KR101533784B1 - 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법 - Google Patents

항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크를 담그는 제1단계;
상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 용기에서 꺼내서 건조하는 제2단계;
상기 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면, 내주면, 외주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제3단계; 및
상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법{METHOD FOR ANTI-OXIDATION COATING AIRCRAFT BRAKE DISC}
본 발명은 항공기 브레이크 디스크에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국 등록특허(10-0447840)에 개시되어 있다.
항공기 착륙시, 항공기 브레이크 디스크는, 그 온도가 1000℃ 이상으로 상승한다. 이러한 고온에서 마찰력이나 기계적 강도가 떨어지지 않도록, 항공기 브레이크 디스크는 탄소-탄소 복합재(carbon-carbon composite)로 만들어진다.
탄소-탄소 복합재는, 2500℃ 이상의 고온에서도 마찰력이나 기계적 강도가 떨어지지 않으며, 열충격저항성과 열전도성이 우수한 재료이다.
항공기 브레이크 디스크를 만드는 방법은 다음과 같다.
항공기 브레이크 디스크의 외관을 가진 프리폼을 내열성 섬유로 만든다. 프리폼에 탄소성분을 증착시켜 프리폼의 밀도를 1.7g/㎤까지 끌어올린다. 밀도화가 끝나면, 열처리, 형상가공하여 항공기 브레이크 디스크를 완성한다.
항공기 브레이크 디스크가 고온에서 산화되는 것을 방지하기 위하여, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅한다.
내산화 코팅 방법은 다음과 같다.
항공기 브레이크 디스크의 마찰면을 제외한 내주면과 외주면에, 내산화 코팅액을 붓으로 발라지거나 스프레이로 뿌린 후, 건조 및 열처리하여 내산화 코팅막을 형성한다.
항공기 브레이크 디스크의 마찰면을 제외한 내주면과 외주면에만 내산화 코팅막을 형성하는 이유는, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 내산화 코팅막이 형성될 경우, 항공기 브레이크 디스크의 마찰력이 떨어지기 때문이다.
그러나, 상술한 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면을 제외한 내주면과 외주면에, 내산화 코팅액을 붓으로 일일이 바르거나, 내산화 코팅액을 스프레이로 일일이 뿌려 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅 방법으로는, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 시간을 단축시키기 어려웠다.
본 발명의 목적은, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 시간을 단축시킬 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크를 담그는 제1단계;
상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 용기에서 꺼내서 건조하는 제2단계;
상기 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면, 내주면, 외주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제3단계; 및
상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 상기 마찰면을 압착하는 지그에, 상기 항공기 브레이트 디스크를 장착하는 제1단계;
상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 내산화 코팅액이 담긴 용기에 담그는 제2단계;
상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 상기 용기에서 꺼내서 상기 항공기 브레이크 디스크가 상기 지그에 장착된 상태로, 상기 항공기 브레이크 디스크를 건조하는 제3단계;
상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 지그로부터 분리하는 제4단계; 및
상기 지그로부터 분리된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 외주면과 내주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명을 사용하면, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면을 제외한 내주면과 외주면에, 내산화 코팅액을 붓으로 일일이 바르거나, 내산화 코팅액을 스프레이로 일일이 뿌려 내산화 코팅막을 형성할 필요가 없다. 대신, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅액에 담그고, 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거하여, 항공기 브레이크 디스크의 내주면과 외주면에 내산화 코팅막을 형성시킬 수 있다. 따라서, 항공기 브레이크 디스크의 내산화 코팅시간을 종전 보다 단축시킬 수 있다.
또한, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 마찰면을 압착하는 지그를 사용할 경우, 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거하는 시간도 없앨 수 있다. 따라서, 항공기 브레이크 디스크의 내산화 코팅시간을 종전 보다 더욱 단축시킬 수 있다.
