다.  원래는 일본에서 표면처리를 해서 수입되는 것을 국산화 한 것입니다.

제 전공이 이 분야이기 때문에 공동 개발 하기로 약속한 후에, 단 기간에 현장에서 연료 노즐의 특수 양극산화 피막기술을 일본 제품보다 우수한 성능으로 표면처리를 하는데 성공하여, 국내 대기업 자동차 회사로부터 받기 어렵다는 SQ 마크를 획득하고 시안 아연도금은 다 없애고 지금은 완전 알루미늄 표면처리 대박 기술의 기쁨을 만끽하고 있는 회사가 되었습니다.

 최근에와서는 세계 자동차 엔진 효율 및 내구성 향상을 위한 부품 관련 큰 변화가 일어날 조짐이 있습니다엔진의 크기는 작아지고 연료 효율은 높이는 엔진 시스템의 설계 변경입니다.  국내 자동차 엔진의 대부분을 차지하는 휘발유 엔진을 디젤과 같은 효율의 엔진 시스템을 갖추려 하는 것입니다.  이런 경우 대부분이 엔진에서 배기되는 뜨거운 독한 가스와 부유물 들을 다시 재활용하여 사용하려는 시스템으로 설계가 되어야 됩니다.

여기에 연관된 모든 부품들에 대해서 내구성 점검을 모두 다 재 검토해야 합니다.

왜냐구요? 엔진에 과부하가 걸려서 열방출이 제대로 안되어 자체 과열이 심하여 엔진이 깨어지는 경우도 있어 과열에 대비한 모든 부품의 열방출 냉각 환기 시스템 관련 부품을 재 검토 해야되기 때문입니다. 또한 엔진에서 연소된 배기가스에는 유독한 부식성 가스가 대부분이고 연소 후에 발생된 미립자들이 배기가스에 섞여서 다시 재활용하려는 엔진관련 부품들에 주입되기 때문에 내구성 관련 재검토도 이루어 져야 합니다  이제는 엔진 연관 부품 내구성이 10 년 이상 사용해도 견딜 수 있는 과열, 마모 및 부식 환경에 대응하는 소재나 표면처리의 요구되는 시점입니다.

얼마 전 저에게 휘발유 자동차용 엔진 효율 높이는 핵심 부품인 터보차저를 만드는 회사에서 연구 소장님이 찾아오셔서 기술 면담을 했습니다갑자기 휘발유 엔진효율 향상을 위한 터보차저 기술을 디젤 엔진에 적용시켜서 디젤 자동차의 엔진 효율 높이는 시스템으로 경쟁이 되고 있는 것입니다.  이 회사에서는 현재 휘발유 엔진에 사용 중인 터보 챠저의 알루미늄 합금 부품을 디젤엔진에 적용해 본 결과, 디젤 엔진에서 발생되는 고열과 높은 고속 미립자 함유 배기 가스를 견디지를 못하고 망가져 버려서, 이를 해결할 알루미늄 터보차져 표면의 고내식 내 에로젼 표면처리 기술을 찾고 있었습니다. 

소장님이 일본 유명 표면처리 회사에서 만들어온 샘플을 보여주면서, 이러한 표면처리도 디젤 엔진에 걸어서 내구성 테스트를 해본 결과 얼마 견디지를 못하고 파괴되어 버린 다는 것 입니다. 무슨 표면처리를 해야 될 지 대책이 없어서 저를 찾아 온 것입니다. 그분에게 일본에서 한 표면처리가 무슨 문제점이 있는지를 설명해 주었습니다.  원인을 알면 해결 방법이 있는 것입니다. 알루미늄은 소재가 가벼워 회전체로서의 큰 장점이 있으며, 또한 지금까지의 알루미늄 부품에 대한 엄청난 기술 검증이 이루어졌기 때문에, 알루미늄 합금의 소재를 변화시키지 않고, 표면처리로 이 문제를 풀 수 있다면 가장 훌륭한 해답이 되기 때문입니다.

 

사진 디젤 엔진 효율 높이는 터보차저 알루미늄 합금의 핵심부품


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