KR100391944B1

KR100391944B1 - 주철제용 브레이크 디스크 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100391944B1
Application number: KR10-2001-0032158A
Authority: KR
Inventors: 설기분
Original assignee: 설기분
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2003-07-16
Also published as: KR20020093411A

Abstract

본 발명은 주철제용 브레이크 디스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래 강판 용접방식을 지양하고 주철재료를 이용하여 주조방식에 의한 브레이크 디스크 제조방법에 관한 것이며,

또한 브레이크 디스크(10) 원판(12) 양면에 일정크기의 구멍(11)을 복수개 원형으로 배열 형성하므로써 제동시 브레이크 라이링 패드와의 마찰열을 디스크 내의 통풍구(13)를 통하여 외부로 신속히 배출하여 제동시 페이드(fade)현상이나 제동불량 및 드럼의 떨림현상등이 현저하게 감소된 주철제용 브레이크 디스크(10) 및 그 제조방법에 관한 발명입니다.

Description

주철제용 브레이크 디스크 및 그 제조방법{Method of manufacture brake di sc for cast material and therefore}

본 발명은 주철제용 브레이크 디스크 및 그 제조방법에 관한 것으로 브레이크 디스크를 주조방법을 이용하여 제조하는 브레이크 디스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이크 디스크는 브레이크 로터라고도 불리우는 차량제동장치의 일부품으로써 차량의 휄(바퀴)허브에 볼트로 설치되어 바퀴와 함께 회전하며 브레이크 라이링과 접촉되어 제동력을 발생시키는 기능을 가진 것이다.

재질로는 알루미늄 합금이나 강판등이 주로 사용되며, 일반적으로 브레이크 디스크는 제동력 발생시 600∼700℃정도의 마찰열 때문에 브레이크 라이링과 디스크 사이에 페이드(fade)현상이 나타나 제동력이 현저히 떨어지기 때문에 원둘레 직각 방향에 냉각핀이나 리브(rid)가 설치되거나 또는 양원판 사이에 통풍구멍이 설치되어 온도상승을 억제하는 역할을 하기도 한다.

이와같은 알루미늄 또는 강판 재질로 이루어진 브레이크 디스크(1)는 두개의 원판(디스크)(4)을 상호 맞댄 상태하에서 상호 원판(4) 표면에 형성된 복수개의 돌기부(5)끼리 서로 용접하므로써 원판과 원판사이에 일정 크기의 복수개의 통풍구멍(2)이 원둘레 방향으로 형성되므로써 브레이크 디스크(1)가 완성되는 것이다.

그러나, 이와같이 원판과 원판을 상호 용접방식에 의해 제조되는 브레이크 디스크는 장기간 계속적인 차량운행으로 원판(디스크)과 라이링과의 마찰열에 의해 원판(4)사이의 용접부(3)가 수축 팽창이 반복되어 떨어지거나 변형되어 브레이크 제어시 디스크에 떨림과 흔들림이 발생되는 문제점이 있고 원판 표면이 마모되는 현상도 나타난다.

위와같은 문제점 발생원인은 브레이크 디스크(1)의 두개의 원판(4)사이에 있는 용접 돌기부(3,5)의 결착력이 마찰열에 의한 수축 팽창에 의해 감소되어 두개의 원판(4)을 지지하는 고정능력이 떨어져 발생되는 것이라 판단된다.

본 발명은 상술한 종래 두개의 원판을 상호 용접방식에 의해 제조되는 브레이크 디스크의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로 주물사를 이용한 사형주조방법으로 주철제 브레이크 디스크 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 : 강판제 브레이크 디스크의 사시도.

도 2 : 강판제 브레이크 다스크의 분해사시도.

도 3 : 본 발명인 주철제 브레이크 디스크의 사시도.

도 4 : 본 발명 주철제 브레이크 디스크 제조 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 10 : 브레이크 디스크 2, 13 : 통풍구

3 : 용접부 4, 12 : 원판

5, 14 : 돌기부 11 : 구멍

이에 본 발명은 이와같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, C 3.12중량%, Mn 0.74중량%, Si 2.04중량%, S 0.10중량%, P 0.072중량%, Cr 0.16중량%, Cu 0.18중량%, 잔부는 Fe인 주철소재를 도가니로 또는 용선로에서 1300 내지 1500℃정도로 용융하여 브레이크 디스크 형태로 제작된 사형몰드에 상기 용탕을 주입하여 주철제 브레이크 디스크를 제조한다. 여기에서 Cr과 Cu를 첨가하는 것은 Cr은 디스크 마찰면의 내열성을 높여주기 위함이고 Cu는 열전도를 향상시켜 마찰면의 열을 신속히 외부로 배출하기 위해 첨가한다.

