KR100940819B1 - Brake disk - Google Patents

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KR100940819B1
KR100940819B1 KR1020090066839A KR20090066839A KR100940819B1 KR 100940819 B1 KR100940819 B1 KR 100940819B1 KR 1020090066839 A KR1020090066839 A KR 1020090066839A KR 20090066839 A KR20090066839 A KR 20090066839A KR 100940819 B1 KR100940819 B1 KR 100940819B1
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양승현
전철진
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다산폴리텍 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A brake disk is provided to have the heat resistance against high temperature, abrasion resistance, and shock resistance by adding cobalt and by applying graphite having coefficient of form of 0.20~0.525. CONSTITUTION: A brake disk is made of carbon(C) of 3.6 ~ 4.2 weight%, silicon(Si) of 2.0 ~ 3.0 weight%, manganese(Mn) of 1.0 weight% or less, phosphorus(P) of 0.05 weight% or less, sulfur(S) of 0.03 weight% or less, nickel(Ni) of 1.0 ~ 2.0 weight%, chrome(Cr) of 0.2 ~ 0.5 weight%, iron(Fe) including the impurities, and cobalt(Co) of 0.5 ~ 3.0 weight%. The coefficient of form of graphite is 0.20~0.525.

Description

브레이크 디스크{BRAKE DISK}Brake Discs {BRAKE DISK}

본 발명은 브레이크 디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내마모성과 내열균열성과 기계적 강도와 열전도성이 우수하여 가혹한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있는 브레이크 디스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake disc, and more particularly, to a brake disc capable of maintaining excellent braking characteristics even in a severe braking environment due to its excellent wear resistance, thermal cracking resistance, mechanical strength and thermal conductivity.

브레이크 디스크는 차량의 액슬에 설치되며, 브레이크 패드와의 마찰 접촉에 의해 제동되도록 구성된다. 이러한 브레이크 디스크는 브레이크 패드와 높은 압력으로 마찰 접촉하므로, 내마모성과 내열성 그리고 내충격성이 우수해야 한다. The brake disc is installed on the axle of the vehicle and is configured to be braked by frictional contact with the brake pads. Since such brake discs are in frictional contact with the brake pads at high pressures, they must have good wear resistance, heat resistance and impact resistance.

통상적으로, 브레이크 디스크는 편상흑연주철에 합금원소를 첨가하여 구성된 것으로, 경질의 펄라이트를 기지조직상에 분포시켜 내마모성능을 향상시킨다. In general, the brake disc is configured by adding an alloying element to flake graphite cast iron, and distributes the hard pearlite on the matrix structure to improve the wear resistance.

그런데, 이러한 편상흑연주철재 브레이크 디스크는, 내마모성은 우수하나, 기계적 강도가 부족하다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 열응력, 기계적 응력, 열충격 등에 취약하다는 문제점이 있다. 특히, 열응력, 기계적 응력, 열충격 등에 취약하므로, 브레이크 패드와의 마찰 접촉시 쉽게 열변형되어 조기에 파손되거나 손상되는 결점이 지적되고 있다. By the way, the flake graphite cast iron brake disk is excellent in wear resistance, but has a disadvantage in that the mechanical strength is insufficient, there is a problem in that it is vulnerable to thermal stress, mechanical stress, thermal shock and the like. In particular, since it is vulnerable to thermal stress, mechanical stress, thermal shock, etc., it is pointed out that a defect that is easily thermally deformed and broken or damaged prematurely during frictional contact with the brake pad.

이를 감안하여, 브레이크 디스크의 재질을 기계적 강도가 높은 구상흑연주철 로 구성하는 방법이 있다. In view of this, there is a method of constructing the material of the brake disc with spherical graphite iron having high mechanical strength.

그러나, 구상흑연주철재 브레이크 디스크는 기계적 강도는 높으나, 주조시 주물 내부에 수축공, 기포 등과 같은 주조결함이 발생되기 쉽고, 열전도성이 편상흑연주철에 비해 크게 낮아 브레이크 패드와의 마찰열을 충분히 방열시키지 못하는 단점이 있다.However, spherical graphite cast iron brake discs have high mechanical strength, but casting defects such as shrinkage holes and bubbles are more likely to occur inside the casting during casting. There is a disadvantage that can not be.

