KR101530915B1 - 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계; 상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻는 제2단계; 상기 금속실리콘 분말을 프레스로 가압하여 상기 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만드는 제3단계; 상기 금속실리콘 블럭을 상기 용기에서 꺼내서, 전기저항가열로 안에 넣는 제4단계; 상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 블럭을 구성하는 금속실리콘을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제5단계; 및 상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계; 상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻는 제2단계; 상기 금속실리콘 분말을 프레스로 가압하여 상기 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만드는 제3단계; 상기 금속실리콘 블럭을 상기 용기에서 꺼내서, 전기저항가열로 안에 넣는 제4단계; 상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 블럭을 구성하는 금속실리콘을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제5단계; 및 상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 항공기 브레이크 디스크에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국 등록특허(10-0447840)에 개시되어 있다.
항공기 착륙시, 항공기 브레이크 디스크는, 그 온도가 1000℃ 이상으로 상승한다. 이러한 고온에서 마찰력이나 기계적 강도가 떨어지지 않도록, 항공기 브레이크 디스크는 탄소-탄소 복합재(carbon-carbon composite)로 만들어진다.
탄소-탄소 복합재는, 2500℃ 이상의 고온에서도 마찰력이나 기계적 강도가 떨어지지 않으며, 열충격저항성과 열전도성이 우수한 재료이다.
항공기 브레이크 디스크를 만드는 방법은 다음과 같다.
항공기 브레이크 디스크의 외관을 가진 프리폼을 내열성 섬유로 만든다. 프리폼에 탄소성분을 증착시켜 프리폼의 밀도를 1.7g/㎤까지 끌어올린다. 밀도화가 끝나면, 열처리, 형상가공하여 항공기 브레이크 디스크를 완성한다.
항공기 브레이크 디스크가 고온에서 산화되는 것을 방지하기 위하여, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅한다.
내산화 코팅 방법으로, 산화저항성이 우수한 금속실리콘을 사용하는 방법이 있다. 금속실리콘을 사용한 내산화 코팅 방법은, 화학기상침투법(Chemical Vapor Infiltration) 또는 확산침투처리법(Pack Cementation)으로, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막을 형성하는 방법이다.
그러나, 이러한 금속실리콘을 사용한 내산화 코팅방법은, 탄소-탄소 복합재로 만들어진 항공기 브레이크 디스크와 탄화규소 내산화 코팅막이, 서로 다른 열적 특성을 가짐으로 인해, 내산화 코팅과정에서 탄화규소 내산화 코팅막이 떨어져 나가는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막을 단단히 결합시킬 수 있는, 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계;
상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻는 제2단계;
상기 금속실리콘 분말을 프레스로 가압하여 상기 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만드는 제3단계;
상기 금속실리콘 블럭을 상기 용기에서 꺼내서, 전기저항가열로 안에 넣는 제4단계;
상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 블럭을 구성하는 금속실리콘을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제5단계; 및
상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계;
상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻고, 상기 금속실리콘 분말위에 중량체를 올려 놓는 제2단계;
상기 항공기 브레이크 디스크가 담긴 용기를 전기저항가열로 안에 넣는 제3단계;
상기 중량체가 상기 금속실리콘 분말을 가압하는 동안, 상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 분말을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제4단계; 및
상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 금속실리콘이 항공기 브레이크 디스크의 표면에 밀착된 상태로 용융되어, 항공기 브레이크 디스크의 탄소성분와 반응하여 탄화규소 내산화 코팅막을 형성한다. 따라서, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 단단히 결합된 상태로 형성된다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는, 용기에 금속실리콘 분말이 담긴 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은, 금속실리콘 분말 속에 항공기 브레이크 디스크를 묻은 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는, 용기에 담긴 금속실리콘 분말을 가압하여, 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만든 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 전기저항가열로 안에 금속실리콘 블럭을 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되 는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은, 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻고, 금속실리콘 분말위에 중량체를 올려 놓는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는, 전기저항가열로 안에 항공기 브레이크 디스크가 담긴 용기를 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은, 탄화규소 내산화 코팅막이 형성된 항공기 브레이크 디스크를 나타낸 도면이다.
