KR101216144B1 - Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same - Google Patents

Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101216144B1
KR101216144B1 KR1020090082379A KR20090082379A KR101216144B1 KR 101216144 B1 KR101216144 B1 KR 101216144B1 KR 1020090082379 A KR1020090082379 A KR 1020090082379A KR 20090082379 A KR20090082379 A KR 20090082379A KR 101216144 B1 KR101216144 B1 KR 101216144B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon
brake disc
ceramic brake
friction layer
molded body
Prior art date
Application number
KR1020090082379A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110024395A (en
Inventor
임동원
최연호
최문수
이준상
강정석
Original Assignee
주식회사 데크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 데크 filed Critical 주식회사 데크
Priority to KR1020090082379A priority Critical patent/KR101216144B1/en
Priority to PCT/KR2009/007357 priority patent/WO2011027944A1/en
Publication of KR20110024395A publication Critical patent/KR20110024395A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101216144B1 publication Critical patent/KR101216144B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/023Composite materials containing carbon and carbon fibres or fibres made of carbonizable material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/524Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from polymer precursors, e.g. glass-like carbon material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/591Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by reaction sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C04B35/83Carbon fibres in a carbon matrix
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/001Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating directly with other burned ceramic articles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/608Green bodies or pre-forms with well-defined density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/36Non-oxidic
    • C04B2237/365Silicon carbide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304Structure
    • F16D2065/132Structure layered
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304Structure
    • F16D2065/1328Structure internal cavities, e.g. cooling channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0034Materials; Production methods therefor non-metallic
    • F16D2200/0039Ceramics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0034Materials; Production methods therefor non-metallic
    • F16D2200/0052Carbon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/006Materials; Production methods therefor containing fibres or particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는, 제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체; 상기 제1몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층; 및 상기 제2몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함한다.Carbon-ceramic brake disc according to the present invention, the body consisting of a first body and a second body; A first friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the first body; And a second friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the second body.

본 발명에 따르면, 마찰층은 우수한 내산화 특성을 가진다. 또한, 마찰층의 표면이 균일하게 마모된다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확하게 알 수 있다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 발생하는 마찰층 표면의 균열 간격을 일정하게 조절할 수 있다.According to the invention, the friction layer has excellent oxidation resistance. In addition, the surface of the friction layer is uniformly worn. In addition, it is possible to know exactly when to replace the carbon-ceramic brake discs. In addition, it is possible to constantly adjust the crack spacing of the friction layer surface generated during the production of carbon-ceramic brake discs.

Description

탄소-세라믹 브레이크 디스크 및 이를 제조하는 방법 {CARBON-CERAMIC BRAKE DISC AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Carbon-ceramic brake discs and how to make them {CARBON-CERAMIC BRAKE DISC AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 탄소-세라믹 브레이크 디스크에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon-ceramic brake disc.

자동차 브레이크는 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 구분된다.Automobile brakes are divided into drum brakes and disc brakes.

디스크식 브레이크는 디스크와 패드로 구성된다.The disc brake consists of a disc and a pad.

디스크식 브레이크는 디스크의 표면과 패드의 마찰로 발생 되는 마찰력으로 디스크의 회전을 늦추거나 멈추게 함으로써, 바퀴의 회전을 늦추거나 멈추게 한다. 따라서, 디스크와 패드는 경량이면서, 내열충격성, 내식성, 내마모성, 고강도, 높은 마찰계수를 가져야 한다. 이를 위해, 경량이고, 내마모성 및 내열충격성을 가진 탄소 섬유 강화 세라믹 복합체로 디스크와 패드를 만든다.Disc brakes slow or stop the rotation of the disc by the friction force generated by the friction between the surface of the disc and the pad, thereby slowing or stopping the rotation of the wheel. Therefore, the disk and the pad should be lightweight and have thermal shock resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, high strength, and high coefficient of friction. To this end, discs and pads are made of a carbon fiber reinforced ceramic composite that is lightweight, wear resistant and thermally resistant.

이하, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합체로 만들어진 디스크를 탄소-세라믹 브레이크 디스크라 칭한다.Hereinafter, a disk made of a carbon fiber reinforced ceramic composite is called a carbon-ceramic brake disk.

탄소-세라믹 브레이크 디스크는 몸체, 몸체의 상하면에 적층된 마찰층으로 구성된다.The carbon-ceramic brake disc is composed of a body, a friction layer laminated on the upper and lower surfaces of the body.

마찰층은 0.1~수 mm 정도의 두께를 가진다. 마찰층은 패드와 마찰할수록 마 모되어, 그 두께가 감소한다. The friction layer has a thickness of about 0.1 to several mm. The friction layer wears as it rubs against the pad, reducing its thickness.

자동차 제동성능이 일정하게 유지되기 위해서는, 마찰층의 표면이 일정하게 마모되어야 한다. 마찰층의 표면이 일정하게 마모되기 위해서는, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조 시, 마찰층의 두께가 균일해야 한다.In order for the automobile braking performance to be kept constant, the surface of the friction layer must be constantly worn. In order to uniformly wear the surface of the friction layer, the thickness of the friction layer must be uniform when manufacturing the carbon-ceramic brake disc.