그리고 이러한 단점 때문에 고온의 마찰열에 지속적으로 노출될 경우, 디스크에 열균열 현상이 발생된다는 문제점이 지적되고 있다. And it is pointed out that the heat cracking phenomenon occurs in the disk when continuously exposed to high temperature frictional heat because of these disadvantages.

한편, 이를 감안하여, 주조성과 열전도성 및 기계적 강도를 향상시킨 브레이크 디스크가 다수 제안되고 있다. On the other hand, in view of this, many brake discs which have improved castability, thermal conductivity and mechanical strength have been proposed.

그 일례로서, 한국특허공보 제1996-0006452호의 "CV흑연주철재 브레이크 디스크 및 그 제조방법"이 있다. As an example, there is a "CV graphite cast iron brake disc and its manufacturing method" of Korean Patent Publication No. 1996-0006452.

이 기술은, 브레이크 디스크의 구성성분과 성분비를 개선하고, 흑연의 형상을 누에 형태로 만든 것으로, 구상흑연주철과 편상흑연주철의 중간적인 성질을 갖게 한다. 따라서, 구상흑연주철의 특성인 높은 기계적 강도와 편상흑연주철의 특성인 우수한 열전도성을 동시에 갖게 한다. 그 결과, 기계적 강도와 열전도성이 향상된 브레이크 디스크를 얻을 수 있다.This technique improves the constituents and the ratio of components of the brake disc, and makes the shape of graphite into silkworm form, and has the intermediate properties of nodular cast iron and flake graphite cast iron. Therefore, it has both high mechanical strength, which is characteristic of spheroidal graphite cast iron, and excellent thermal conductivity, which is characteristic of flake graphite cast iron. As a result, a brake disc with improved mechanical strength and thermal conductivity can be obtained.

그러나, 이러한 브레이크 디스크는, 기계적 강도와 열전도성이 향상되기는 하지만, 여전히, 기계적 강도와 열전도성이 부족하다는 단점이 있다. However, such brake discs have the disadvantage that, although mechanical strength and thermal conductivity are improved, they still lack mechanical strength and thermal conductivity.

특히, 최근 들어, 각종 차량이 대형화·고속화됨에 따라 극심한 제동 환경에 노출되는 사례가 점점 많아지고 있는데, 이러한 경우, 기계적 강도와 열전도성이 부족한 종래의 브레이크 디스크로는 극심한 제동 환경, 즉, 극고온의 마찰열, 극도의 마찰력과 충격력에 대응할 수 없다는 문제점이 지적되고 있다. In particular, in recent years, as various vehicles become larger and higher in speed, more and more cases are exposed to extreme braking environments. In this case, a conventional brake disc that lacks mechanical strength and thermal conductivity has an extreme braking environment, that is, extremely high temperature. The problem of being unable to cope with frictional heat, extreme frictional force and impact force has been pointed out.

이로써, 종래의 브레이크 디스크로는 대형화·고속화된 차량, 예를 들면, 고속철도차량, 대형트럭, 고속버스 등에 사용하기에 부적합하다는 결점이 지적되고 있다. As a result, it is pointed out that the conventional brake disc is unsuitable for use in a large-sized and high-speed vehicle, for example, a high-speed railway vehicle, a large truck, a highway bus, and the like.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 우수한 기계적 강도와 열전도성을 갖도록 구성함으로써, 극심한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있는 브레이크 디스크를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a brake disc capable of maintaining excellent braking characteristics even in an extreme braking environment by configuring to have excellent mechanical strength and thermal conductivity.

본 발명의 다른 목적은, 극심한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있게 구성함으로써, 극고온의 내열성, 극도의 내마모성과 내충격성이 요구되는 대형화·고속화 차량에도 적용이 가능한 브레이크 디스크를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a brake disc that can be applied to a large-sized and high-speed vehicle that requires extremely high heat resistance, extreme wear resistance and impact resistance by being configured to maintain excellent braking characteristics even in an extreme braking environment. .