몰드제작과정은 300∼400매쉬 정도의 주물사로 브레이크 디스크(10) 형상의 몰드로 성형하는데 이때 레진 또는 접착제같은 결합제를 주물사에 섞으므로써 몰드가 일정 형상을 유지할 수 있다.

이렇게 제조된 몰드를 300∼500℃정도의 가열로에 넣고 10∼20분 정도 소성하면 1500℃정도의 용탕을 주입하여도 몰드가 소실 또는 파손되지 않는다.

몰드에 용탕이 주입되고 난 후 20∼30분동안 유지한 후, 냉각이 완료되면 몰드를 해체하게 되며 브레이크 디스크 통풍구(13), 구멍(11) 및 표면(12)에 묻은 주물사를 제거하고 후처리 공정을 거치면 주철제 브레이크 디스크(10)가 완성된다.

해체된 몰드는 재생처리를 거쳐 주물사로 재사용된다.

이와같은 공정에 의해 제조된 주철제용 브레이크 디스크는 표면경도가 HB 187∼215 정도이고 압축강도가 207 N/㎟ 정도의 기계적 성질을 갖추고 있으며, 주철조직은 흑연형태가 A형 89%, C+D,E형 11%의 분산조직 형태의 고강력 내열주철로 된다. 여기에서 A,C,D,E형의 흑연형태는 미국 ASTM규격(미국물질표준규격)에 흑연의 표준상태를 A에서 E형으로 구분한 것입니다.그 형태는 다음과 같습니다.

후처리 공정을 거친 주철제 브레이크 디스크는 외관이 미세기공 또는 요철면등이 전혀 없는 매끄러운 표면상태를 유지한다.

이와같은 과정을 거쳐 주철제용 브레이크 디스크를 제조하나 브레이크 디스크의 원판에 3∼5㎜직경의 구멍(11)을 원형으로 복수개 형성한 주철제 브레이크 디스크도 제조 가능하다.

위와같이 원판에 복수개의 구멍(11)을 형성한 브레이크 디스크는 원판에 브레이크 라이링 패드가 압착되어 600∼700℃ 정도의 마찰열이 발생되면 상기 마찰열이 구멍을 거쳐 통풍구를 통하여 외부로 배출되므로 브레이크 디스크 자체의 온도감소 효과가 있어 브레이크 제동시 페이드(fade)현상이 전혀 나타나지 않는 장점이 있다.

그리고, 원판과 원판을 일정간격 유지하여 주는 돌기부(14)도 원판(12)사이에 일체로 고정되어 있어 마찰열에 의한 반복된 수축 팽창으로도 균열이나 떨어짐등이 전혀 나타나지 않는다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 브레이크 디스크를 주철재질을 사용하여 주조방법에 의해 제조하므로써 강판을 용접방식에 의해 제조된 디스크에 비해 브레이크 드럼 또는 휄의 떨림현상과 디스크의 파손이 전혀없는 효과가 있으며 디스크 원판에 복수개의 구멍을 원형으로 배열 형성하므로써 브레이크 작동시에 마찰열을 통풍구를 통하여 외부로 신속히 배출하므로써 페이드(fade)현상이 전혀 없고 제동력이 뛰어난 효과가 있다.

Claims

300∼400 매쉬의 주물사로 브레이크 디스크 형상의 몰드를 제작하고, C 3.12중량%, Mn 0.74 중량%, Si 2.04중량%, S 0.10중량%, P 0.072중량%, Cr 0.16중량%, Cu 0.18중량%, 잔부는 Fe인 주철소재를 도가니 또는 용선로에서 용융하여 용탕온도를 1300∼1500℃로 하고,

상기 주물사 몰드에 상기 용탕을 주입하여 20∼30분 유지한 후 냉각하고 상기 몰드를 해체하여 주조완료된 브레이크 디스크의 표면을 후처리 가공 공정을 거쳐 주철제 브레이크 디스크(10)를 제조하는 주철제 브레이크 디스크 제조방법.
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