KR101608904B1 - Method for manufacturing motor vehicle brake disc - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 브레이크 디스크 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an automotive brake disc.
자동차 브레이크 디스크는 드럼식 브레이크 디스크와, 디스크식 브레이크 디스크로 구분된다.Automotive brake discs are divided into drum brake discs and disc brake discs.
디스크식 브레이크는 디스크의 표면과 패드의 마찰로 디스크의 회전을 늦추거나 멈추게 함으로써, 자동차의 속도를 감속하거나 자동차를 정지시킨다.A disc-type brake slows down or stops the rotation of the disc by friction between the surface of the disc and the pad, thereby slowing down the vehicle or stopping the vehicle.
디스크식 브레이크는, 가볍고, 내열충격성, 내산화성, 내마모성이 크고, 고강도이며, 높은 마찰계수를 가져야 한다. 이를 위해, 최근에는 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로, 디스크식 자동차 브레이크 디스크(이하, "자동차 브레이크 디스크"로 약칭한다)를 많이 만들고 있다.The disc-type brake must be lightweight, high in thermal shock resistance, high in oxidation resistance, high in abrasion resistance, high in strength, and high in friction coefficient. To this end, a large number of disk-type automotive brake discs (hereinafter, abbreviated as "automobile brake discs") have been made of carbon fiber-reinforced ceramic composites.
탄소 섬유 강화 세라믹 복합재는, 기지(matrix)가 세라믹이고 탄소섬유로 강화된 소재이다. 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 자동차 브레이크 디스크를 만들면, 가볍고, 내열충격성, 내산화성, 내마모성이 크고, 고강도이며, 높은 마찰계수를 가진 자동차 브레이크 디스크를 만들 수 있다.The carbon fiber reinforced ceramic composite material is a matrix-ceramic material reinforced with carbon fiber. Car brake discs made from carbon fiber-reinforced ceramic composites can make automotive brake discs that are lightweight, heat shock resistant, resistant to oxidation, wear resistant, high strength, and high coefficient of friction.
본 출원인은, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로, 자동차 브레이크 디스크를 제조하는 기술(10-1304309, 10-1258828, 10-1247582, 10-1242078, 10-1304303, 10-1304188, 10-1242079, 10-1370558, 10-1336101, 10-1242076, 10-1180004, 10-1216144)을 다수 확보하고 있으며, 이러한 기술들을 사용하여 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 자동차 브레이크 디스크를 제조하여 판매하고 있다.The present applicant has proposed a technique for manufacturing an automobile brake disc using a carbon fiber reinforced ceramic composite material, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open , 10-1336101, 10-1242076, 10-1180004, 10-1216144). These technologies are used to manufacture and sell automotive brake discs made of carbon fiber-reinforced ceramic composites.
한편, 본 출원인이 자동차 브레이크 디스크를 판매하는 동안, 구매자로부터 자동차 브레이크 디스크 자체는 문제가 없으나, 자동차 브레이크 디스크와 마찰하는 패드, 자동차 브레이크 디스크와 바퀴를 연결시켜주는 햇파트, 자동차 브레이크 디스크에 패드를 밀착시켜 주는 캘리퍼에 문제가 발생한다는 불만을 자주 듣고 있다.On the other hand, while the applicant sells an automobile brake disc, there is no problem with the automobile brake disc itself from the buyer, but there is no problem with the automobile brake disc, the automobile brake disc and the hat part connecting the automobile brake disc, I often hear complaints about problems with the caliper that comes in close contact.
그 이유는 다음과 같다.The reason for this is as follows.
탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 자동차 브레이크 디스크는, 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크 보다 비열은 크나 밀도는 작다. 따라서, 제동시, 디스크의 표면과 패드의 마찰로 인해, 디스크의 온도가 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크 보다 급속도로 높이 올라간다. 이로 인해, 고온에서 충분히 견딜 수 있는 자동차 브레이크 디스크 자체는 문제가 없으나, 그 주변에 설치된 패드, 햇파트, 캘리퍼가 열변형되고 열화(劣化)되는 문제점이 발생한다.Automotive brake discs made from carbon fiber reinforced ceramic composites have higher specific heat but lower density than automotive brake discs made of cast iron. Therefore, during braking, due to the friction between the surface of the disc and the pad, the temperature of the disc rises more rapidly than the automotive brake disc made of cast iron. As a result, there is no problem in the automobile brake disc itself which can withstand a high temperature, but there is a problem that the pad, the hat part and the caliper which are installed around the automobile brake disc are thermally deformed and deteriorated.
패드가 열변형되고 열화되면, 디스크와 패드 사이의 마찰계수의 변화폭이 커져, 제동성능이 일정치 못하게 된다.When the pad is thermally deformed and deteriorated, the variation range of the friction coefficient between the disk and the pad becomes large, and the braking performance becomes unstable.
햇파트가 열변형되고 열화되면, 바퀴와 햇파트 사이에 균형이 맞지 않아, 소음 및 진동이 발생한다.When the hat part is thermally deformed and deteriorated, the balance between the wheel and the hat part is not balanced, resulting in noise and vibration.
캘리퍼가 열변형되고 열화되면, 캘리퍼가 패드를 자동차 브레이크 디스크에 제대로 밀착시키지 못해, 소음 및 진동이 발생한다. 또한, 캘리퍼가 열을 받게 되면, 캘리퍼를 작동시키는 브레이크 액이 끓어 오르게 되어, 제동성능이 급격하게 떨어진다.When the caliper is thermally deformed and deteriorated, the caliper can not properly adhere the pad to the car brake disc, resulting in noise and vibration. Further, when the caliper receives heat, the brake fluid for operating the caliper is boiled, and the braking performance drops sharply.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 자동차 브레이크 디스크를, 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크 보다 크게 만들어, 부피를 증가시켜 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 있다.To solve this problem, an automobile brake disk made of a carbon fiber reinforced ceramic material is made larger than an automobile brake disk made of cast iron, thereby increasing the volume and preventing the temperature of the disk from rapidly rising.
