KR101558597B1 - 브레이크 디스크 표면 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 브레이크 디스크 표면 처리 방법은 상기 브레이크 디스크 표면에 용사 코팅 분말을 분사하여 용사 코팅층을 형성한다.

상기와 같이 본 발명은 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅하여 표면 처리함으로써 브레이크 디스크의 내식성, 내마모성, 내열성, 제동성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 더불어 브레이크 디스크의 사용주기를 연장할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있다.

Description

브레이크 디스크 표면 처리 방법{SURFACE TREATMENT METHOD OF BRAKE DISK}

본 발명은 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅을 실시하여 제동력을 증대시킬 수 있는 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 디스크는 브레이크 패드를 압착시켜 제동 효과를 발생시키는 것으로, 이러한 브레이크 디스크는 제동면에서 장기 판매 대기 및 판매 지역 환경 조건(강우량, 온도, 습도 등)에 따른 부식이 발생하며, 상기와 같이 브레이크 디스크의 부식을 방지하기 위해 표면 처리를 실시한다.

즉, 브레이크 디스크의 표면처리 방법은 브레이크 디스크의 표면을 세척하는 세척 단계, 상기 브레이크 디스크의 제동면을 포함한 전면에 표면처리제로 피막을 형성하는 도장 단계, 상기 브레이크 디스크를 고주파로 가열경화하는 건조 단계, 상기 브레이크 디스크를 냉각시키는 냉각 단계, 및 상기 브레이크 디스크의 표면을 브러싱하는 브러싱 단계를 포함한다.

상기와 같이 브레이크 디스크를 표면 처리함으로써 제동면을 포함한 전면에서 표면 처리제 성분에 의해 내식성이 향상되어 부식 발생을 방지한다.

그러나 종래의 브레이크 디스크는 장시간 제동후 제동면에 코팅된 표면 처리제가 마모되면서 제동면이 자연적으로 산소와 반응하여 부식, 더욱 상세하게는 산화층을 발생시키며, 이 산화층에 의해 마찰계수가 감소하거나 또는 상승하여 불안전한 제동력을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 디스크를 장시간 사용하여도 마찰계수가 변동되지 않도록 하여 안정적인 제동력 유지할 수 있는 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브레이크 디스크 표면 처리 방법은 상기 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅 분말을 분사하여 용사 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 용사 코팅층은 1~3mm 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크 디스크를 회전시킨 상태에서 용사 코팅 분말을 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크 디스크에 코팅된 용사 코팅층의 조도는 5 마이크론 이하로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크 디스크는 제동면에 용사 코팅층을 형성한 후 연삭 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크 디스크의 제동면 조도는 400 마이크론 이상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 용사 코팅 분말은 크롬(Cr) 계열 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 용사 코팅 분말은 크로마이트(Cr2O3) 계열 또는 알루미나(Al2O3) 계열 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 계열 중 하나의 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅하여 표면 처리함으로써 브레이크 디스크의 내식성, 내마모성, 내열성, 제동성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 더불어 브레이크 디스크의 사용주기를 연장할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 브레이크 디스크 표면 처리 구조는 브레이크 디스크 표면에 용사 코팅층을 형성하여 브레이크 디스크의 장시간 제동후에도 동일한 마찰계수를 유지시킬 수 있어 제동성과 사용주기를 연장할 수 있는 기술이다.

즉, 본 발명에 따른 브레이크 디스크 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 패드가 밀착됨에 따라 제동력을 발생시키는 표면, 즉 제동면(110)을 형성하는 브레이크 디스크(100)와, 상기 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 코팅되는 용사 코팅층(200)을 포함한다.

여기서 상기 용사 코팅층(200)은 브레이크 디스크(100)의 2년 사용기간을 기준으로 한 브레이크 디스크의 마모 깊이는 2mm 정도이기에, 이 마모 깊이를 생각하여 1~5mm 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2mm이상의 두께를 형성한다.

즉, 상기 용사 코팅층(200)은 두께가 50micron 이하인 경우 마찰시 마찰층이 제동 중에 바로 탈락이 가능하고, 5mm이상으로 너무 두꺼운 경우 오히려 마찰면과 코팅층의 접촉강도가 낮아져 제동 중에 탈락이 더 발생할 수 있다.

또한, 용사 코팅층(200)은 크로마이트(Cr2O3) 계열, 또는 알루미나계열(Al2O3) 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 등 내식성과 내마모성 및 마찰계수를 0.3 이상 유지할 수 있는 용사를 목적으로 한 코팅재료인 용사 코팅 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 용사 코팅층(200)은 크롬(Cr) 계열 코팅재료인 용사 코팅 분말 또는 용사 코팅액을 사용할 수도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 브레이크 디스크 구조를 표면 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(100) 표면, 즉 제동시 마찰에 의해 마모가 발생하는 제동면(110)을 예열하는 예열 단계(S10), 예열된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 가공하는 가공 단계(S20), 가공된 제동면에 용사 코팅 분말이 잘 부착되도록 쇼트 블라스팅(shot blasting)하는 쇼트 블라스팅 단계(S30), 쇼트 블라스팅된 브레 이크 디스크(100)의 제동면(110)을 회전시키는 회전 단계(S40), 회전하는 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 용사 코팅하는 용사 코팅 단계(S50), 용사 코팅된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 연삭하는 연삭 단계(S60), 연삭이 완료된 브레이크 디스크(100)의 제동면(100)을 브러싱하는 브러싱 단계(S70)를 수행한다.