한편, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확히 알기 위해서는, 마찰층의 마모 정도를 육안으로 확인할 수 있어야 한다.On the other hand, in order to know exactly when to replace the carbon-ceramic brake disc, the wear of the friction layer should be visually confirmed.

한편, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조 시, 탄소-세라믹 브레이크 디스크가 냉각될 때, 몸체는 열팽창 계수가 작고, 마찰층은 열팽창 계수가 크므로, 마찰층에 균열이 발생한다. 이러한 이유로 발생 된 균열은, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 사용중에 새롭게 발생하는 균열과 구별이 가지 않는다.On the other hand, in the manufacture of the carbon-ceramic brake disc, when the carbon-ceramic brake disc is cooled, the body has a small coefficient of thermal expansion and the friction layer has a large coefficient of thermal expansion, so that a crack occurs in the friction layer. The cracks generated for this reason are indistinguishable from the cracks newly generated during the use of carbon-ceramic brake discs.

본 발명의 목적은, 첫째, 외부공기와 접촉하는 마찰층이 우수한 내산화 특성을 가지게 하는 데 있다.An object of the present invention is first, to make the friction layer in contact with the external air has excellent oxidation resistance.

둘째, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 마찰층의 두께를 균일하게 하는 데 있다.Second, in the manufacture of carbon-ceramic brake discs, the thickness of the friction layer is uniform.

셋째, 마찰층의 마모정도를 육안으로 쉽게 확인하는 데 있다.Third, it is easy to visually check the wear of the friction layer.

넷째, 마찰층에 폭이 좁고 크기가 일정한 균열을 발생시키는 데 있다.Fourth, the friction layer has a narrow width and constant size.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는, 제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체; 상기 제1몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층; 및 상기 제2몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함한다.Carbon-ceramic brake disk according to the present invention for achieving the above object, the body consisting of a first body and a second body; A first friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the first body; And a second friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the second body.

또한, 상기 목적은, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계; 상기 제1혼합물을 구획벽의 형상이 바닥면에 음각된 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체와 상기 구획벽을 만드는 제2단계; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제3단계; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제4단계; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제5단계; 상기 제1단계 내지 제5단계를 반복하여 제 2 탄소- 세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제6단계; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제7단계; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단계; 및 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법에 의해 달성된다.In addition, the above object, the first step of putting the first mixture of carbon fibers and phenol resin mixed in the mold; A second step of heating / pressurizing the first mixture with a press in which the shape of the partition wall is engraved on the bottom surface to form a first body and the partition wall; A third step of filling a space between the partition walls with a second mixture of carbon fibers and phenol resins; A fourth step of making the first friction layer by heating / pressing the second mixture with the press; A fifth step of removing the first carbon-ceramic brake disc formed body comprising the partition wall, the first body, and the first friction layer from the forming mold; A sixth step of making the second carbon-ceramic brake disc molded body by repeating the first to fifth steps, and taking out the second carbon-ceramic brake disc molded body from the mold; The first carbon-ceramic brake disc molded body, a combustible body having a shape of a cooling channel, and the second carbon-ceramic brake disc molded body are sequentially stacked on the mold, and heated / pressurized by the press to form a carbon-ceramic brake. A seventh step of making a disk molded body; An eighth step of applying carbon to the carbon-ceramic brake disc molded body to carbonize it; And a ninth step of melting and infiltrating silicon into a carbon-ceramic brake disc carbonized body in which the carbon-ceramic brake disc molded body is carbonized, and then polishing the silicon-ceramic brake disc molded body.

또한, 상기 목적은, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계; 상기 제1혼합물을 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체를 만드는 제2단계; 상기 제1몸체의 표면에 기계가공으로 구획벽을 만드는 제3단계; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제4단계; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제5단계; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제6단계; 상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제7단계; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제8단계; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계; 및 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제10단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법에 의해 달성된다.In addition, the above object, the first step of putting the first mixture of carbon fibers and phenol resin mixed in the mold; A second step of heating / pressurizing the first mixture with a press to make a first body; A third step of making a partition wall by machining on the surface of the first body; A fourth step of filling a space between the partition walls with a second mixture of carbon fibers and phenol resins; A fifth step of heating / pressing the second mixture with the press to form a first friction layer; A sixth step of taking out the first carbon-ceramic brake disc formed body comprising the partition wall, the first body and the first friction layer from the forming mold; A seventh step of making the second carbon-ceramic brake disc molded body by repeating the first to sixth steps, and taking out the second carbon-ceramic brake disc molded body from the mold; The first carbon-ceramic brake disc molded body, a combustible body having a shape of a cooling channel, and the second carbon-ceramic brake disc molded body are sequentially stacked on the mold, and heated / pressurized by the press to form a carbon-ceramic brake. An eighth step of making a disk molded body; A ninth step of heating and carbonizing the carbon-ceramic brake disc molded body; And a tenth step of melting and infiltrating silicon into the carbon-ceramic brake disc carbonized body formed by carbonization of the carbon-ceramic brake disc molded body, and polishing the carbon-ceramic brake disc molded body.