그러나, 이는 차량을 개조하기 전에는, 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크를, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 자동차 브레이크 디스크로 즉시 교체할 수 없다는 점에서 해결 방법이 될 수 없다.However, this can not be a solution in the sense that it is not possible to immediately replace an automotive brake disc made of cast iron with a car brake disc made of carbon fiber reinforced ceramic composite, before the vehicle is retrofitted.
본 발명의 목적은, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 자동차 브레이크 디스크의 장점은 모두 가지면서, 패드, 햇파트, 캘리퍼를 열변형 및 열화시키고 마찰계수의 변화폭을 크게 만드는 단점을, 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크 보다 크게 만들지 않고도, 해결할 수 있는 자동차 브레이크 디스크 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a car brake disc made of a carbon fiber reinforced ceramic composite material, which has disadvantages of heat deformation and deterioration of a pad, a hat part and a caliper, And which can be solved without making it larger than a disc.
상기 목적을 달성하기 위한 자동차 브레이크 디스크 제조 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an automotive brake disc,
탄소섬유와 페놀수지를 혼합하여 혼합물을 만드는 제1단계;A first step of mixing a carbon fiber and a phenolic resin to form a mixture;
상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제1성형체를 만들고, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제2성형체를 만드는 제2단계;A second step of putting the mixture into a mold and pressurizing the mixture with a press to form a first formed body, placing the mixture in a mold and pressing it with a press to form a second formed body;
상기 제1성형체를 탄화시키고, 상기 제2성형체를 탄화시키는 제3단계;A third step of carbonizing the first formed body and carbonizing the second formed body;
상기 탄화된 제1성형체를 기계가공하고, 상기 탄화된 제2성형체를 기계가공하는 제4단계;A fourth step of mechanically processing the carbonized first molded body and machining the carbonated second molded body;
상기 기계가공된 제1성형체와 상기 기계가공된 제2성형체를 서로 접착시키는 제5단계;A fifth step of bonding the machined first formed body and the machined second formed body to each other;
규소 분말과 구리 분말을 섞어 만든 혼합분말을, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입하는 제6단계;A sixth step of charging the mixed powder prepared by mixing the silicon powder and the copper powder into the lower and upper sides of the first molded body and the second molded body adhered to each other;
상기 혼합분말을 녹여서, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체로 함침시키는 제7단계; 및A seventh step of melting the mixed powder and impregnating the mixed powder with the first molded body and the second molded body adhered to each other; And
상기 혼합분말이 함침된 제1성형체와 제2성형체를 연마하는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
And polishing the first molded body and the second molded body impregnated with the mixed powder.
또한, 상기 목적은,Further, the above-
탄소섬유와 페놀수지를 혼합하여 혼합물을 만드는 제1단계;A first step of mixing a carbon fiber and a phenolic resin to form a mixture;
상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제1성형체를 만들고, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제2성형체를 만드는 제2단계;A second step of putting the mixture into a mold and pressurizing the mixture with a press to form a first formed body, placing the mixture in a mold and pressing it with a press to form a second formed body;
상기 제1성형체를 탄화시키고, 상기 제2성형체를 탄화시키는 제3단계;A third step of carbonizing the first formed body and carbonizing the second formed body;
상기 탄화된 제1성형체를 기계가공하고, 상기 탄화된 제2성형체를 기계가공하는 제4단계;A fourth step of mechanically processing the carbonized first molded body and machining the carbonated second molded body;
상기 기계가공된 제1성형체와 상기 기계가공된 제2성형체를 서로 접착시키는 제5단계;A fifth step of bonding the machined first formed body and the machined second formed body to each other;
규소 분말과 구리 분말을 6 대 4 wt% 비율로 섞어 만든 혼합분말을, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입하되, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측보다 상측에 상기 혼합분말을 많이 쌓고, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 상측에 쌓인 혼합분말 위로 중량체를 놓는 제6단계;A mixed powder prepared by mixing silicon powder and copper powder in a ratio of 6 to 4 wt% is charged to the lower side and the upper side of the first molded body and the second molded body adhered to each other, and the first molded body and the second molded body A sixth step of stacking a large amount of the mixed powder on the upper side of the lower side and placing a weight on the mixed powder accumulated on the upper side of the first molded body and the second molded body adhered to each other;
상기 혼합분말을 녹여서, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체로 함침시키는 제7단계; 및A seventh step of melting the mixed powder and impregnating the mixed powder with the first molded body and the second molded body adhered to each other; And
상기 혼합분말이 함침된 제1성형체와 제2성형체를 연마하는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 디스크 제조 방법에 의해 달성된다.And polishing the first molded body and the second molded body in which the mixed powder is impregnated.
본 발명은, 규소 분말과 구리 분말을 섞은 혼합분말을 녹여서, 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체로 함침시킨다. 이렇게 만들어진 자동차 브레이크 디스크는, 탄소섬유(Cf), 구리(Cu), 규소(Si), 탄소(C), 탄화규소(SiC), 규소-구리 합금(SixCuy) 성분으로 구성된다.In the present invention, a mixed powder obtained by mixing a silicon powder and a copper powder is melted and impregnated with a first molded body and a second molded body adhered to each other. The automobile brake disc thus formed is composed of carbon fiber (Cf), copper (Cu), silicon (Si), carbon (C), silicon carbide (SiC), and silicon-copper alloy (Si x Cu y ).
탄소섬유(Cf), 규소(Si), 탄소(C), 탄화규소(SiC) 성분은, 디스크를 가볍고, 내열충격성, 내산화성, 내마모성이 크고, 고강도이며, 높은 마찰계수를 가지게 만든다.The carbon fiber (Cf), silicon (Si), carbon (C) and silicon carbide (SiC) components lighten the disk and have high thermal shock resistance, oxidation resistance, abrasion resistance, high strength and high friction coefficient.
구리(Cu), 규소-구리 합금(SixCuy) 성분은 디스크의 밀도를 높여서, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막고, 마찰계수의 변화폭을 줄인다.Copper (Cu) and silicon-copper alloy (Si x Cu y ) components increase the density of the disk, thereby preventing the temperature of the disk from rapidly rising during braking and reducing the variation range of the friction coefficient.