이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 브레이크 디스크는, 브레이크 디스크에 있어서, 탄소(C)가 디스크의 총중량비를 기준으로 3.6중량% ∼ 4.2중량%, 규소(Si)가 디스크의 총중량비를 기준으로 2.0중량% ∼ 3.0중량%, 망간(Mn)이 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% 이하, 인(P)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.05중량% 이하, 유황(S)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.03중량% 이하, 니켈(Ni)이 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% ∼ 2.0중량%, 크롬(Cr)이 디스 크의 총중량비를 기준으로 0.2중량% ∼ 0.5중량%, 몰리브덴(Mo)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.3중량% ∼ 1.2중량%로 조성되며, 그 나머지가 불순물을 포함한 철(Fe)로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the brake disc according to the present invention, in the brake disc, carbon (C) is 3.6% by weight to 4.2% by weight based on the total weight ratio of the disk, and silicon (Si) is the total weight ratio of the disk. 2.0% to 3.0% by weight, manganese (Mn) is 1.0% by weight or less based on the total weight of the disk, phosphorus (P) 0.05% by weight or less, based on the total weight of the disk, sulfur (S) is 0.03% or less based on the total weight ratio of the disc, nickel (Ni) 1.0% to 2.0% by weight based on the total weight ratio of the disk, and chromium (Cr) 0.2% to 0.5 based on the total weight ratio of the disk By weight, molybdenum (Mo) is composed of 0.3% by weight to 1.2% by weight based on the total weight ratio of the disk, the remainder is characterized by consisting of iron (Fe) containing impurities.

바람직하게는, 상기 코발트(Co)가 더 포함되며, 상기 코발트는, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.5중량% ∼ 3.0중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다. 그리고 흑연의 형상계수가 0.20 ∼ 0.525인 것을 특징으로 한다.Preferably, the cobalt (Co) is further included, characterized in that the cobalt is contained in 0.5% by weight to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the disk. And the shape coefficient of graphite is 0.20 to 0.525.

본 발명에 따른 브레이크 디스크는, 구성성분과 성분비가 대폭적으로 개선되므로, 내마모성과 내열균열성 및 기계적 강도와 열전도성이 매우 우수한 CV흑연조직을 갖게 되는 효과가 있다.The brake disc according to the present invention has an effect of having a CV graphite structure excellent in abrasion resistance, thermal crack resistance, mechanical strength and thermal conductivity because the components and the component ratio are greatly improved.

또한, 내마모성과 내열균열성과 기계적 강도와 열전도성이 우수하므로, 극심한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있다. 특히, 극고온의 마찰열과 극도의 충격력에 노출될 경우라도 우수한 제동특성을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, because of excellent wear resistance, thermal cracking resistance, mechanical strength and thermal conductivity, it is possible to maintain excellent braking characteristics even in extreme braking environment. In particular, even when exposed to extremely high frictional heat and extreme impact force has an effect that can maintain excellent braking characteristics continuously.

또한, 극심한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있으므로, 극도의 내열성과 내마모성과 내충격성이 요구되는 대형화·고속화 차량에도 적용할 수 있는 효과가 있다. In addition, since it is possible to maintain excellent braking characteristics even in an extreme braking environment, there is an effect that can be applied to a large-sized, high-speed vehicle that requires extreme heat resistance, wear resistance and impact resistance.

이하, 본 발명에 따른 브레이크 디스크에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the brake disc according to the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명의 브레이크 디스크는, 용융된 원료소재를 주조하여 제조하는 것으로서, Fe-c계 주철로 구성되며, 철(Fe)과 탄소(C)를 포함한다. First, the brake disc of the present invention is manufactured by casting a molten raw material, and is composed of Fe-c cast iron, and includes iron (Fe) and carbon (C).

탄소는, 흑연(Gr)으로 정출된 탄소와 철(Fe)중에 고용된 탄소 모두 포함한다. 이러한 탄소는 브레이크 디스크의 총중량비를 기준으로 3.6중량% ∼ 4.2중량% 범위로 조성되는 것이 바람직하다. Carbon includes both carbon crystallized in graphite (Gr) and carbon dissolved in iron (Fe). Such carbon is preferably formed in the range of 3.6% by weight to 4.2% by weight based on the total weight ratio of the brake disc.

이렇게 조성한 이유는, 브레이크 디스크의 주조성과 내균열성을 높이기 위해서는 탄소의 함유량을 증가시켜서 고용탄소는 낮추고 CV흑연의 정출량은 증가시켜야 한다. 그런데, 탄소의 함유량을 증가시키고자 탄소의 함유량이 4.2중량%를 초과하면, 제조시에 CV흑연조직의 조대화(粗大化) 현상이 발생되어 제품의 기계적 성능을 저하시키기 때문이다.The reason for this is that in order to increase the castability and crack resistance of the brake disc, the carbon content should be increased to lower the solid solution carbon and increase the amount of CV graphite. By the way, when carbon content exceeds 4.2 weight% in order to increase carbon content, the coarsening phenomenon of CV graphite structure will arise at the time of manufacture, and it will lower the mechanical performance of a product.