또한, 2개 이상의 항공기 브레이크 디스크를 장착할 수 있으며, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게 마찰면을 압착하는 지그를 사용할 경우, 많은 양의 항공기 브레이크 디스크를 한꺼번에 내산화 코팅할 수 있어, 항공기 브레이크 디스크의 내산화 코팅시간을 종전 보다 더더욱 단축시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는, 내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크를 담근 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은, 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 항공기 브레이크 디스크의 내주면, 외주면, 마찰면에 내산화 코팅막을 형성시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는, 도 3에 도시된 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 마찰면을 압착하는 지그에, 항공기 브레이트 디스크가 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은, 지그의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 8은, 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 내산화 코팅액이 담긴 용기에 담근 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는, 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 항공기 브레이크 디스크의 내주면과 외주면에 내산화 코팅막을 형성시킨 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크를 담그는 제1단계(S11);
상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 용기에서 꺼내서 건조하는 제2단계(S12);
상기 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면, 내주면, 외주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제3단계(S13); 및
상기 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거하는 제4단계(S14);로 구성된다.
제1단계(S11)를 설명한다.
도 2는, 내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크를 담근 상태를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)를 내산화 코팅액(L)이 담긴 용기(V)에 담근다. 그러면, 항공기 브레이크 디스크(10)의 내주면(11), 외주면(12), 마찰면(13,14)에 내산화 코팅액(L)이 묻게 된다.
내산화 코팅액(L)은, 보론(Boron)을 포함한 화힙물로 구성된다. 화합물은 B, BN, H3PO4,(Mn(H3PO4)22H2O), KOH, SiO2, NH3로 구성된다.
제2단계(S12)를 설명한다.
항공기 브레이크 디스크(10)를 용기(V)에서 꺼내서 상온에서 4시간 동안 자연 건조시킨다.
제3단계(S13)를 설명한다.
항공기 브레이크 디스크(10)를 열처리장비(미도시)에 넣고 10℃/분의 속도로 800℃까지 승온시킨다. 800℃ 온도 분위기와 아르곤 770 torr 압력 분위기에서 항공기 브레이크 디스크(10)를 2시간 동안 나둔다. 그리고, 항공기 브레이크 디스크(10)를 열처리 장비 안에서 24시간 동안 자연 냉각시킨 후 꺼낸다.
도 3은, 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 항공기 브레이크 디스크의 내주면, 외주면, 마찰면에 내산화 코팅막을 형성시킨 상태를 나타낸 도면이다.
항공기 브레이크 디스크(10)의 열처리가 끝나면, 도 3에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)의 내주면(11), 외주면(12), 마찰면(13,14)에 내산화 코팅막(F)이 형성된다.
제4단계(S14)를 설명한다.
도 4는, 도 3에 도시된 항공기 브레이크 디스크의 마찰면에 형성된 내산화 코팅막을 제거한 상태를 나타낸 도면이다. 도 4의 마찰면에 찍힌 점들은 마찰면이 기계 가공된 상태를 나타낸다.
항공기 브레이크 디스크(10)의 내주면(11)과 외주면(12)에 형성된 내산화 코팅막(F)은 그대로 놔둔 채, 마찰면(13,14)에 형성된 내산화 코팅막(F) 만을 기계가공하여 제거한다.
그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)의 내주면(11)과 외주면(12)에만 내산화 코팅막(F)이 남게 된다.
상술한 제1단계(S11) 내지 제4단계(S14)를 거쳐, 항공기 브레이크 디스크(10)의 내주면(11)과 외주면(12)에만 내산화 코팅막(F)이 형성된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 상세히 설명한다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 상기 마찰면을 압착하는 지그에, 상기 항공기 브레이트 디스크를 장착하는 제1단계(S21);
상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 내산화 코팅액이 담긴 용기에 담그는 제2단계(S22);
상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 상기 용기에서 꺼내서 상기 항공기 브레이크 디스크가 상기 지그에 장착된 상태로, 상기 항공기 브레이크 디스크를 건조하는 제3단계(S23);
상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 지그로부터 분리하는 제4단계(S24); 및
상기 지그로부터 분리된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 외주면과 내주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제5단계(S25);로 구성된다.
제1단계(S21)를 설명한다.