따라서, 본 발명을 사용하면, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합재로 만든 디스크의 장점은 모두 가지면서, 패드, 햇파트, 캘리퍼의 열변형 및 열화현상을, 주철로 만든 자동차 브레이크 디스크 보다 디스크를 크게 만들지 않고도 해결할 수 있다.Therefore, by using the present invention, it is possible to solve the thermal deformation and deterioration phenomenon of the pad, the hat part, and the caliper, without having to make the disk larger than the automobile brake disk made of cast iron, while having all the advantages of the disk made of the carbon fiber- .
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2(a),(b),(c)는, 제1성형체를 만드는 순서를 나타낸 도면이다.
도 3(a),(b),(c)는, 제2성형체를 만드는 순서를 나타낸 도면이다.
도 4는, 제1성형체와 제2성형체를 접착한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 규소 분말과 구리 분말을 섞어 만든 혼합분말을, 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시된 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 상측에 쌓인 혼합분말(PW) 위로 중량체가 놓여진 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법으로 만들어진 자동차 브레이크 디스크를 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법으로 만들어진 디스크의 내부를 확대한 사진이다.
도 9는, 제1조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.
도 10은, 제2조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.
도 11은, 제3조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.
도 12는, 제4조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
2 (a), 2 (b), and 2 (c) are diagrams showing a procedure for producing the first molded body.
3 (a), 3 (b), and 3 (c) are views showing a procedure for forming a second formed body.
4 is a view showing a state in which the first formed body and the second formed body are bonded.
Fig. 5 is a view showing a state in which mixed powders prepared by mixing silicon powder and copper powder are charged on the lower side and the upper side of the first molded body and the second molded body adhered to each other.
6 is a view showing a state in which a weight is placed on the mixed powder PW stacked on the upper side of the first formed body and the second formed body bonded to each other shown in FIG.
7 is a view showing an automotive brake disc made by a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged photograph of the inside of a disc made by a method for manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the first condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
10 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and the temperature of the automotive brake disc according to the second condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
11 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the third condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
12 is a graph showing the friction coefficient and temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the fourth condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법은,As shown in FIG. 1, a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention includes:
탄소섬유와 페놀수지를 혼합하여 혼합물을 만드는 제1단계(S11);A first step (S11) of mixing a carbon fiber and a phenolic resin to form a mixture;
상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제1성형체를 만들고, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제2성형체를 만드는 제2단계(S12);A second step (S12) of forming the first formed body by pressing the mixture into a mold, pressing the mixture into a mold, and pressing the mixture to form a second formed body;
상기 제1성형체를 탄화시키고, 상기 제2성형체를 탄화시키는 제3단계(S13);A third step (S13) of carbonizing the first formed body and carbonizing the second formed body;
상기 탄화된 제1성형체를 기계가공하고, 상기 탄화된 제2성형체를 기계가공하는 제4단계(S14);A fourth step (S14) of machining the carbonized first molded body and machining the carbonated second molded body;
상기 기계가공된 제1성형체와 상기 기계가공된 제2성형체를 서로 접착시키는 제5단계(S15);A fifth step (S15) of adhering the machined first formed body and the machined second formed body to each other;
규소 분말과 구리 분말을 섞어 만든 혼합분말을, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입하는 제6단계(S16);A sixth step (S16) of charging the mixed powder prepared by mixing the silicon powder and the copper powder into the lower and upper sides of the first and second molded bodies adhered to each other;
상기 혼합분말을 녹여서, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체로 함침시키는 제7단계(S17); 및A seventh step (S17) of melting the mixed powder and impregnating the mixed powder with the first molded body and the second molded body adhered to each other; And
상기 혼합분말이 함침된 제1성형체와 제2성형체를 연마하는 제8단계(S18);로 구성된다.
And an eighth step (S18) of polishing the first molded body and the second molded body impregnated with the mixed powder.
도 2(a),(b),(c)는, 제1성형체를 만드는 순서를 나타낸 도면이다. 도 3(a),(b),(c)는, 제2성형체를 만드는 순서를 나타낸 도면이다. 도 2 또는 도 3에 도시된 실선화살표는 프레스의 이동방향을 나타내고, 점선화살표는 제1성형체 또는 제2성형체를 몰드로부터 꺼내는 방향을 나타낸다.
2 (a), 2 (b), and 2 (c) are diagrams showing a procedure for producing the first molded body. 3 (a), 3 (b), and 3 (c) are views showing a procedure for forming a second formed body. The solid line arrows shown in Fig. 2 or Fig. 3 indicate the direction of movement of the press, and the dotted arrows indicate the direction in which the first molded body or the second molded body is taken out from the mold.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.The first step S11 will be described below.
도 2 및 도 3을 참조하면, 탄소섬유 30~70 vol%와, 페놀수지 70~30 vol%를 혼합하여 혼합물(X)을 만든다. 혼합물(X)로 후술할 지지층(110, 도 7참조)과 마찰층(120, 도 7참조)을 만든다.
Referring to FIGS. 2 and 3, 30 to 70 vol% of carbon fibers and 70 to 30 vol% of phenol resin are mixed to prepare a mixture (X). The support (110) (see FIG. 7) and the friction layer 120 (see FIG. 7) are formed by the mixture (X).
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.The second step S12 will be described below.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 몰드(M)에 혼합물(X)을 넣는다.As shown in Fig. 2 (a), the mixture (X) is put into the mold (M).
혼합물(X)위에 코어체(V)를 올려놓는다. 코어체(V)는 냉각채널의 형상을 가진다. 코어체(V)위에 혼합물(X)을 넣는다.The core body (V) is placed on the mixture (X). The core body (V) has the shape of a cooling channel. Put the mixture (X) on the core body (V).
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 프레스(P)로 가압하여 제1성형체(Y1)를 만든다. 이때, 가압하는 압력은 3~5 MPa이다. 여기서, 프레스(P)에 설치된 히터로 혼합물(X)을 가열할 수도 있다. 가열하는 온도는 120~180 ℃이다.As shown in Fig. 2 (b), the first molded body Y1 is formed by pressing with the press P. At this time, the pressurizing pressure is 3 to 5 MPa. Here, the mixture X may be heated by a heater provided in the press P. The heating temperature is 120 to 180 ° C.