본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는,Carbon-ceramic brake discs according to the invention,

첫째, 마찰층이 SiC 75 wt%, Si 24.5 wt% 그리고 C 0.5 wt%의 성분조성비율을 가진다. 따라서, 외부공기와 접촉하는 마찰층의 탄소 성분이 0.5 wt%로 적으므로, 마찰층은 우수한 내산화 특성을 가진다.First, the friction layer has a component composition ratio of 75 wt% SiC, 24.5 wt% Si and 0.5 wt% C. Therefore, since the carbon component of the friction layer in contact with the external air is 0.5 wt%, the friction layer has excellent oxidation resistance.

둘째, 구획벽 사이의 공간에 제2혼합물을 채워넣어 마찰층을 만드므로, 구획벽의 높이와 마찰층의 높이가 같게 된다. 따라서, 마찰층의 높이를 균일하게 만들 수 있어, 마찰층의 표면이 균일하게 마모된다.Second, since the friction layer is made by filling the second mixture in the space between the partition walls, the height of the partition wall and the friction layer are the same. Therefore, the height of the friction layer can be made uniform, and the surface of the friction layer is uniformly worn.

셋째, 마찰층은 밝은 은색이고, 구획벽은 어두운 회색 또는 검은색이므로 마찰층과 구획벽을 육안으로 쉽게 구분할 수 있다. 마찰층과 구획벽은 함께 마모되므로, 구획벽이 보이지 않으면 마찰층도 완전히 마모된 것이다. 따라서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확하게 알 수 있다.Third, since the friction layer is light silver and the partition wall is dark gray or black, the friction layer and the partition wall can be easily distinguished with the naked eye. Since the friction layer and the partition wall are worn together, the friction layer is completely worn out if the partition wall is not visible. Therefore, it is possible to know exactly when to replace the carbon-ceramic brake disc.

넷째, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시, 마찰층에 발생한 균열이 구획벽으로 인해, 더 이상 진행되지 못한다. 따라서, 구획벽 사이 공간의 폭만 조절하면 균열의 간격도 일정하게 조절할 수 있다. 이렇게 균열의 간격이 일정하게 조절되 면, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 사용중에 발생하는 새로운 균열과 구별이 쉽다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 좁고 일정한 폭으로 조절된 균열은 보기에도 좋다.Fourth, in the production of carbon-ceramic brake discs, cracks in the friction layer cannot proceed any further due to the partition walls. Therefore, by adjusting only the width of the space between the partition walls it is possible to constantly adjust the gap spacing. If the crack spacing is controlled uniformly, it is easy to distinguish it from new cracks that occur during the use of carbon-ceramic brake discs. In addition, the narrow, uniform width of the cracks in the production of carbon-ceramic brake discs is also visible.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 상세히 설명한다.Hereinafter, a carbon-ceramic brake disc according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a carbon-ceramic brake disc according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view II-II of FIG. 1.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)는, 몸체(110), 마찰층(120), 구획벽(130)으로 구성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the carbon-ceramic brake disc 100 according to the embodiment of the present invention is composed of a body 110, a friction layer 120, and a partition wall 130.

상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)의 중심부에는 축공(101)이 뚫려있다.A shaft hole 101 is drilled in the center of the carbon-ceramic brake disc 100.

상기 몸체(110)은, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)로 구성된다.The body 110 is composed of a first body 111 and a second body 112.

상기 제1몸체(111)와 제2몸체(112)사이에는 냉각채널(113)이 형성된다.A cooling channel 113 is formed between the first body 111 and the second body 112.

상기 냉각채널(113)을 통해 공기가 들어와서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)를 냉각시킨다.Air enters through the cooling channel 113 to cool the carbon-ceramic brake disc 100.

상기 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% ,C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다. 이러한 성분조성비율로 인해, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는 어두운 회색 또는 검은색을 띈다.The first body 111 and the second body 112 has a component composition ratio of SiC 25-50 wt%, Si 0-25 wt%, C 30-60 wt%. Due to this component composition ratio, the first body 111 and the second body 112 is dark gray or black.

상기 마찰층(120)은, 제1마찰층(121), 제2마찰층(122)으로 구성된다.The friction layer 120 is composed of a first friction layer 121 and a second friction layer 122.

상기 제1마찰층(121)은 제1몸체(111)로부터 돌출된 구획벽(130) 사이 공간에 형성된다.The first friction layer 121 is formed in a space between the partition walls 130 protruding from the first body 111.

상기 제2마찰층(122)은 제2몸체(112)로부터 돌출된 구획벽(130) 사이 공간에 형성된다.The second friction layer 122 is formed in a space between the partition walls 130 protruding from the second body 112.

상기 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은, SiC 75 wt%, Si 24.5 wt%, C 0.5 wt%의 성분조성비율을 가진다. 이러한 성분조성비율로 인해, 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은 밝은 은색을 띈다. The first friction layer 121 and the second friction layer 122 have a component composition ratio of 75 wt% SiC, 24.5 wt% Si, and 0.5 wt% C. Due to the component composition ratio, the first friction layer 121 and the second friction layer 122 have a bright silver color.