도 6은, 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 마찰면을 압착하는 지그에, 항공기 브레이트 디스크가 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
지그(30)는, 상측과 하측에 각각 위치된 누름판(31), 고무패드(32), 볼트(33), 너트(34)로 구성된다.
상측과 하측 누름판(31)의 좌우측에는 볼트(33)가 관통하는 관통공(31a)이 구비된다.
고무패드(32)는, 상측 누름판(31)의 하면과 하측 누름판(31)의 상면에 각각 부착된다.
볼트(33)는 상측 누름판(31)의 관통공(31a)과 하측 누름판(31)의 관통공(31a)을 한꺼번에 통과한다.
너트(34)는 관통공(31a)을 통과한 볼트(33)의 끝부분에 체결된다.
항공기 브레이크 디스크(20)는, 상측 누름판(31)과 하측 누름판(32) 사이에 위치된다.
볼트(33)의 끝부분에 너트(34)가 체결되는 동안, 상측 누름판(31)과 하측 누름판(32) 사이에서 항공기 브레이크 디스크(20)가 눌려진다.
고무패드(32)는 상측 누름판(31)과 하측누름판(31)과 항공기 브레이크 디스크(20)에 눌려 압축된다.
고무패드(32)가 압축됨으로써, 항공기 브레이크 디스크(20)의 마찰면(23,24)에는 내산화 코팅액(L, 도 8참조)이 스며들지 못한다. 즉, 항공기 브레이크 디스크(20)의 내주면(21)과 외주면(22)에만 내산화 코팅액(L, 도 8참조)이 묻게 된다.
도 7은, 지그의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 지그(40)는, 수직으로 배치된 4개의 누름판(41)들, 누름판(41)의 상면 또는 하면에 부착된 고무패드(42), 누름판(41)들에 형성된 관통공(41a)을 한꺼번에 통과하는 볼트(43), 관통공(41a)들을 통과한 볼트(43)의 끝부분에 체결되는 너트(44)로 구성된다.
총 3개의 항공기 브레이크 디스크(20)가, 4개의 누름판(41)들 사이 사이에 위치된다. 물론, 누름판(41)의 개수를 늘려서, 더 많은 항공기 브레이크 디스크(20)를 누름판(41)들 사이 사이에 위치시킬 수도 있을 것이다.
볼트(43)의 끝부분에 너트(44)가 체결되는 동안, 누름판(41)들 사이에서 항공기 브레이크 디스크(20)들이 눌려진다.
고무패드(42)는, 누름판(41)들과 항공기 브레이크 디스크(20)에 눌려 압축된다.
변형예에 따른 지그(40)를 사용하면, 2개 이상의 항공기 브레이크 디스크(20)를 지그(40)에 장착할 수 있어, 많은 양의 항공기 브레이크 디스크(20)를 한꺼번에 내산화 코팅할 수 있다.
제2단계(S22)를 설명한다.
도 8은, 내산화 코팅액이 담긴 용기에 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 담근 상태를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(20)가 장착된 지그(30)를 내산화 코팅액(L)이 담긴 용기(V)에 담근다.
그러면, 항공기 브레이크 디스크(20)의 마찰면(22,23)을 제외한 내주면(21)과 외주면(22)에만 내산화 코팅액(L)이 묻게 된다.
제3단계(S23)를 설명한다.
항공기 브레이크 디스크(20)가 장착된 지그(30)를 용기(V)에서 꺼낸다.
항공기 브레이크 디스크(20)가 지그(30)에 장착된 상태로, 항공기 브레이크 디스크(20를 상온에서 4시간 동안 자연 건조시킨다.
제4단계(S24)를 설명한다.
볼트(33)의 끝부분에 체결된 너트(34)를 풀고, 항공기 브레이크 디스크(20)를 지그(30)로부터 분리한다.
제5단계(S25)를 설명한다.
도 9는, 건조된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 항공기 브레이크 디스크의 내주면과 외주면에 내산화 코팅막을 형성시킨 상태를 나타낸 도면이다.