도 2(c)에 도시된 바와 같이, 몰드(M)로부터 제1성형체(Y1)를 꺼낸다.The first molded body Y1 is taken out from the mold M as shown in Fig. 2 (c).
제1성형체(Y1)는, 경화된 페놀수지안에 무작위로 분포된 탄소섬유로 구성된다.
The first formed body Y1 is composed of carbon fibers randomly distributed in a cured phenol resin.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 몰드(M)에 혼합물(X)을 넣는다.As shown in Fig. 3 (a), the mixture (X) is put into the mold (M).
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 프레스(P)로 혼합물(X)를 가압하여 제2성형체(Y2)를 만든다. 이때, 가압하는 압력은 3~5 MPa이다. 여기서, 프레스(P)에 설치된 히터로 혼합물(X)을 가열할 수도 있다. 가열하는 온도는 120~180 ℃이다.As shown in Fig. 3 (b), the mixture X is pressed with the press P to produce the second formed body Y2. At this time, the pressurizing pressure is 3 to 5 MPa. Here, the mixture X may be heated by a heater provided in the press P. The heating temperature is 120 to 180 ° C.
도 3(c)에 도시된 바와 같이, 몰드(M)로부터 제2성형체(Y2)를 꺼낸다.The second formed body Y2 is taken out from the mold M as shown in Fig. 3 (c).
제2성형체(Y2)는, 경화된 페놀수지안에 무작위로 분포된 탄소섬유로 구성된다.
The second formed body Y2 is composed of carbon fibers randomly distributed in the cured phenol resin.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.The third step S13 will be described below.
용기(미도시) 안에 제1성형체(Y1)를 넣는다. 진공저항가열로(미도시) 안에 용기(미도시)를 넣는다. 진공저항가열로 안은 진공분위기 또는 불활성분위기이다.The first formed body Y1 is placed in a container (not shown). (Not shown) in a vacuum resistance heating furnace (not shown). The inside of the vacuum resistance heating furnace is a vacuum atmosphere or an inert atmosphere.
진공저항가열로는, 제1성형체(Y1)의 온도를 13시간 동안 1550℃로 승온시킨다. 진공저항가열로는, 제1성형체(Y1)의 온도를 1~2시간 동안 1550℃로 유지시킨다. 제1성형체(Y1)의 온도가 1550℃로 승온되고 유지되는 동안, 제1성형체(Y1)에 포함된 유기화합물이 열분해되어 탄소가 된다. 유기화합물이 열분해되고 남은 자리에는 기공(porosity)이 형성된다.In the vacuum resistance heating furnace, the temperature of the first molded product Y1 is raised to 1550 캜 for 13 hours. In the vacuum resistance furnace, the temperature of the first formed body Y1 is maintained at 1550 캜 for 1 to 2 hours. While the temperature of the first formed body Y1 is raised and maintained at 1550 ° C, the organic compound contained in the first formed body Y1 is thermally decomposed to become carbon. The organic compound is pyrolyzed and porosity is formed at the remaining sites.
제1성형체(Y1) 탄화시, 코어체(V)는 열분해 된다. 코어체(V)가 열분해 되면, 코어체(V)가 열분해되고 남은 빈자리에 냉각채널(111, 도 5참조)이 형성된다.
Upon carbonization of the first formed body Y1, the core body V is pyrolyzed. When the core body (V) is thermally decomposed, the core body (V) is thermally decomposed and a cooling channel (111) (see FIG.
용기(미도시) 안에 제2성형체(Y2)를 넣는다. 진공저항가열로(미도시) 안에 용기(미도시)를 넣는다. 진공저항가열로 안은 진공분위기 또는 불활성분위기이다.The second formed body Y2 is placed in a container (not shown). (Not shown) in a vacuum resistance heating furnace (not shown). The inside of the vacuum resistance heating furnace is a vacuum atmosphere or an inert atmosphere.
진공저항가열로는, 제2성형체(Y2)의 온도를 13시간 동안 1550℃로 승온시킨다. 진공저항가열로는, 제2성형체(Y2)의 온도를 1~2시간 동안 1550℃로 유지시킨다. 제2성형체(Y2)의 온도가 1550℃로 승온되고 유지되는 동안, 제2성형체(Y2)에 포함된 유기화합물이 열분해되어 탄소가 된다. 유기화합물이 열분해되고 남은 자리에는 기공(porosity)이 형성된다.
In the vacuum resistance heating furnace, the temperature of the second formed body Y2 is raised to 1550 캜 for 13 hours. In the vacuum resistance heating furnace, the temperature of the second formed body Y2 is maintained at 1550 캜 for 1 to 2 hours. While the temperature of the second formed body Y2 is raised and maintained at 1550 캜, the organic compound contained in the second formed body Y2 is pyrolyzed to become carbon. The organic compound is pyrolyzed and porosity is formed at the remaining sites.
이하, 제4단계(S14)를 설명한다.The fourth step S14 will be described below.
제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 중심부에 차축이 지나가는 축공을 뚫는다.The shaft hole passing through the axle passes through the center of the first formed body Y1 and the second formed body Y2.
제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 축공 주위로, 햇파트와 결합되는 볼트가 관통하는 관통공을 동일원상에 동일간격으로 뚫는다. 햇파트는 바퀴와 결합된다.
Through holes of the first molded body Y1 and the second molded body Y2 through which the bolts engaged with the hat part are drilled are equally spaced around the shaft hole of the first formed body Y1 and the second formed body Y2. The hat part is combined with the wheel.
이하, 제5단계(S15)를 설명한다.The fifth step S15 will be described below.
도 4는, 제1성형체와 제2성형체를 페놀수지로 접착한 상태를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a state in which the first molded body and the second molded body are bonded with phenol resin.
도 4를 참조하면, 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)를 페놀수지로 접착한다.
Referring to FIG. 4, the first molded body Y1 and the second molded body Y2 are bonded with phenol resin.
이하, 제6단계(S16)를 설명한다.The sixth step S16 will be described below.
도 5는, 규소 분말과 구리 분말을 섞어 만든 혼합분말을, 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입한 상태를 나타낸 도면이다.Fig. 5 is a view showing a state in which mixed powders prepared by mixing silicon powder and copper powder are charged on the lower side and the upper side of the first molded body and the second molded body adhered to each other.