상기 구획벽(130)은, 마찰층(121, 122)의 내경에서 외경쪽으로 직경이 커지는 순으로 배열된 원형벽들과, 마찰층(121, 122)의 내경에서 외경쪽으로 방사형으로 뻗어나가는 직선벽들로 구성된다.The partition wall 130 includes circular walls arranged in order of increasing diameter from the inner diameter of the friction layers 121 and 122, and a straight wall radially extending toward the outer diameter from the inner diameter of the friction layers 121 and 122. It consists of

상기 동심원벽들과 직선벽들이 교차되면, 그 사이에 후술할 제2혼합물(X2)이 채워 질 공간(S, 도 4(c)참조)이 형성된다.When the concentric circle walls and the straight walls intersect, a space S (see FIG. 4C) to fill the second mixture X2 to be described later is formed therebetween.

상기 구획벽(130)은, 도 1에 도시된 형상 외에, 다양한 형상(벌집무늬, 삼각무늬, 사각무늬)을 가질 수 있다.The partition wall 130 may have various shapes (honeycomb pattern, triangular pattern, square pattern) in addition to the shape shown in FIG. 1.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4(a) 내지 도 4(m)는, 도 3의 제1단계 내지 제7단계를 나타낸 도면들이다. 점선화살표는 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1) 또는 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 성형틀(M)로부터 꺼 내는 방향을 나타낸다. 실선화살표는 프레스의 상하 이동방향을 나타낸다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to the first embodiment of the present invention. 4 (a) to 4 (m) are diagrams illustrating first to seventh steps of FIG. 3. The dotted arrows indicate the direction in which the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 or the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 is taken out of the mold M. As shown in FIG. Solid arrows indicate the vertical movement direction of the press.

본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은,Method for manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to the first embodiment of the present invention,

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물(X1)을 성형틀(M)에 넣는 제1단계(S11);As shown in Figure 4 (a), the first step (S11) of putting the first mixture (X1) mixed with carbon fibers and phenolic resin into the molding die (M);

도 4(b) 및 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 제1혼합물(X1)을 구획벽(130)의 형상이 바닥면에 음각된 프레스(P)로 제1혼합물(X1)을 가열/가압하여, 제1몸체(111)와 구획벽(130)을 만드는 제2단계(S12);As shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the first mixture X1 is heated by a press P in which the shape of the partition wall 130 is engraved on the bottom surface of the first mixture X1. / Second step (S12) to make the first body 111 and the partition wall 130 by pressing;

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물(X2)을 구획벽(130) 사이 공간(S)에 채워 넣는 제3단계(S13);As shown in FIG. 4 (c), a third step S13 of filling the space S between the partition walls 130 with the second mixture X2 in which the carbon fibers and the phenol resin are mixed;

도 4(d)에 도시된 바와 같이, 제2혼합물(X2)을 프레스(P)로 가열/가압하여 제1마찰층(121)을 만드는 제4단계(S14);As shown in FIG. 4 (d), a fourth step S14 of heating / pressing the second mixture X2 with a press P to form the first friction layer 121;

도 4(e)에 도시된 바와 같이, 구획벽(130)과 제1몸체(111)와 제1마찰층(121)으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)로부터 꺼내는 제5단계(S15);As shown in FIG. 4E, the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 including the partition wall 130, the first body 111, and the first friction layer 121 is formed in the mold M. Taking out from the fifth step (S15);

도 4(f) 내지 도 4(j)에 도시된 바와 같이, 제1단계(S11) 내지 제5단계(S15)를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 만들고, 성형틀(M)로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 꺼내는 제6단계(S16);As shown in FIGS. 4 (f) to 4 (j), the first steps S11 to fifth steps S15 are repeated to form a second carbon-ceramic brake disc molded body B2, and A sixth step (S16) of taking out the second carbon-ceramic brake disc molded body (B2) from M);

도 4(k) 내지 도 4(m)에 도시된 바와 같이, 성형틀(M)에 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와, 냉각채널(113)의 형상을 가진 가연체(V)와, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 프레스(P)로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)를 만드는 제7단계(S17);As shown in FIGS. 4 (k) to 4 (m), the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 and the combustible body V having the shape of the cooling channel 113 are formed in the mold M. FIG. And a seventh step (S17) of stacking the second carbon-ceramic brake disc molded bodies in order, and heating / pressurizing the press carbon (P) to form the carbon-ceramic brake disc molded body (B).

탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단계(S18);An eighth step S18 of applying carbon to the carbon-ceramic brake disc molded body B and carbonizing the same;

탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계(S19);를 포함한다.And a ninth step (S19) of melting and infiltrating silicon into the carbon-ceramic brake disc carbonized body formed by carbonization of the carbon-ceramic brake disc molded body (B) and polishing it.

이하, 제1단계(S11)를 설명한다.The first step S11 will be described below.

제1혼합물(X1)은 50 vol%인 탄소섬유, 페놀 수지를 혼합해서 만든다. 탄소섬유의 길이는 20 mm이다.The first mixture (X1) is made by mixing 50 vol% of carbon fiber and phenol resin. The carbon fiber is 20 mm long.

