다나까, 재료 비용을 반으로 줄일 수 있는 스파크 플러그 전극용 백금 팁 제공 개시
클래드 기술로 지금까지 불필요하게 사용하던 백금 절약 가능
다나까 귀금속공업 주식회사가 스파크 플러그의 외측 전극재로서 백금 합금과 니켈을 클래드한 팁의 평가샘플 제공을 2015년 1월부터 개시할 예정이다.
- 자동차 엔진의 연소 효율 향상에 관한 과제
현재의 자동차 개발에서는 이산화탄소 배출 규제 등의 환경 규제에 대응하기 위해 자동차 엔진의 연비 향상이 중요한 과제이며, 가솔린 차량에서도 직분사 터보(과급기) 엔진을 채택(※2)하는 일이 일반화되고 있다. 이와 같은 설계 아래에서는 스파크 플러그에 대해 요구 전압이 높아지는 동시에 내구성이 한층 더 요구된다. 일반적으로는 전극 사이즈를 크게 하면 스파크 플러그의 내구성을 향상시킬 수 있지만, 백금 사용량이 늘어나 재료 비용 증가를 초래하게 된다.
이러한 상황 속에서 수명이 긴 스파크 플러그는 외측 전극에 백금 합금 팁을 채택하여 전극의 높은 내구성을 확보했다. 백금 합금이 전체인 재료를 전극의 바닥재에 용접하면 접합 계면에 바닥재의 니켈과 백금 합금이 용융된 두꺼운 합금층이 몇 백um에 걸쳐 형성되어 방전되지 않는 용접부에 불필요한 백금이 많이 존재하게 된다.
- 본 제품의 특징
본 제품은 백금 합금과 니켈이 평평하게 고상 접합된 클래드 팁으로, 접합 신뢰성을 확보하는 데 필요한 20~30마이크로미터의 얇은 확산층이 형성되어 있다. 고객은 본 제품을 외측 전극에 조립할 때, 본 제품의 니켈면과 바닥재를 용접하게 된다. 니켈 간의 용접이므로 방전되지 않는 용접부에 백금은 존재하지 않게 된다.
다나까 귀금속공업은 2010년부터 오사카 대학 머트리얼 생산 과학 전공 후지모토 코조 교수, 후쿠모토 신지 준교수와 공동으로 접합의 프로세스 윈도 및 생산 라인에서의 접합 모니터 인자 등의 접합 조건에 관한 연구를 수행하여, 본 접합 방법의 실용성을 확인했다. 또한 본 제품의 변형으로서 테이프 형상으로 클래드재를 제공할 수 있고, 고객의 플러그 설계와 생산 프로세스에 맞춘 제품 형상, 치수에 대응한다.
다나까 귀금속공업은 본 제품에 대해 연간 약 20억 엔의 매출을 목표로 한다.
※1 팁에 사용하는 백금의 양은 고객이 선정하지만, 다나까 귀금속공업은 재료 비용을 50% 절감한 경우에도 본 제품이 백금 합금이 전체인 재료와 같은 성능을 발휘할 수 있음을 실험으로 확인하였다.
※2 직분사 터보(과급기) 엔진은 소배기량·고출력의 이른바 ‘다운사이징 과급’으로서, 최근 유럽을 중심으로 주류가 되고 있는 엔진 설계. 배기량이 적은 소형 엔진에서도 과급기로 압축한 외부 공기를 엔진 내부로 보내고, 다시 실린더 내에 가솔린을 직접 분사함으로써 고출력을 얻을 수 있다.
TANAKA 홀딩스 주식회사 소개
TANAKA 홀딩스 주식회사는 도쿄도 치요다구 마루노우치 2-7-3 도쿄 빌딩 22층에 위치해 있으며 대표이자 사장 겸 최고경영자는 타나에 아키라이다. 1885년 창업했고 1918년 설립됐다. 자본금은 5억 엔이며 그룹 연결 종업원 수는 3,562명(2013년도) 그룹 연결 매출액은 9,676억 엔(2013년도)이다. 그룹의 주요 사업 내용으로는 귀금속(백금, 금, 은 및 기타) 및 각종 공업용 귀금속 제품의 제조, 판매, 수출입 및 귀금속 회수 및 정제 등을 한다.
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1월 23일 13:11