도 5를 참조하면, 규소 분말(Si_pw)과 구리 분말(Cu_pw)을 혼합하여 혼합분말(PW)을 만든다. 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)을 용기(B)에 넣는다. 혼합분말(PW)을 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 하측과 상측에 장입(裝入)한다.Referring to FIG. 5, a silicon powder (Si_pw) and a copper powder (Cu_pw) are mixed to produce a mixed powder (PW). The first molded body Y1 and the second molded body Y2 bonded to each other are put into the container B. The mixed powder PW is charged into the lower side and the upper side of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 bonded to each other.
규소 분말(Si_pw)의 크기는 1~2mm이고, 구리 분말(Cu_pw)의 크기는 수십 ㎛이다.The size of the silicon powder (Si_pw) is 1 to 2 mm, and the size of the copper powder (Cu_pw) is several tens of 탆.
혼합분말(PW)은 규소 분말(Si_pw)과 구리 분말(Cu_pw)을 6 대 4 wt% 비율로 섞어서 만든다. 그 이유는 다음과 같다.The mixed powder (PW) is made by mixing silicon powder (Si_pw) and copper powder (Cu_pw) in a ratio of 6 to 4 wt%. The reason for this is as follows.
구리 분말(Cu_pw)이 4보다 작으면, 디스크를 구성하는 구리(Cu)의 양이 적어져, 구리(Cu)로 인한 디스크의 밀도 상승 효과가 줄어든다. 디스크의 밀도 상승 효과가 줄어 들면, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 없어, 종래 디스크가 가지는 문제를 해결할 수 없다.When the copper powder (Cu_pw) is less than 4, the amount of copper (Cu) constituting the disk is reduced, and the effect of increasing the density of the disk due to copper (Cu) is reduced. When the density increasing effect of the disk is reduced, the temperature of the disk at the time of braking can not be prevented from rapidly rising, and the problem of the conventional disk can not be solved.
반대로, 구리 분말(Cu_pw)이 4보다 크면, 구리 분말(Cu_pw)이 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침되기 어렵다. 왜냐하면, 구리 분말(Cu_pw)은 자체적으로 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침되지 못하고, 규소 분말(Si_pw)이 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침될 때, 이끌려서 함침되기 때문이다. 그 이유는 구리와 탄소의 습윤각이 45°보다 커, 구리 분말(Cu_pw)은 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침되기 보다는, 동그랗게 말리기 때문이다. 따라서, 구리 분말(Cu_pw)의 양이 너무 많으면 규소 분말(Si_pw)이 구리 분말(Cu_pw)을 이끌고 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침되기 어렵다.On the contrary, if the copper powder (Cu_pw) is larger than 4, the copper powder (Cu_pw) is hardly impregnated with the first molded body Y1 and the second molded body Y2. This is because the copper powder Cu_pw can not be impregnated with the first formed body Y1 and the second formed body Y2 and the silicon powder Si_pw is impregnated with the first formed body Y1 and the second formed body Y2 Because it is drawn and impregnated. This is because the wetting angle between copper and carbon is larger than 45 degrees and the copper powder Cu_pw is rounded rather than impregnated with the first formed body Y1 and the second formed body Y2. Therefore, if the amount of the copper powder (Cu_pw) is too large, the silicon powder (Si_pw) will lead the copper powder (Cu_pw) and hardly impregnate the first molded body (Y1) and the second molded body (Y2).
따라서, 구리 분말(Cu_pw)이 4보다 커지면, 디스크를 구성하는 구리(Cu)의 양이 적어지고, 디스크 내부에 많은 기공(porosity)이 발생하여, 구리(Cu)로 인한 디스크의 밀도 상승 효과가 줄어든다. 디스크의 밀도 상승 효과가 줄어 들면, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 없어, 종래 디스크가 가지는 문제를 해결할 수 없다.Therefore, if the copper powder (Cu_pw) is larger than 4, the amount of copper (Cu) constituting the disk is decreased and a lot of porosity is generated in the disk, so that the effect of increasing the density of the disk due to copper It decreases. When the density increasing effect of the disk is reduced, the temperature of the disk at the time of braking can not be prevented from rapidly rising, and the problem of the conventional disk can not be solved.
따라서, 규소 분말(Si_pw)과 구리 분말(Cu_pw)의 질량(wt%) 비율 6 대 4는, 임계적 의의를 가지는 매우 중요한 수치인 것이다.Therefore, the mass (wt%) ratio of silicon powder (Si_pw) to copper powder (Cu_pw) of 6 to 4 is a very important value with critical significance.
도 5를 참조하면, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 상측에 쌓인 혼합분말(PW)의 양이, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 하측에 쌓인 혼합분말(PW)의 양 보다 많은 것이 바람직하다. 그 이유는, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 상측에 쌓인 혼합분말(PW)이, 중력에 의해 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 더 쉽게 함침될 수 있기 때문이다. 따라서, 혼합분말(PW)의 함침시간을 줄이기 위해서는, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 하측 보다는 상측에 더 많은 양의 혼합분말(PW)을 쌓는 것이 바람직하다.5, the amount of the mixed powder PW accumulated on the upper side of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 bonded to each other is greater than the amount of the mixed powder PW accumulated on the upper side of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 The amount of the mixed powder PW deposited on the lower side of the uppermost layer is preferably larger than the amount of the mixed powder PW deposited on the lower side. This is because the mixed powder PW accumulated on the first molded body Y1 and the second molded body Y2 adhered to each other is more easily mixed with the first molded body Y1 and the second molded body Y2 by gravity Because it can be impregnated. Therefore, in order to reduce the impregnation time of the mixed powder PW, it is preferable to accumulate a larger amount of the mixed powder PW on the upper side than the lower side of the first molded body Y1 and the second molded body Y2 bonded to each other.
이를 위해, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 상측에 쌓인 혼합분말(PW)의 높이(H1)를, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 하측에 쌓인 혼합분말(PW)의 높이(H2) 보다 높게 만든다. 본 실시예에서 혼합분말(PW)의 높이(H1)는 혼합분말(PW)의 높이(H2)의 2배이다.