항공기 브레이크 디스크(20)를 열처리장비(미도시)에 넣고 10℃/분의 속도로 800℃까지 승온시킨다. 800℃ 온도 분위기와 아르곤 770torr 압력 분위기에서 항공기 브레이크 디스크(20)를 2시간 동안 나둔다. 그리고, 항공기 브레이크 디스크(20)를 열처리 장비 안에서 24시간 동안 자연 냉각시킨 후 꺼낸다.
그러면, 도 9에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(20)의 내주면(21)과 외주면(22)에만 내산화 코팅막(F)이 형성된다. 이렇게, 항공기 브레이크 디스크(20)의 마찰면(23,24)에는 내산화 코팅막(F)이 형성되지 않으므로, 이를 제거하기 위한 기계가공이 필요 없다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 상기 마찰면을 압착하는 지그에, 상기 항공기 브레이트 디스크를 장착하는 제1단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 내산화 코팅액이 담긴 용기에 담그는 제2단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 상기 용기에서 꺼내서 상기 항공기 브레이크 디스크가 상기 지그에 장착된 상태로, 상기 항공기 브레이크 디스크를 건조하는 제3단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 지그로부터 분리하는 제4단계; 및
    상기 지그로부터 분리된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 외주면과 내주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제5단계;를 포함하며,
    상기 제1단계에서,
    상기 지그는, 상측과 하측에 각각 위치된 누름판, 상측 누름판의 하면과 하측 누름판의 상면에 각각 부착된 고무패드, 상기 상측 누름판과 상기 하측 누름판에 구비된 관통공을 한꺼번에 통과하는 볼트, 상기 관통공을 통과한 볼트의 끝부분에 체결되는 너트로 구성되며,
    상기 항공기 브레이크 디스크는, 상측 누름판과 하측 누름판 사이에 위치되며,
    상기 볼트의 끝부분에 상기 너트가 체결되는 동안, 상기 상측 누름판과 상기 하측 누름판 사이에 위치된 상기 항공기 브레이크 디스크가 눌려지고,
    상기 고무패드는 상기 상측 누름판과 상기 하측누름판과 상기 항공기 브레이크 디스크에 눌려 압축되는 것을 특징으로 하는 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법.
  5. 항공기 브레이크 디스크의 마찰면이 외부로 노출되지 못하게, 상기 마찰면을 압착하는 지그에, 상기 항공기 브레이트 디스크를 장착하는 제1단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 내산화 코팅액이 담긴 용기에 담그는 제2단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크가 장착된 지그를 상기 용기에서 꺼내서 상기 항공기 브레이크 디스크가 상기 지그에 장착된 상태로, 상기 항공기 브레이크 디스크를 건조하는 제3단계;
    상기 항공기 브레이크 디스크를 상기 지그로부터 분리하는 제4단계; 및
    상기 지그로부터 분리된 항공기 브레이크 디스크를 열처리하여, 상기 항공기 브레이크 디스크의 외주면과 내주면에 내산화 코팅막을 형성하는 제5단계;를 포함하며,
    상기 제1단계에서,
    상기 지그는, 수직으로 배치된 2개 보다 많은 누름판들과, 상기 누름판의 상면 또는 하면에 부착된 고무패드, 상기 누름판들에 형성된 관통공을 한꺼번에 통과하는 볼트, 상기 관통공들을 통과한 볼트의 끝부분에 체결되는 너트로 구성되며,
    상기 항공기 브레이크 디스크는, 상기 누름판들 사이에 복수개 위치되며,
    상기 볼트의 끝부분에 상기 너트가 체결되는 동안, 상기 누름판들 사이에 위치된 상기 복수개의 항공기 브레이크 디스크가 눌려지고,
    상기 고무패드는, 상기 누름판들과 상기 항공기 브레이크 디스크들 사이에서 압축되는 것을 특징으로 하는 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09136260A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼の冷却孔加工方法
KR20100000099A (ko) * 2008-06-24 2010-01-06 황평 세라믹 코팅된 브레이크 디스크 및 그의 코팅방법
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