이하, 제2단계(S12)를 설명한다.The second step S12 will be described below.

제1혼합물(X1)을 가열하는 온도는 120 ℃이다. 이를 위해, 프레스(P)에 히터(미도시)가 설치된다.The temperature at which the first mixture X1 is heated is 120 ° C. To this end, a heater (not shown) is installed in the press P.

제1혼합물(X1)을 가압하는 압력은 4MPa이다. The pressure for pressing the first mixture X1 is 4 MPa.

프레스(P)의 표면에는, 도 1에 도시된 바와 같은 무늬가 음각되어 있다.On the surface of the press P, a pattern as shown in FIG. 1 is engraved.

도 4(b)에 도시된 바와 같이, 프레스(P)가 제1혼합물(X1)을 가압하면, 제1혼합물(X1)이 음각된 공간으로 침투한다.As shown in FIG. 4B, when the press P presses the first mixture X1, the first mixture X1 penetrates into the engraved space.

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 제1혼합물(X1)이 굳으면, 제1몸체(111)와 구획벽(130)이 형성된다. 구획벽(130) 사이에는 제2혼합물(X2)이 채워지는 공간(S)이 형성된다.As shown in FIG. 4C, when the first mixture X1 is hardened, the first body 111 and the partition wall 130 are formed. A space S is formed between the partition walls 130 to fill the second mixture X2.

상기 구획벽(130)은 폭이 0.5~1 mm이고, 높이가 0.5~2 mm이다. 구획벽(130)의 표면적은 제1마찰층(121) 전체면적의 10 % 이내여야 한다. 구획벽(130)이 외부로 많이 노출될 경우, 제동성능이 저하되기 때문이다.The partition wall 130 has a width of 0.5 to 1 mm and a height of 0.5 to 2 mm. The surface area of the partition wall 130 should be within 10% of the total area of the first friction layer 121. This is because the braking performance is lowered when the partition wall 130 is exposed to the outside.

이하, 제3단계(S13)를 설명한다.The third step S13 will be described below.

제2혼합물(X2)은 40 vol%인 탄소섬유, 페놀 수지, 첨가제를 혼합해서 만든다. 탄소섬유의 길이는 200㎛이다.The second mixture (X2) is made by mixing 40 vol% of carbon fiber, phenol resin and additives. The length of the carbon fiber is 200 mu m.

도 4(c) 및 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 구획벽(130) 사이 공간(S)에 제2혼합물(X2)을 채워넣어서, 제1마찰층(121)을 만드므로, 제1마찰층(121)의 높이(H1, 도 2참조)와 구획벽(130)의 높이(H2, 도 2참조)는 같게 된다.As shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), the first friction layer 121 is formed by filling the second mixture X2 in the space S between the partition walls 130. The height H1 (see FIG. 2) of the friction layer 121 and the height H2 (see FIG. 2) of the partition wall 130 are the same.

이하, 제4단계(S14)를 설명한다.The fourth step S14 will be described below.

제2혼합물(X2)을 가열하는 온도는 170 ℃이다. 제2혼합물(X2)을 가압하는 압력은 4 MPa이다.The temperature at which the second mixture X2 is heated is 170 ° C. The pressure for pressing the second mixture X2 is 4 MPa.

이하, 제7단계(S17)를 설명한다.The seventh step S17 will be described below.

도 4(k)에 도시된 바와 같이, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1마찰층(121)이 아래쪽을 향하도록, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)에 넣는다. 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1) 위에 가연체(V)를 올려 놓는다. 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)이 위쪽을 향하도록, 가연체(V)에 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 올려놓는다.As shown in Fig. 4 (k), the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 is formed so that the first friction layer 121 of the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 faces downward. Put it in (M). The combustible V is placed on the first carbon-ceramic brake disc shaped body B1. The second carbon-ceramic brake disc molded body B2 is placed on the combustible V so that the second friction layer 122 of the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 faces upward.

물론, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)이 아래쪽을 향하도록, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 성형틀(M)에 넣고, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2) 위에 가연체(V)를 올려 놓고, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1마찰층(121)이 위쪽을 향하도록, 가연체(V)에 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 올려놓을 수도 있을 것이다.Of course, the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 is placed in the mold M so that the second friction layer 122 of the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 faces downward, and the second carbon The flammable body V is placed on the ceramic brake disc molded body B2, and the first friction layer 121 of the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 faces upwards. One carbon-ceramic brake disc shaped body (B1) may be placed thereon.

도 4(l) 및 도 4(m)에 도시된 바와 같이, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)을 프레스(P)로 가열/가압하면, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1몸체(111)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2몸체(112)로 가연체(V)가 파고 들어 가고, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)는 달라붙는다. 이렇게, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)가 결합된 성형체를 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)라 칭한다.As shown in Fig. 4 (l) and Fig. 4 (m), when the second friction layer 122 of the second carbon-ceramic brake disc formed body B2 is heated / pressurized by the press P, the first carbon The combustible V penetrates into the first body 111 of the ceramic brake disc formed body B1 and the second body 112 of the second carbon-ceramic brake disc formed body B2, and the first carbon-ceramic The brake disc molded body B1 and the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 stick together. Thus, the molded body in which the first carbon-ceramic brake disc molded body B1 and the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 are combined is referred to as a carbon-ceramic brake disc molded body B.