To this end, the height H1 of the mixed powder PW stacked on the upper side of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 bonded to each other is set so that the height H1 of the first molded body Y1 and the second formed body Y2 (H2) of the mixed powder (PW) accumulated on the lower side of the mixed powder PW. In the present embodiment, the height H1 of the mixed powder PW is twice the height H2 of the mixed powder PW.
도 6은, 도 5에 도시된 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 상측에 쌓인 혼합분말(PW) 위로 중량체가 놓여진 상태를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a state in which a weight is placed on the mixed powder PW stacked on the upper side of the first formed body and the second formed body bonded to each other shown in FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 혼합분말(PW)의 함침시간을 줄이기 위해서, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 상측에 쌓인 혼합분말(PW) 위로, 중량체(MS)가 놓여질 수 있다. 중량체(MS)의 무게는 100~200kg이다. 중량체(MS)로 인해, 혼합분말(PW)이 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2) 방향으로 가압되어, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 빠르게 함침될 수 있다.
6, in order to reduce the impregnation time of the mixed powder PW, the mixed powder PW deposited on the upper side of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 bonded to each other, MS) can be placed. The weight of the weight (MS) is 100 to 200 kg. The first molded body Y1 and the second molded body Y2 pressed together in the direction of the first molded body Y1 and the second molded body Y2 in which the mixed powders PW are bonded to each other due to the weight MS, ). ≪ / RTI >
이하, 제7단계(S17)를 설명한다.The seventh step S17 will be described below.
도 5에 도시된 용기(B)를 전기저항가열로(미도시) 안에 넣는다.The container B shown in Fig. 5 is placed in an electric resistance heating furnace (not shown).
진공저항가열로는 용기(B)를 13시간 동안 1550℃로 승온시킨다.In the vacuum resistance heating furnace, the vessel (B) is heated to 1550 캜 for 13 hours.
혼합분말(PW)이 녹으면서, 서로 접착된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)로 함침된다. 규소 분말(Si_pw)은 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)의 탄소 성분과 반응하여 탄화규소(SiC)가 된다. 규소 분말(Si_pw)과 구리 분말(Cu_pw)은 서로 반응하여, 규소-구리 합금(SixCuy)이 된다. 반응하지 않은 규소 분말(Si_pw)과 구리 분말(Cu_pw)은 디스크를 구성하는 규소 성분과 구리 성분으로 남게 된다.
The mixed powder PW is melted and impregnated with the first molded body Y1 and the second molded body Y2 adhered to each other. The silicon powder (Si_pw) reacts with the carbon components of the first formed body Y1 and the second formed body Y2 to become silicon carbide (SiC). The silicon powder (Si_pw) and the copper powder (Cu_pw) react with each other to form a silicon-copper alloy (Si x Cu y ). Unreacted silicon powder (Si_pw) and copper powder (Cu_pw) remain as silicon and copper components of the disk.
이하, 제8단계(S18)를 설명한다.The eighth step S18 will be described below.
연마기(grinder)로, 혼합분말(PW)이 함침된 제1성형체(Y1)와 제2성형체(Y2)를 연마한다.
The first molded body Y1 and the second formed body Y2 impregnated with the mixed powder PW are polished with a grinder.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법으로 만들어진 자동차 브레이크 디스크를 나타낸 도면이다.7 is a view showing an automotive brake disc made by a method of manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조방법으로 만들어진 자동차 브레이크 디스크(100)는, 지지층(110), 마찰층(120), 접착층(130)으로 구성된다. 제동시, 마찰층(120)은 패드와 마찰접촉하고, 지지층(110)은 마찰층(120)을 지지하여 충격을 흡수한다.As shown in FIG. 7, an
자동차 브레이크 디스크(100)의 중심부에는 차축이 지나가는 축공(101)이 구비된다. 축공(101) 주위로, 햇파트와 결합되는 볼트가 관통하는 관통공(102)이 동일원상에 동일간격으로 구비된다. 지지층(110)에는 냉각채널(111)이 구비된다.
At the center of the
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법으로 만들어진 디스크의 내부를 확대한 사진이다.FIG. 8 is an enlarged photograph of the inside of a disc made by a method for manufacturing an automotive brake disc according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 브레이크 디스크 제조 방법으로 만들어진 디스크는, 탄소섬유(Cf), 규소(Si), 탄화규소(SiC), 규소-구리 합금(SixCuy) 성분으로 구성된다. 이 밖에 사진에 표시되지 않은 구리(Cu), 탄소(C) 성분으로 구성된다.8, the disk made by the method automobile brake disc according to one embodiment of the present invention, a carbon fiber (Cf), silicon (Si), silicon carbide (SiC), silicon-copper alloy (Si x Cu y ) component. In addition, it is composed of copper (Cu) and carbon (C) components not shown in the photograph.
탄소섬유(Cf), 규소(Si), 탄소(C), 탄화규소(SiC) 성분은, 디스크를 가볍고, 내열충격성, 내산화성, 내마모성이 크고, 고강도이며, 높은 마찰계수를 가지게 만든다.The carbon fiber (Cf), silicon (Si), carbon (C) and silicon carbide (SiC) components lighten the disk and have high thermal shock resistance, oxidation resistance, abrasion resistance, high strength and high friction coefficient.
구리(Cu), 규소-구리 합금(SixCuy) 성분은 디스크의 밀도를 높여서, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막고, 마찰계수의 변화폭을 줄인다. 이를 도 9 내지 도 12에 도시된 실험결과로 증명한다.
Copper (Cu) and silicon-copper alloy (Si x Cu y ) components increase the density of the disk, thereby preventing the temperature of the disk from rapidly rising during braking and reducing the variation range of the friction coefficient. This is proved by the experimental results shown in Figs. 9 to 12.