따라서, 브레이크 디스크의 주조성과 내균열성을 높이기 위한 최적의 탄소 함유량은 4.2중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 가장 바람직하기로는, 디스크의 총중량비를 기준으로 3.8중량% ∼ 4.0중량% 범위인 것이 좋다.Therefore, the optimum carbon content for increasing the castability and crack resistance of the brake disc preferably does not exceed 4.2% by weight. Most preferably, it is in the range of 3.8 weight%-4.0 weight% based on the total weight ratio of a disk.

그리고 본 발명의 브레이크 디스크는, 규소(Si)와 망간(Mn)과 인(P)과 유황(S)을 포함한다.The brake disc of the present invention includes silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), and sulfur (S).

규소는, 철중에 고용되어 있으면서 CV흑연의 정출을 촉진시키는 역할을 하는 것으로, 브레이크 디스크의 총중량비를 기준으로 2.0중량% ∼ 3.0중량% 범위로 조성되는 것이 바람직하다. Silicon plays a role of promoting the crystallization of CV graphite while being dissolved in iron and is preferably formed in the range of 2.0% by weight to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the brake disc.

이는, 규소의 함유량이 2.0중량% 미만이면 CV흑연의 정출이 저하되고, 규소의 함유량이 3.0중량%를 초과하면 정출된 CV흑연조직에 열화반응이 일어나 디스크 전체의 기계적 강도를 저하시키기 때문이다. This is because crystallization of CV graphite decreases when the content of silicon is less than 2.0% by weight, and degradation reaction occurs in the crystallized CV graphite structure when the content of silicon exceeds 3.0% by weight, thereby lowering the mechanical strength of the entire disc.

따라서, 흑연의 정출을 촉진시키는 최적의 규소 함유량은, 디스크의 총중량비를 기준으로 2.0중량% ∼ 3.0중량% 범위인 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the optimal silicon content which promotes crystallization of graphite is in the range of 2.0 weight%-3.0 weight% based on the total weight ratio of a disk.

망간은, 유황과 친화력이 강한 것으로, 유황과 반응하여 황화망간(MnS) 화합물을 형성하며, 이렇게 MnS 화합물을 형성한 망간은 CV흑연의 정출을 저해하는 유황의 유해작용을 중화시킨다. Manganese has strong affinity with sulfur, and reacts with sulfur to form a manganese sulfide (MnS) compound. The manganese formed with this MnS compound neutralizes the harmful action of sulfur, which inhibits the crystallization of CV graphite.

이러한 망간은 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% 이하로 조성되는 것이 바람직하다.Such manganese is preferably composed of 1.0% by weight or less based on the total weight ratio of the disk.

인은, 디스크의 내마모성과 내후성(耐朽性)을 향상시키는 것으로, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.05중량% 이하로 조성되는 것이 바람직하다. 이는 인의 함유량이 0.05중량%을 초과할 경우, 주철조직내에서 스테다이트(Steadite)라는 3원계 공정화합물을 형성하여, 자칫 디스크의 재질을 취화시키고, 가공성을 악화시킬 수 있기 때문이다.Phosphorus improves abrasion resistance and weather resistance of the disk, and is preferably made up to 0.05% by weight or less based on the total weight ratio of the disk. This is because if the content of phosphorus exceeds 0.05% by weight, a ternary process compound called Steadite may be formed in the cast iron structure, thereby embrittling the material of the disk and degrading workability.

유황은, 디스크의 피삭성, 내식성, 내열성 등을 개선시키는 역할을 하는 것으로, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.03중량% 이하로 조성되는 것이 바람직하다.Sulfur plays a role of improving the machinability, corrosion resistance, heat resistance, and the like of the disk, and is preferably composed of 0.03% by weight or less based on the total weight ratio of the disk.

이는 유황의 함유량이 0.03중량%을 초과할 경우, 흑연의 CV화를 방해하여 CV흑연조직을 얻는데 유해하기 때문이다.This is because when the content of sulfur exceeds 0.03% by weight, it is harmful to obtain CV graphite structure by preventing CV formation of graphite.

그리고 본 발명의 브레이크 디스크는, 니켈(Ni)과 크롬(Cr)과 몰리브덴(Mo)을 포함한다.And the brake disc of this invention contains nickel (Ni), chromium (Cr), and molybdenum (Mo).