이하, 제8단계(S18)를 자세히 설명한다.Hereinafter, the eighth step (S18) will be described in detail.

가연체(V)는, 600℃ 이상에서 열분해 된다. 열분해 후에는 잔류 탄소량이 3 wt% 미만인 것이 바람직하다. 이를 위해, 가연체(V)는, ABS수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), 스티렌 수지(Styrene resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 아크릴 수지(Acrylic resin) 등과 같은 열가소성 수지로 만들어지는 것이 바람직하다.The combustible (V) is thermally decomposed at 600 ° C or higher. It is preferable that residual carbon amount is less than 3 wt% after pyrolysis. To this end, the combustible (V) is preferably made of a thermoplastic resin such as ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), styrene resin (polystyrene), polyethylene (Acrylic resin) and the like.

불활성가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성 형체(B)를 1000℃로 가열하면, 탄소(C) 성분만 남고 나머지 불순물은 연소된다. 가연체(V)는 타서 제거되고, 가연체(V)가 타고 남은 빈자리는 냉각채널(113, 도 1참조)이 된다.In an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere, when the carbon-ceramic brake disc formed body B is heated to 1000 ° C., only the carbon component C is left and the remaining impurities are burned. The combustible body V is burned out and removed, and the empty space in which the combustible body V rides becomes the cooling channel 113 (refer to FIG. 1).

탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)는 탄화 후에, 1.0 ~ 1.7 g/㎤의 밀도, 50 vol% 이하의 기공률을 갖는다.The carbon-ceramic brake disc molded body (B) has a density of 1.0 to 1.7 g / cm 3 and a porosity of 50 vol% or less after carbonization.

이하, 제9단계(S19)를 자세히 설명한다.Hereinafter, the ninth step S19 will be described in detail.

탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체를 규소 분말 위에 놓는다.The carbon-ceramic brake disc carbide is placed on silicon powder.

불활성가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 규소의 녹는 점인 1410℃ 이상으로 가열한다. 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투한다.In an inert gas atmosphere or vacuum atmosphere, heating is carried out to 1410 ° C. or more, which is the melting point of silicon. Silicon melts and infiltrates into the carbon-ceramic brake disc molded body (B).

침투한 규소는 잔류하는 탄소 성분과 반응하여 탄화규소(SiC)가 된다.Infiltrated silicon reacts with the remaining carbon components to form silicon carbide (SiC).

탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투하면, 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은, SiC 75 wt%, Si 24.5 wt% 그리고 C 0.5 wt%의 성분조성비율을 가진다.When silicon is melted and infiltrated into the carbon-ceramic brake disc molded body (B), the first friction layer 121 and the second friction layer 122 are composed of 75 wt% SiC, 24.5 wt% Si, and 0.5 wt% C. Has a ratio.

탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투하면, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% 그리고 C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다.When silicon is melted and infiltrated into the carbon-ceramic brake disc molded body (B), the first body 111 and the second body 112 are made of SiC 25-50 wt%, Si 0-25 wt%, and C 30-60 wt. It has a composition ratio of%.

상기 제1몸체(111)와 제2몸체(122)와 구획벽(130)이 제1혼합물(X1)로부터 만들어지므로, 제1몸체(111)의 성분조성비율과 제2몸체(112)의 성분조정비율과 구획벽(130)의 성분조성비율은 동일하다. 따라서, 구획벽(130)은, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% ,C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다.Since the first body 111, the second body 122, and the partition wall 130 are made from the first mixture X1, the composition ratio of the first body 111 and the components of the second body 112 are described. The adjustment ratio and the component composition ratio of the partition wall 130 are the same. Therefore, the partition wall 130 has a component composition ratio of SiC 25-50 wt%, Si 0-25 wt%, and C 30-60 wt%.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to a second embodiment of the present invention will be described. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은, 구획벽의 형상이 음각된 프레스(P)로 제1혼합물(X1)을 가열/가압하여 구획벽(130)을 형성하는 대신에, 구획벽(130)을 제1몸체(111)의 표면에 기계가공(Shaping and Planing)하여 형성한다. 나머지는 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.In the method of manufacturing the carbon-ceramic brake disc according to the second embodiment of the present invention, the partition wall 130 is formed by heating / pressing the first mixture X1 with a press P in which the partition wall is engraved. Instead, the partition wall 130 is formed by machining (Shaping and Planing) on the surface of the first body (111). The remainder is the same as the method for manufacturing the carbon-ceramic brake disc according to the first embodiment of the present invention, so description thereof is omitted.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은,As shown in FIG. 5, a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to a second embodiment of the present invention may be described as follows.

탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물(X1)을 성형틀(M)에 넣는 제1단계(S31); 제1혼합물(X1)을 프레스(P)로 가열/가압하여, 제1몸체(111)를 만드는 제2단계(S32); 제1몸체(111)의 표면에 기계가공으로 구획벽(130)을 만드는 제3단계(S33); 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물(X2)을 구획벽(130) 사이 공간(S)에 채워 넣는 제4단계(S34); 제2혼합물(X2)을 프레스(P)로 가열/가압하여 제1마찰층(121)을 만드는 제5단계(S35); 구획벽(130)과 제1몸체(111)와 제1마찰층(121)으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)로부터 꺼내는 제6단계(S36); 제1단계(S31) 내지 제6단계(S36)를 반복하여, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 만들고, 성형틀(M)로부터 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 꺼내는 제7단계(S37); 성형틀(M)에 상기 제 1 탄 소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와, 냉각채널(113)의 형상을 가진 가연체(V)와, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 순서대로 쌓고, 프레스(P)로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)를 만드는 제8단계(S38); 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계(S39); 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨후, 연마하는 제10단계(S40);를 포함한다.A first step (S31) of placing the first mixture (X1) in which carbon fibers and phenol resins are mixed into a molding mold (M); A second step (S32) of heating / pressing the first mixture (X1) with a press (P) to make the first body 111; A third step (S33) of making the partition wall 130 by machining on the surface of the first body 111; A fourth step S34 of filling the space S between the partition walls 130 with the second mixture X2 in which the carbon fibers and the phenol resin are mixed; A fifth step S35 of heating / pressing the second mixture X2 with a press P to form the first friction layer 121; A sixth step (S36) of removing the first carbon-ceramic brake disc molded body (B1) composed of the partition wall 130, the first body 111, and the first friction layer 121 from the forming mold M; By repeating the first step S31 to the sixth step S36, the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 is made, and the second carbon-ceramic brake disc molded body B2 is taken out of the forming mold M. Seventh step (S37); The first carbon-ceramic brake disc molded body (B1), the combustible body (V) having the shape of the cooling channel 113, and the second carbon-ceramic brake disc molded body (B2) are formed in a mold (M). An eighth step (S38) of stacking the molds and heating / pressing with a press P to form a carbon-ceramic brake disc molded body B; A ninth step S39 of applying carbon to the carbon-ceramic brake disc molded body B and carbonizing the same; And a tenth step (S40) of melting and infiltrating silicon into the carbon-ceramic brake disc carbonized body formed by carbonization of the carbon-ceramic brake disc molded body (B) and polishing it.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a carbon-ceramic brake disc according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view II-II of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to the first embodiment of the present invention.

도 4(a) 내지 도 4(m)는, 도 3의 제1단계 내지 제7단계를 나타낸 도면들이다.4 (a) to 4 (m) are diagrams illustrating first to seventh steps of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc according to a second embodiment of the present invention.

Claims (8)