도 2는, 용기에 금속실리콘 분말이 담긴 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은, 금속실리콘 분말 속에 항공기 브레이크 디스크를 묻은 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는, 용기에 담긴 금속실리콘 분말을 가압하여, 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만든 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 전기저항가열로 안에 금속실리콘 블럭을 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되 는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은, 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻고, 금속실리콘 분말위에 중량체를 올려 놓는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는, 전기저항가열로 안에 항공기 브레이크 디스크가 담긴 용기를 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은, 탄화규소 내산화 코팅막이 형성된 항공기 브레이크 디스크를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계(S11);
상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻는 제2단계(S12);
상기 금속실리콘 분말을 프레스로 가압하여 상기 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만드는 제3단계(S13);
상기 금속실리콘 블럭을 상기 용기에서 꺼내서, 전기저항가열로 안에 넣는 제4단계(S14);
상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 블럭을 구성하는 금속실리콘을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제5단계(S15); 및
상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제6단계(S16);로 구성된다.
제1단계(S11)를 설명한다.
도 2는, 용기에 금속실리콘 분말이 담긴 상태를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 용기(V)에 금속실리콘 분말(1)을 담는다. 용기(V)는 금속실리콘 분말(1)의 용융점(1410℃) 보다 높은 용융점을 가진 강이나 흑연으로 만들어진다.
제2단계(S12)를 설명한다.
도 3은, 금속실리콘 분말 속에 항공기 브레이크 디스크를 묻은 상태를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 금속실리콘 분말(1)속에 항공기 브레이크 디스크(10)를 묻는다. 여기서, 금속실리콘 분말(1)속에 묻히는 항공기 브레이크 디스크는 1.7~1.9g/㎤의 밀도를 가진다. 즉, 밀도화가 완전히 끝난 항공기 브레이크 디스크가 금속실리콘 분말(1) 속에 묻히는 것이다. 즉, 본 발명은, 종전 금속실리콘으로 항공기 브레이크 디스크를 밀도화시키는 발명과는 완전 다른 발명이다.
제3단계(S13)를 설명한다.
도 4는, 용기에 담긴 금속실리콘 분말을 가압하여, 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만든 상태를 나타낸 도면이다.
피스톤(P)으로 금속실리콘 분말(1)을 25~35 MPa의 압력으로 가압한다. 이때, 프레스(P)에 히터를 설치하여 금속실리콘 분말(1)을 가열할 수도 있다. 가열하는 온도는 120~180 ℃이다. 그러면, 금속실리콘 분말(1)이 단단히 뭉쳐져, 항공기 브레이크 디스크(10)을 감싸는 금속실리콘 블럭(2)이 만들어진다. 금속실리콘 블럭(2)으로 인해, 금속실리콘이 항공기 브레이크 디스크의 표면에 밀착된 상태로 용융될 수 있다.
제4단계(S14)를 설명한다.
도 5는, 전기저항가열로 안에 금속실리콘 블럭을 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
금속실리콘 블럭(2)을 용기(V)에서 꺼낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전기저항가열로(H) 안에 금속실리콘 블럭(2)을 넣는다.
제5단계(S15)를 설명한다.
도 6은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되 는 상태를 나타낸 도면이다.
진공저항가열로(H)는, 금속실리콘 블럭(2)의 온도를 13시간 동안 1550℃로 승온시킨다.
금속실리콘 블럭(2)을 구성하는 금속실리콘이 용융되어, 항공기 브레이크 디스크(10)를 구성하는 탄소성분과 반응한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막(20)이 형성된다.
제6단계(S16)를 설명한다.
도 11은, 탄화규소 내산화 코팅막이 형성된 항공기 브레이크 디스크를 나타낸 도면이다.
탄화규소 내산화 코팅막(20)이 일정한 두께가 되도록, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면을 연마한다.
그러면, 도 11에 도시된 바와 같은, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면에 일정한 두께의 탄화규소 내산화 코팅막(20)이 형성된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 상세히 설명한다.