니켈은, 기지조직을 강화하여 강도 및 경도를 향상시키는데 유효한 원소이 다. 특히, 크롬, 몰리브덴 등의 첨가에 따른 기지조직의 백선화(Chill) 경향을 감소시켜주는 역할을 한다.Nickel is an effective element for strengthening the matrix structure to improve strength and hardness. In particular, it serves to reduce the tendency of chilling of the matrix by the addition of chromium, molybdenum and the like.

이러한 니켈은, 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% ∼ 3.0중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. Such nickel is preferably contained in the range of 1.0% by weight to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the disk.

이는, 니켈의 함유량이 1.0중량% 미만이면 기지조직의 펄라이트상이 조대하게 성장할 우려가 있고, 니켈의 함유량이 3.0중량%를 초과하면 기지조직이 주방상태에서 마르텐사이트화 하려는 경향이 있기 때문이다. 가장 바람직하기로는, 니켈의 함유량이 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% ∼ 2.0중량% 범위로 함유되는 것이 좋다.This is because if the content of nickel is less than 1.0% by weight, the pearlite phase of the matrix structure may grow coarse. If the content of nickel exceeds 3.0% by weight, the matrix structure tends to martensite in the kitchen state. Most preferably, the nickel content is contained in the range of 1.0% by weight to 2.0% by weight based on the total weight ratio of the disk.

크롬은, 펄라이트 촉진원소로서, 펄라이트 조직을 미세화시킨다. 따라서, 브레이크 디스크의 고온강도와 내마모성을 크게 향상시키는 역할을 한다.Chromium is a pearlite-promoting element that refines the pearlite structure. Therefore, it serves to greatly improve the high temperature strength and wear resistance of the brake disc.

이러한 크롬은, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.2중량% ∼ 0.5중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 특히, 크롬의 함량이 0.5중량%를 초과하는 않는 것이 바람직하다.Such chromium is preferably contained in the range of 0.2% by weight to 0.5% by weight based on the total weight ratio of the disk. In particular, it is preferable that the content of chromium does not exceed 0.5% by weight.

이는, 크롬의 함량이 0.5중량%를 초과하면 탄화물을 형성하여 CV흑연화를 저해할 우려가 있기 때문이다. This is because if the content of chromium exceeds 0.5% by weight, carbides may be formed to inhibit CV graphite.

이 밖에도, 크롬은 주조시 용탕내에 인(P)이 0.1중량% 이상 함유시에 복합 인-크롬 탄화물을 형성할 우려가 있으므로, 주조시에 많은 주의가 필요하다. In addition, since chromium may form a composite phosphorus-chromium carbide when phosphorus (P) is contained in the molten metal at the time of casting at 0.1% by weight or more, much caution is required during casting.

몰리브덴은, 고온에서의 강도증가와 열피로저항(Thermal Fatigue Resistance)성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.3중량% ∼ 1.2중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 특히, 몰리브덴의 함량이 1.2중량%를 초과하는 않는 것이 바람직하다.Molybdenum plays a role of increasing strength at high temperatures and improving thermal fatigue resistance, and the molybdenum is preferably contained in a range of 0.3% by weight to 1.2% by weight based on the total weight ratio of the disk. In particular, it is preferable that the content of molybdenum does not exceed 1.2% by weight.

이는, 몰리브덴의 함량이 1.2중량%를 초과하면 냉각속도가 느린 후육부(厚肉部)에서 M23C6 또는 M23C6 카바이드가 입계에 국부적으로 생성되어 편석되고, 이로써, 본 발명에서 이루고자 하는 고온에서의 내열균열 특성이 저하될 우려가 있기 때문이다.This means that when the content of molybdenum exceeds 1.2% by weight, M 23 C 6 or M 23 C 6 carbides are locally generated at the grain boundary and segregated in the thick portion having a slow cooling rate, thereby achieving the present invention. It is because there exists a possibility that the heat-resistant cracking characteristic at high temperature may fall.

그리고 본 발명의 브레이크 디스크는, 코발트(Co)를 추가적으로 더 포함한다.The brake disc of the present invention further includes cobalt (Co).

코발트는, 고온강도와 내열균열성능을 개선시키는데 유용한 원소이다. 특히, 크롬, 몰리브덴 등의 첨가에 따른 기지조직의 백선화(Chill) 경향을 감소시켜주는 역할을 한다.Cobalt is a useful element for improving high temperature strength and thermal crack resistance. In particular, it serves to reduce the tendency of chilling of the matrix by the addition of chromium, molybdenum and the like.

