Los bloques de motor de aluminio se han utilizado durante muchos años tanto para aplicaciones convencionales como de alto rendimiento. El aluminio tiene varias ventajas sobre el hierro fundido, la más obvia es el peso. Un bloque de aluminio V8 de posventa suele ser entre 45 y 57 kg más ligero que un bloque de hierro fundido de fábrica equivalente de la misma cilindrada. Añade un par de culatas de aluminio y podrás reducir otros 14 a 18 kg de peso.
El aluminio también tiene otras ventajas. Una es que conduce el calor mucho más rápido que el hierro fundido (aproximadamente tres veces más rápido). Esto significa que un bloque de aluminio (o culata) puede extraer el calor de la cámara de combustión cuando el motor está a plena carga, reduciendo el riesgo de detonación que daña el motor. La capacidad de refrigeración superior de los bloques y culatas de aluminio permite ejecutar regularmente relaciones de compresión estática ligeramente superiores para mejorar la eficiencia térmica y la potencia, y/o aumentar el avance de encendido unos pocos grados para iniciar la combustión de la mezcla aire/combustible un poco antes en el ciclo de combustión.
El aluminio también es relativamente fácil de soldar en comparación con el hierro fundido. Si un bloque se agrieta, la grieta puede biselarse y rellenarse con una soldadora TIG. La soldadura a menudo puede salvar un bloque que de otro modo estaría condenado. Si un bloque de hierro se agrieta en un cilindro, a menudo se puede salvar encamisándolo, y las grietas en otras partes del bloque a veces se pueden reparar mediante soldadura en horno. Pero no es tan fácil como soldar aluminio TIG.
Sin embargo, el aluminio también tiene algunos inconvenientes. Además del mayor coste, el aluminio es más blando que el hierro fundido. Esto significa que los cilindros deben estar encamisados en húmedo o en seco, o rociados con plasma con algún tipo de revestimiento resistente al desgaste de níquel-cromo como Alusil o un material similar. Muchos bloques Ford, GM, Chrysler e importados de última generación tienen camisas de hierro fundido en su lugar, pero algunos fabricantes europeos tienen revestimientos de cilindros rociados con plasma. Para los bloques de aluminio de posventa, las camisas de hierro fundido, hierro dúctil o acero prensado ajustado son la norma.
El bloque de aluminio es más blando que el hierro fundido, por lo que las brocas y fresas duran más al mecanizar aluminio. El carburo funciona bien tanto en hierro fundido como en aluminio, pero si utilizas abrasivos súper duros, la mejor opción para el aluminio es el PCD.
El problema con el CBN es que las virutas de aluminio tienden a adherirse a la herramienta, lo que puede aumentar el riesgo de que se corra o se manche la superficie de la plataforma cuando estás fresando un bloque. Una forma de reducir el riesgo de que esto ocurra al mecanizar aluminio con CBN es lubricar ligeramente la superficie metálica con WD-40, aceite de oliva o incluso abrillantador de muebles, o cambiar las herramientas a PCD.
La mayoría de los bloques de motor de aluminio fundido están hechos de una de tres aleaciones: 319, A356 o A357. La aleación 319 es de 85,8% a 91,5% de aluminio, 5,5% a 6,5% de silicio, 3% a 4% de cobre, 0,35% de níquel, 0,25% de titanio, 0,5% de manganeso, 1% de hierro, 1% de zinc y 0,1% de magnesio. La aleación se somete a un tratamiento térmico T5 para endurecer y fortalecer el metal antes de que el bloque se mecanice a sus dimensiones finales.
Para aplicaciones de rendimiento, las aleaciones A356 y A357 son las más comunes. Estas aleaciones tienen un mayor porcentaje de aluminio (91,1% a 93,3%), más silicio (6,5% a 7,5%), un poco más de magnesio (0,25% a 0,45%) pero menos cobre (0,2%), menos hierro (0,2%) y menos zinc (0,1%). Las aleaciones son relativamente blandas cuando se funden, pero finalmente se vuelven mucho más fuertes después de recibir un tratamiento térmico T6.
Los bloques de motor de aluminio billet están hechos de una aleación "aeroespacial" 6061 diferente que es más dúctil que A356 o A357 y tiene una alta resistencia al agrietamiento bajo presiones extremas. La aleación 6061 en bloques billet forjados a menudo se somete a presión para reducir la porosidad y aumentar la densidad. Esto le da al billet 6061 una resistencia a la tracción de 414 a 483 MPa, en comparación con los 90 a 97 MPa del aluminio fundido A356. Es por eso que las aplicaciones de carreras más exigentes como los dragsters Top Fuel ejecutan bloques de aluminio billet 6061.
Aunque cada aleación de aluminio común tiene propiedades físicas ligeramente diferentes, todas comparten un coeficiente de expansión térmica que es más del doble que el del hierro fundido. Por lo tanto, cuando un bloque de aluminio pasa de la temperatura ambiente a la temperatura de funcionamiento, experimenta el doble de crecimiento en todas las direcciones que un bloque de hierro fundido.
Los bloques de aluminio pueden mecanizarse para aceptar camisas húmedas o secas, pero las camisas secas son las más comunes. Hay muchas opiniones diferentes sobre cómo mecanizar la superficie de la plataforma para asegurar un sellado hermético de la junta de culata. Muchos constructores de motores de la vieja escuela dejarán que las camisas sobresalgan un poco del bloque para asegurar el sellado debido al crecimiento del bloque. Esto puede ser un problema con algunos bloques de aluminio debido a su diseño y aleación, pero en muchos casos, el problema de que las camisas se deslicen por debajo de la superficie de la plataforma se debe a la ubicación de las camisas, no al crecimiento del bloque.