이하, 상기와 같은 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

예열 단계(S10)는 브레이크 디스크(100)의 가공성과 부착성을 증대시키기 위해 브레이크 디스크(100)를 예열하는 것으로, 가열장치(미도시)를 이용하여 회주철로 주조된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 100℃~150℃ 정도로 예열한다.

S10 단계가 완료되면, 예열된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)를 그리트 블라스팅(grit blasting)장치를 이용하여 그리트 블라스팅하며, 이를 통해 제동면(110)에 부착된 이물질을 제거한다(S20).

한편, 그리트 블라스팅(Grit Blasting)은 샌드 블라스트와 유사한 가공법으로, 모래 대신 주철의 구를 파쇄하여 만든 예리한 날을 가진 소립(그리트 : Grit)을 사용하여 블라스팅의 효과를 증대시킨 가공법을 말한다.

S20 단계가 완료되면, 이물질이 제거된 상기 제동면(110)에 용사 코팅 분말이 잘 착상되도록 쇼트 블라스팅(Shot Blasting) 장치를 이용하여 제동면(110)을 30초간 쇼트 블라스팅한다, 이때 제동면(110)의 표면 조도(Ra)는 400마이크론(Micron) 이상을 갖도록 쇼트 블라스팅 공정을 수행한다(S30).

한편, 쇼트 블라스팅(Shot Blasting)은 직경 0.5~1.0 mm 정도의 쇼트(Shot) 를 공작물 표면에 투사하여 그 충격력으로 소성 변형된 미소 요철을 표면에 만드는 가공법을 말한다.

S30 단계가 완료되면, 제동면(110) 전체에 용사 코팅 분말이 균일하게 분사될 수 있도록 브레이크 디스크(100)를 회전시킨다(S40).

S40 단계가 완료되면, 회전하는 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 용사 코팅 분말을 스프레이 건(spray gun)(300)을 사용하여 분사하여 용사 코팅층(200)을 형성시킨다(S50).

여기서, 스프레이 건(300)은 용사 두께 유지 및 안정적인 용사를 위해 스프레이 건의 인젝터 직경은 1.5mm로 하고, 스프레이 건(300)의 인젝터와 제동면(110) 사이의 거리는 120mm 정도를 유지한다. 그리고 아르곤 플라스마 가스(Ar plasma gas)의 유량은 40SLPM, 분말 가스의 유량은 4.2SLPM, 분말량은 24g/min으로 설정한다.

한편, 상기 SLPM는 유량을 나타내는 단위로, 온도 20도℃ 대기압(14.7psi)에서 측정한 유량을 LPM(Liter/Minute)으로 표시할때 SLPM이라고 한다.

S50 단계가 완료되면, 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 코팅된 용사 코팅층(200)을 연삭장치를 사용하여 연삭한다(S60).

즉 용사 코팅층(200)의 표면 조도(Ra)는 최소 5마이크론 이하로 형성되도록 연삭 공정을 수행한다.

S60 단계가 완료되면, 용사 코팅층(200)의 전체 표면에 이물질을 제거하기 위하여 특수 제작된 브러시가 설치된 브러싱장치(미도시)를 통해 브러싱(brushing) 한다(S70).

이때, 상기 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 이물질이 완전히 제거되는지 확인한다.

이와 같이 S70 단계를 완료하면 용사 코팅층(200)으로 표면 처리된 도 1에 도시된 본 발명의 브레이크 디스크 구조물을 제조할 수 있으며, 더불어 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)의 마찰 계수를 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 제동성과 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 디스크 구조물을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 브레이크 디스크 110: 제동면

200: 용사 코팅층

Claims (8)

1. 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 있어서,

   브레이크 디스크(100) 표면, 즉 제동시 마찰에 의해 마모가 발생하는 제동면(110)을 예열하는 예열 단계(S10),

   예열된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 가공하는 가공 단계(S20),

   가공된 제동면에 용사 코팅 분말이 잘 부착되도록 쇼트 블라스팅(shot blasting)하는 쇼트 블라스팅 단계(S30),

   쇼트 블라스팅된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 회전시키는 회전 단계(S40),

   회전하는 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 용사 코팅하는 용사 코팅 단계(S50),

   용사 코팅된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 연삭하는 연삭 단계(S60), 및

   연삭이 완료된 브레이크 디스크(100)의 제동면(100)을 브러싱하는 브러싱 단계(S70)를 수행하고,

   쇼트 블라스팅 단계(S30)는 상기 브레이크 디스크의 제동면 조도를 400 마이크론 이상으로 형성하며,

   상기 용사 코팅 단계(S50)는 상기 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅 분말을 분사하여 용사 코팅층을 형성하고,

   상기 연삭 단계(S60)는 용사 코팅층(200)의 표면 조도(Ra)를 최소 5마이크론 이하로 형성되도록 연삭하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 용사 코팅 단계(S50)에서 상기 용사 코팅층은 50마이크론~3mm 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 브레이크 디스크를 회전시킨 상태에서 용사 코팅 분말을 분사하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 용사 코팅 분말은 크롬(Cr) 계열 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 용사 코팅 분말은 크로마이트(Cr2O3) 계열 또는 알루미나(Al2O3) 계열 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 계열 중 하나의 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.

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