이러한 코발트는, 디스크의 총중량비를 기준으로 0.5중량% ∼ 3.0중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. Such cobalt is preferably contained in the range of 0.5% by weight to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the disk.

이는, 코발트의 함유량이 0.5중량% 미만이면 내열균열 성능이 급격히 떨어지고, 코발트의 함유량이 3.0중량%를 초과해도 내열균열 성능이 떨어지기 때문이다. 한편, 이러한 코발트는 경우에 따라 포함되지 않을 수도 있다. This is because if the content of cobalt is less than 0.5% by weight, the thermal cracking performance is drastically reduced, and even if the content of cobalt is more than 3.0% by weight, the thermal cracking performance is poor. On the other hand, such cobalt may not be included in some cases.

위와 같은 성분과 조성비로 이루어진 브레이크 디스크는, 내마모성과 내열균열성 및 기계적 강도와 열전도성이 매우 우수한 CV흑연조직을 갖게 된다. The brake disc, which is composed of the above components and composition ratio, has a CV graphite structure having excellent abrasion resistance, thermal crack resistance, mechanical strength and thermal conductivity.

따라서, 극심한 제동 환경에서도 우수한 제동특성을 유지할 수 있다. 특히, 극고온의 마찰열과 극도의 충격력에 노출될 경우라도 우수한 제동특성을 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 그 결과, 극도의 내열성과 내마모성과 내충격성이 요구되는 대형화·고속화 차량에도 적용이 가능하다.Therefore, excellent braking characteristics can be maintained even in an extreme braking environment. In particular, excellent braking characteristics can be maintained even when exposed to extremely high frictional heat and extreme impact forces. As a result, the present invention can be applied to large-sized and high-speed vehicles that require extreme heat resistance, wear resistance, and impact resistance.

다음으로, 본 발명자는 표 1과 표 2에서와 같이, 구성성분 및 성분비를 각각 다르게 하여 브레이크 디스크를 제조해 보았으며, 제조된 브레이크 디스크의 기계적 성질을 비교 테스트해 보았다.Next, the present inventors manufactured brake discs with different constituents and component ratios as shown in Table 1 and Table 2, and compared and tested the mechanical properties of the manufactured brake discs.

표 1은 구성성분 및 성분비를 각각 다르게 하여 제조한 브레이크 디스크의 실시예들을 나타내는 것이고, 표 2는 표 1의 실시예들을 몇 가지 항목으로 비교 테스트 한 결과를 나타낸 것이다. Table 1 shows examples of brake discs manufactured by different components and component ratios, and Table 2 shows the results of comparative tests of the embodiments of Table 1 with several items.

이때, 실시예 1-4들은 구성성분 및 성분비를 상술한 범위내에서 각각 다르게 조성한 사례이고, 비교예는 실시예 1-4들과 대비되는 사례로서, 구성성분 및 성분비가 상술한 범위를 벗어나도록 조성한 사례이다. 그리고 시험조건으로는, 기계적 성질을 측정하는 시험편으로 1인치-Y형 공시재를 사용하며, CV흑연화율과 형상계수는 화상분석기(Image Analyzer)를 이용하여 측정하였다. In this case, Examples 1-4 are examples in which the components and the component ratios are differently formed within the above-mentioned ranges, and Comparative Examples are examples in which the components and the component ratios are out of the above-described ranges. It is the case that I made. As test conditions, a 1-inch-Y specimen was used as a test piece for measuring mechanical properties, and the CV graphing rate and shape coefficient were measured using an image analyzer.

[표 1]TABLE 1

성분(중량%)Ingredient (% by weight) 탄소 (C)Carbon (C) 규소 (Si)Silicon (Si) 망간 (Mn)Manganese (Mn) 인(P)Phosphorus (P) 유황 (S)Sulfur (S) 니켈 (Ni)Nickel (Ni) 크롬 (Cr)Chromium (Cr) 몰리 브덴 (Mo)Molybdenum (Mo) 구리 (Cu)Copper (Cu) 코발트 (Co)Cobalt (Co) 비고Remarks 실시예 1Example 1 3.653.65 2.562.56 0.230.23 0.040.04 0.0180.018 1.151.15 0.450.45 1.151.15 -- -- 실시예 2Example 2 3.763.76 2.452.45 0.250.25 0.030.03 0.0200.020 1.541.54 0.320.32 1.021.02 -- 0.70.7 실시예 3Example 3 3.893.89 2.172.17 0.240.24 0.040.04 0.0120.012 1.851.85 0.250.25 0.520.52 -- 2.42.4 실시예 4Example 4 4.124.12 1.531.53 0.270.27 0.040.04 0.0130.013 1.981.98 0.210.21 0.590.59 -- 2.42.4 비교예Comparative example 3.203.20 2.32.3 0.250.25 0.060.06 0.0150.015 1.201.20 0.340.34 0.300.30 0.800.80 --