도 9는, 제1조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the first condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
종래 자동차 브레이크 디스크 제조 방법은 규소 분말 만을 함침시켜 자동차 브레이크 디스크를 만들고, 본 발명 자동차 브레이크 디스크 제조 방법은 혼합분말(규소 분말+구리 분말)을 함침시켜 자동차 브레이크 디스크를 만든다. 둥근 점은 마찰계수를 나타내고, 네모난 점은 디스크의 온도를 나타낸다. 이하, 같다.In the conventional method for manufacturing an automobile brake disc, automobile brake discs are made by impregnating only silicon powder, and the automobile brake disc manufacturing method of the present invention impregnates mixed powder (silicon powder + copper powder) to make automobile brake discs. The round point represents the friction coefficient, and the square point represents the disk temperature. Hereinafter,
도 9에 도시된 바와 같이, 초기온도를 100℃, 감속도를 0.1g으로 고정한 상태에서, 초기속도를 50km/hr, 100km/hr, 150km/hr, 200km/hr로 바꾸어 가며, 각각의 초기속도에서 3번씩 반복 실험하였다. 상측 그래프와 하측 그래프 각각에서, 맨 처음에 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 50km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 100km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 그 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 150km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 마지막으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 200km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타낸다.As shown in FIG. 9, the initial speed was changed to 50 km / hr, 100 km / hr, 150 km / hr and 200 km / hr while the initial temperature was fixed at 100 ° C. and the deceleration was fixed at 0.1 g. 3 times. In each of the upper graph and the lower graph, the first three rounded points and square points indicated are the frictional coefficient measured at an initial speed of 50 km / hr and the disk temperature, respectively, and the following three rounded points and square points The friction coefficient measured at an initial speed of 100 km / hr and the disk temperature, respectively. The next three rounded points and square points indicate the friction coefficient measured at an initial speed of 150 km / hr and the disk temperature, respectively. The last three rounded points and squared points indicate the friction coefficient and the temperature of the disk, respectively, measured at an initial speed of 200 km / hr.
도 9에 도시된 상측 그래프와 하측 그래프를 비교해 보면, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 250℃ )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 300℃ ) 보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크가 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크 보다, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 있다는 것을 알 수 있다.9, the variation range of the temperature of the automobile brake disc ( 250 ° C. ) made by impregnating the mixed powder according to the present invention with the variation range of the temperature of the
또한, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.1 )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.175 ) 보다 작은 것을 알 수 있다.
Further, it can be seen that the variation width ( 0.1 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder of the present invention is smaller than the variation width ( 0.175 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
도 10은, 제2조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and the temperature of the automotive brake disc according to the second condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
도 10에 도시된 바와 같이, 초기온도를 150℃, 감속도를 0.1g으로 고정한 상태에서, 초기속도를 50km/hr, 100km/hr, 150km/hr, 200km/hr로 바꾸어 가며, 각각의 초기속도에서 3번씩 반복 실험하였다. 상측 그래프와 하측 그래프 각각에서, 맨 처음에 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 50km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 100km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 그 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 150km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 마지막으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 200km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타낸다.10, the initial speed was changed to 50 km / hr, 100 km / hr, 150 km / hr and 200 km / hr while the initial temperature was fixed at 150 ° C. and the deceleration was fixed at 0.1 g. 3 times. In each of the upper graph and the lower graph, the first three rounded points and square points indicated are the frictional coefficient measured at an initial speed of 50 km / hr and the disk temperature, respectively, and the following three rounded points and square points The friction coefficient measured at an initial speed of 100 km / hr and the disk temperature, respectively. The next three rounded points and square points indicate the friction coefficient measured at an initial speed of 150 km / hr and the disk temperature, respectively. The last three rounded points and squared points indicate the friction coefficient and the temperature of the disk, respectively, measured at an initial speed of 200 km / hr.
도 10에 도시된 상측 그래프와 하측 그래프를 비교해 보면, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 225℃ )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 250℃ ) 보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크가 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크 보다, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 있다는 것을 알 수 있다.10, the variation range of the temperature of the automotive brake disc ( 225 ° C. ) made by impregnating the mixed powder according to the present invention with the conventional silicon powder alone was 250 ° C. ). That is, it can be seen that the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder according to the present invention can prevent the temperature of the disc from rapidly rising at the time of braking as compared with the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
또한, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.1 )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.2 ) 보다 작은 것을 알 수 있다.
Further, it can be seen that the variation width ( 0.1 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder of the present invention is smaller than the variation width ( 0.2 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
도 11은, 제3조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the friction coefficient and the temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the third condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
도 11에 도시된 바와 같이, 초기온도를 100℃, 감속도를 0.15g으로 고정한 상태에서, 초기속도를 50km/hr, 100km/hr, 150km/hr, 200km/hr로 바꾸어 가며, 각각의 초기속도에서 3번씩 반복 실험하였다. 상측 그래프와 하측 그래프 각각에서, 맨 처음에 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 50km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 100km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 그 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 150km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 마지막으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 200km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타낸다.The initial speed was changed to 50 km / hr, 100 km / hr, 150 km / hr and 200 km / hr in a state where the initial temperature was fixed at 100 ° C. and the deceleration was fixed at 0.15 g, 3 times. In each of the upper graph and the lower graph, the first three rounded points and square points indicated are the frictional coefficient measured at an initial speed of 50 km / hr and the disk temperature, respectively, and the following three rounded points and square points The friction coefficient measured at an initial speed of 100 km / hr and the disk temperature, respectively. The next three rounded points and square points indicate the friction coefficient measured at an initial speed of 150 km / hr and the disk temperature, respectively. The last three rounded points and squared points indicate the friction coefficient and the temperature of the disk, respectively, measured at an initial speed of 200 km / hr.
도 11에 도시된 상측 그래프와 하측 그래프를 비교해 보면, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 300℃ )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 350℃ ) 보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크가 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크 보다, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 있다는 것을 알 수 있다.Also compared to the upper graph and a lower graph shown in FIG. 11, the variation of the temperature of the inventors was the temperature of the variation range (300 ℃) of mixed powder was impregnated to a car made of brake discs impregnated with only the conventional silicon powder made automobile brake disc (350 ° C. ). That is, it can be seen that the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder according to the present invention can prevent the temperature of the disc from rapidly rising at the time of braking as compared with the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
또한, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.1 )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.2 ) 보다 작은 것을 알 수 있다.
Further, it can be seen that the variation width ( 0.1 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder of the present invention is smaller than the variation width ( 0.2 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
도 12는, 제4조건(자동차 초기속도, 디스크 초기온도, 자동차 감속도)에 따라, 종래 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도와, 본 발명 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수와 온도를 상측과 하측에 각각 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the friction coefficient and temperature of the conventional automotive brake disc and the friction coefficient and temperature of the automotive brake disc according to the fourth condition (vehicle initial velocity, disc initial temperature, vehicle deceleration) Fig.