제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체;A body consisting of a first body and a second body; 상기 제1몸체와 일체로 형성되며, 상기 제1몸체의 표면으로부터 돌출된 구획벽;A partition wall formed integrally with the first body and protruding from the surface of the first body; 상기 제1몸체의 표면으로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층;A first friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the surface of the first body; 상기 제2몸체와 일체로 형성되며, 상기 제2몸체의 표면으로부터 돌출된 구획벽; 및A partition wall formed integrally with the second body and protruding from the surface of the second body; And 상기 제2몸체의 표면으로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함하며,And a second friction layer formed in a space between the partition walls protruding from the surface of the second body. 상기 구획벽은 상기 제1몸체 및 제2몸체와 동일한 성분조성비율을 가지며,The partition wall has the same composition ratio as the first body and the second body, 상기 구획벽은 상기 제1마찰층 및 제2마찰층과 다른 성분조성비율을 가지며,The partition wall has a component composition ratio different from that of the first friction layer and the second friction layer, 상기 구획벽의 높이는, 상기 제1마찰층 및 제2마찰층의 높이와 동일한 탄소-세라믹 브레이크 디스크.And the height of the partition wall is the same as the height of the first friction layer and the second friction layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 구획벽의 표면적은 상기 제1마찰층 또는 제2마찰층 전체면적의 10 % 이내인 탄소-세라믹 브레이크 디스크.The carbon-ceramic brake disc of claim 1, wherein the surface area of the partition wall is within 10% of the total area of the first friction layer or the second friction layer. 제1항에 있어서, 상기 구획벽은, 상기 제1마찰층 또는 제2마찰층의 내경에서 외경쪽으로 직경이 커지는 순으로 배열된 원형벽들과, 상기 제1마찰층 또는 제2마찰층의 내경에서 외경쪽으로 방사형으로 뻗어나가는 직선벽들로 구성된 탄소-세라믹 브레이크 디스크.The inner wall of claim 1, wherein the partition wall comprises circular walls arranged in order of increasing diameter from the inner diameter of the first friction layer or the second friction layer toward the outer diameter. Carbon-ceramic brake discs consisting of straight walls extending radially outwardly at. 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계;A first step of putting a first mixture of carbon fibers and phenol resins into a mold; 상기 제1혼합물을 구획벽의 형상이 바닥면에 음각된 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체와 상기 구획벽을 만드는 제2단계;A second step of heating / pressurizing the first mixture with a press in which the shape of the partition wall is engraved on the bottom surface to form a first body and the partition wall; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제3단계;A third step of filling a space between the partition walls with a second mixture of carbon fibers and phenol resins; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제4단계;A fourth step of making the first friction layer by heating / pressing the second mixture with the press; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제5단계;A fifth step of removing the first carbon-ceramic brake disc formed body comprising the partition wall, the first body, and the first friction layer from the forming mold; 상기 제1단계 내지 제5단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제6단계;A sixth step of making the second carbon-ceramic brake disc molded body by repeating the first to fifth steps, and taking out the second carbon-ceramic brake disc molded body from the mold; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제7단계;The first carbon-ceramic brake disc molded body, a combustible body having a shape of a cooling channel, and the second carbon-ceramic brake disc molded body are sequentially stacked on the mold, and heated / pressurized by the press to form a carbon-ceramic brake. A seventh step of making a disk molded body; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단 계; 및An eighth step of applying carbon to the carbon-ceramic brake disc molded body to carbonize it; And 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법.And a ninth step of melting and infiltrating silicon into the carbon-ceramic brake disc carbonized body formed by carbonization of the carbon-ceramic brake disc molded body, followed by polishing. 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계;A first step of putting a first mixture of carbon fibers and phenol resins into a mold; 상기 제1혼합물을 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체를 만드는 제2단계;A second step of heating / pressurizing the first mixture with a press to make a first body; 상기 제1몸체의 표면에 기계가공으로 구획벽을 만드는 제3단계;A third step of making a partition wall by machining on the surface of the first body; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제4단계;A fourth step of filling a space between the partition walls with a second mixture of carbon fibers and phenol resins; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제5단계;A fifth step of heating / pressing the second mixture with the press to form a first friction layer; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제6단계;A sixth step of taking out the first carbon-ceramic brake disc formed body comprising the partition wall, the first body and the first friction layer from the forming mold; 상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제7단계;A seventh step of making the second carbon-ceramic brake disc molded body by repeating the first to sixth steps, and taking out the second carbon-ceramic brake disc molded body from the mold; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제8단계;The first carbon-ceramic brake disc molded body, a combustible body having a shape of a cooling channel, and the second carbon-ceramic brake disc molded body are sequentially stacked on the mold, and heated / pressurized by the press to form a carbon-ceramic brake. An eighth step of making a disk molded body; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계; 및A ninth step of heating and carbonizing the carbon-ceramic brake disc molded body; And 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제10단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법.10. A method of manufacturing a carbon-ceramic brake disc, comprising: a tenth step of melting and infiltrating silicon into a carbon-ceramic brake disc carbonized body formed by carbonization of the carbon-ceramic brake disc molded body.
KR1020090082379A 2009-09-02 2009-09-02 Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same KR101216144B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090082379A KR101216144B1 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
PCT/KR2009/007357 WO2011027944A1 (en) 2009-09-02 2009-12-09 Carbon-ceramic brake disc and process for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090082379A KR101216144B1 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110024395A KR20110024395A (en) 2011-03-09
KR101216144B1 true KR101216144B1 (en) 2012-12-27

Family

ID=43649467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090082379A KR101216144B1 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101216144B1 (en)
WO (1) WO2011027944A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111396478B (en) * 2020-06-09 2020-09-11 莱州伟辰汽车配件有限公司 Double-fin rib brake disc capable of dissipating heat rapidly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030207749A1 (en) * 2001-11-23 2003-11-06 Moritz Bauer Shaped body made of fiber-reinforced composites having a segmented covering layer, its production and its use
KR100694245B1 (en) * 2006-01-04 2007-03-14 주식회사 데크 Method of manufacturing carbon fiber/ceramic brake disk

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030207749A1 (en) * 2001-11-23 2003-11-06 Moritz Bauer Shaped body made of fiber-reinforced composites having a segmented covering layer, its production and its use
KR100694245B1 (en) * 2006-01-04 2007-03-14 주식회사 데크 Method of manufacturing carbon fiber/ceramic brake disk

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110024395A (en) 2011-03-09
WO2011027944A1 (en) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7993549B2 (en) Process for producing carbon-ceramic brake discs
EP1276704B1 (en) Process for the production of a braking band with venting passages and braking band obtained with said process
US10710341B2 (en) Shaped composite material
CN108658613A (en) A kind of method that staple fiber molding prepares automobile brake disc
KR20120057880A (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
EP1801448B9 (en) Disc for disc brakes
US8349231B2 (en) Shaped composite material
KR101304188B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
JP6171031B2 (en) Carbon ceramic brake disc and method of manufacturing the same
KR100694245B1 (en) Method of manufacturing carbon fiber/ceramic brake disk
KR101216144B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
US20040126535A1 (en) Process for producing hollow bodies comprising fiber-reinforced ceramic materials
KR101242079B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
KR101370558B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
KR20120057865A (en) Method for manufacturing carbon-ceramic brake disc
KR101304303B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
KR101242076B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
KR101258828B1 (en) Carbon-ceramic brake disk and method for fabricating the same, and multifunctional core for being used in the same
WO2003056206A1 (en) A shaped composite material
KR101336101B1 (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same
KR20120057875A (en) Carbon-ceramic brake disc and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
GRNT Written decision to grant
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 8