[표 2]TABLE 2

구분 division 인장강도(MPa) Tensile Strength (MPa) 경도(HB)Hardness (HB) 흑연조직Graphite 비고 Remarks CV흑연화율CV graphite rate 흑연의 형상계수Shape factor of graphite 실시예 1Example 1 446446 215215 89%89% 0.200.20 실시예 2Example 2 442442 224224 94%94% 0.520.52 실시예 3Example 3 467467 245245 84%84% 0.420.42 실시예 4Example 4 462462 248248 82%82% 0.520.52 비교예Comparative example 430430 235235 80%80% 0.40∼0.500.40 to 0.50

시험결과, 구성성분 및 성분비가 상술한 범위내에서 조성된 실시예 1-4들의 브레이크 디스크는, CV흑연화율과 흑연의 형상계수(0.20 ∼ 0.525)가 비교예에 비해 비교적 높은 것으로 나타났다. 또한, 인장강도와 경도도 비교예에 비해 우수한 것으로 나타났다.As a result of the test, the brake discs of Examples 1-4 in which the constituents and the component ratios were formed within the above-mentioned ranges showed that the CV graphitization rate and the shape coefficient of graphite (0.20 to 0.525) were relatively higher than those of the comparative example. In addition, the tensile strength and hardness also appeared to be superior to the comparative example.

결과적으로, 본 발명에 의해 제조된 브레이크 디스크는 종래의 브레이크 디스크보다 인장강도와 경도가 모두 우수하고, 이로써, 내마모성과 내열균열성 및 기계적 강도와 열전도성이 매우 우수한 것으로 나타났다. As a result, the brake disc produced by the present invention was superior in both tensile strength and hardness than the conventional brake disc, thereby showing a very good wear resistance and thermal crack resistance and mechanical strength and thermal conductivity.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope of the claims.

Claims (3)

탄소(C)가 디스크의 총중량비를 기준으로 3.6중량% ∼ 4.2중량%, 규소(Si)가 디스크의 총중량비를 기준으로 2.0중량% ∼ 3.0중량%, 망간(Mn)이 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% 이하, 인(P)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.05중량% 이하, 유황(S)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.03중량% 이하, 니켈(Ni)이 디스크의 총중량비를 기준으로 1.0중량% ∼ 2.0중량%, 크롬(Cr)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.2중량% ∼ 0.5중량%, 몰리브덴(Mo)이 디스크의 총중량비를 기준으로 0.3중량% ∼ 1.2중량%로 조성되며, 그 나머지가 불순물을 포함한 철(Fe)로 구성된 브레이크 디스크에 있어서,Carbon (C) is 3.6% to 4.2% by weight based on the total weight ratio of the disk, silicon (Si) is 2.0% to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the disk, and manganese (Mn) is the total weight ratio of the disk. 1.0% by weight or less, phosphorus (P) is 0.05% by weight or less based on the total weight of the disk, sulfur (S) is 0.03% or less by weight based on the total weight of the disk, nickel (Ni) is the total weight by weight of the disk 1.0% to 2.0% by weight, chromium (Cr) is 0.2% to 0.5% by weight based on the total weight of the disk, molybdenum (Mo) 0.3% to 1.2% by weight based on the total weight of the disk In the brake disk is composed of iron, and the rest is composed of iron (Fe) containing impurities, 코발트(Co)가 디스크의 총중량비를 기준으로 0.5중량% ∼ 3.0중량%로 더 포함되고, 흑연의 형상계수가 0.20 ∼ 0.525인 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크.Cobalt (Co) is further contained in 0.5% to 3.0% by weight based on the total weight ratio of the disk, the brake disk characterized in that the shape coefficient of graphite is 0.20 to 0.525. 삭제delete 삭제delete
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