도 12에 도시된 바와 같이, 초기온도를 150℃, 감속도를 0.15g으로 고정한 상태에서, 초기속도를 50km/hr, 100km/hr, 150km/hr, 200km/hr로 바꾸어 가며, 각각의 초기속도에서 3번씩 반복 실험하였다. 상측 그래프와 하측 그래프 각각에서, 맨 처음에 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 50km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 100km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 그 다음으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 150km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타내고, 마지막으로 표시된 3개의 둥근 점과 네모난 점은 초기속도 200km/hr에서 측정된 마찰계수와 디스크의 온도를 각각 나타낸다.12, the initial speed was changed to 50 km / hr, 100 km / hr, 150 km / hr and 200 km / hr while the initial temperature was fixed at 150 ° C. and the deceleration was fixed at 0.15 g. 3 times. In each of the upper graph and the lower graph, the first three rounded points and square points indicated are the frictional coefficient measured at an initial speed of 50 km / hr and the disk temperature, respectively, and the following three rounded points and square points The friction coefficient measured at an initial speed of 100 km / hr and the disk temperature, respectively. The next three rounded points and square points indicate the friction coefficient measured at an initial speed of 150 km / hr and the disk temperature, respectively. The last three rounded points and squared points indicate the friction coefficient and the temperature of the disk, respectively, measured at an initial speed of 200 km / hr.
도 12에 도시된 상측 그래프와 하측 그래프를 비교해 보면, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 300℃ )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 온도의 변화폭( 350℃ ) 보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크가 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크 보다, 제동시 디스크의 온도가 급속도로 높이 올라가는 것을 막을 수 있다는 것을 알 수 있다.Comparing the upper graph and a lower graph shown in Figure 12, the variation of the temperature of the inventors was the temperature of the variation range (300 ℃) of mixed powder was impregnated to a car made of brake discs impregnated with only the conventional silicon powder made automobile brake disc (350 ° C. ). That is, it can be seen that the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder according to the present invention can prevent the temperature of the disc from rapidly rising at the time of braking as compared with the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
또한, 본 발명인 혼합분말을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.1 )이 종래 규소 분말 만을 함침시켜 만든 자동차 브레이크 디스크의 마찰계수의 변화폭( 0.35 ) 보다 작은 것을 알 수 있다.
Further, it can be seen that the variation width ( 0.1 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating the mixed powder of the present invention is smaller than the variation width ( 0.35 ) of the friction coefficient of the automobile brake disc made by impregnating only the conventional silicon powder.
상술한 실험 결과를 통해서, 종래 자동차 브레이크 디스크 제조 방법이 해결할 수 없었던 문제를, 본 발명인 자동차 브레이크 디스크 제조 방법이 명확하게 해결하고 있음을 알 수 있었다.It can be seen from the above-described experimental results that the method of manufacturing an automotive brake disc according to the present invention clearly solves the problem that the conventional automobile brake disc manufacturing method can not solve.
Claims (5)
상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제1성형체를 만들고, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 프레스로 가압하여 제2성형체를 만드는 제2단계;
상기 제1성형체를 탄화시키고, 상기 제2성형체를 탄화시키는 제3단계;
상기 탄화된 제1성형체를 기계가공하고, 상기 탄화된 제2성형체를 기계가공하는 제4단계;
상기 기계가공된 제1성형체와 상기 기계가공된 제2성형체를 서로 접착시키는 제5단계;
1~2mm의 직경을 가진 규소 분말과 10~90㎛의 직경을 가진 구리 분말을 6 대 4 wt% 비율로 혼합하여, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측과 상측에 장입하는 제6단계;
상기 6 대 4 wt% 비율로 혼합된 규소 분말 및 구리 분말에 13시간 동안 1550℃ 까지 열을 가하여, 상기 구리 분말을 1084℃에서 1차로 녹이고, 상기 규소 분말을 1414℃에서 2차로 녹여서, 상기 녹은 규소 분말이 상기 녹은 구리 분말을 이끌고, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체로 함침되는 제7단계; 및
상기 규소 분말 및 구리 분말이 함침된 제1성형체와 제2성형체를 연마하는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 디스크 제조 방법.A first step of mixing a carbon fiber and a phenolic resin to form a mixture;
A second step of putting the mixture into a mold and pressurizing the mixture with a press to form a first formed body, placing the mixture in a mold and pressing it with a press to form a second formed body;
A third step of carbonizing the first formed body and carbonizing the second formed body;
A fourth step of mechanically processing the carbonized first molded body and machining the carbonated second molded body;
A fifth step of bonding the machined first formed body and the machined second formed body to each other;
A silicon powder having a diameter of 1 to 2 mm and a copper powder having a diameter of 10 to 90 탆 are mixed at a ratio of 6 to 4 wt%, and the first and second molded bodies bonded to each other are charged to the lower side and the upper side, Step 6;
The silicon powder and the copper powder mixed at the ratio of 6 to 4 wt% were heated to 1550 ° C. for 13 hours to dissolve the copper powder at 1084 ° C. at a first stage and the silicon powder was secondarily melted at 1414 ° C., A seventh step in which the silicon powder leads the melted copper powder and is impregnated with the first formed body and the second formed body adhered to each other; And
And polishing the first molded body and the second molded body impregnated with the silicon powder and the copper powder.
상기 규소 분말 및 상기 구리 분말은, 상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 하측보다 상측에, 더 많이 쌓이는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 디스크 제조 방법.The method according to claim 1, wherein, in the sixth step,
Wherein the silicon powder and the copper powder are stacked on the upper side of the lower side of the first molded body and the second molded body adhered to each other.
상기 서로 접착된 제1성형체와 제2성형체의 상측에 쌓인 규소 분말 및 구리 분말 위로, 중량체가 놓여지는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 디스크 제조 방법.4. The method according to claim 3, wherein, in the sixth step,
Wherein a weight is placed on the silicon powder and the copper powder stacked on the upper side of the first molded body and the second molded body adhered to each other.
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