도 7은, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법은,
용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계(S21);
상기 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻고, 상기 금속실리콘 분말위에 중량체를 올려 놓는 제2단계(S22);
상기 항공기 브레이크 디스크가 담긴 용기를 전기저항가열로 안에 넣는 제3단계(S23);
상기 중량체가 상기 금속실리콘 분말을 가압하는 동안, 상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 분말을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제4단계(S24); 및
상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제5단계(S25);로 구성된다.
제1단계(S21)는, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1단계(S11)와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
제2단계(22)를 설명한다.
도 8은, 금속실리콘 분말속에 항공기 브레이크 디스크를 묻고, 금속실리콘 분말위에 중량체를 올려 놓는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 금속실리콘 분말(1)속에 항공기 브레이크 디스크(10)를 묻는다. 그리고, 금속실리콘 분말(1)위에 중량체(3)를 올려 놓는다.
중량체(3)는 금속실리콘 분말(1)의 용융점(1410℃) 보다 높은 용융점을 가진 강이나 흑연으로 만들어진다.
금속실리콘 분말(1)이 용융되는 동안, 금속실리콘 분말(1)이 지속적으로 항공기 브레이크 디스크의 표면에 밀착되도록, 중량체(3)는 200~300kg의 무게를 가진다.
제3단계(S23)를 설명한다.
도 9는, 전기저항가열로 안에 항공기 브레이크 디스크가 담긴 용기를 넣은 상태를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)가 담긴 용기(V)를 전기저항가열로(H)에 넣는다.
제4단계(S24)를 설명한다.
도 10은, 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 상태를 나타낸 도면이다.
진공저항가열로(H)는, 금속실리콘 분말(1)의 온도를 13시간 동안 1550℃로 승온시킨다.
금속실리콘 분말(1)이 용융되어, 항공기 브레이크 디스크(10)를 구성하는 탄소성분과 반응한다. 항공기 브레이크 디스크(10)가 용기(V)안에 담긴 상태에서 중량체(3)가 금속실리콘 분말(1)을 계속 가압하고 있으므로, 금속실리콘 분말(1)이 항공기 브레이크 디스크의 표면에 밀착된 상태로 용융될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막(20)이 형성된다.
제5단계(S15)를 설명한다.
탄화규소 내산화 코팅막(20)이 일정한 두께가 되도록, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면을 연마한다.
그러면, 도 11에 도시된 바와 같은, 항공기 브레이크 디스크(10)의 표면에 일정한 두께의 탄화규소 내산화 코팅막(20)이 형성된다.
Claims (5)
- 용기에 금속실리콘 분말을 담는 제1단계;
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상기 금속실리콘 분말을 프레스로 가압하여 상기 항공기 브레이크 디스크를 감싸는 금속실리콘 블럭을 만드는 제3단계;
상기 금속실리콘 블럭을 상기 용기에서 꺼내서, 전기저항가열로 안에 넣는 제4단계;
상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 블럭을 구성하는 금속실리콘을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제5단계; 및
상기 탄화규소 내산화 코팅막이 일정한 두께가 되도록, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면을 연마하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 브레이크 디스크를 내산화 코팅하는 방법. - 삭제
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상기 중량체가 상기 금속실리콘 분말을 가압하는 동안, 상기 전기저항가열로가 상기 금속실리콘 분말을 용융시켜, 상기 항공기 브레이크 디스크를 구성하는 탄소성분과 반응시킴으로써, 상기 항공기 브레이크 디스크의 표면에 탄화규소 내산화 코팅막이 형성되는 제4단계; 및
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110846650A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-28 | 北京科技大学 | 一种用含Si化合物提高钛和钛合金抗氧化性能的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100091210A (ko) * | 2008-02-28 | 2010-08-18 | 창원대학교 산학협력단 | 그라파이트 기질상 내산화성 세라믹 코팅의 형성방법 |
| KR20120057880A (ko) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 주식회사 데크 | 탄소-세라믹 브레이크 디스크 및 이를 만드는 방법 |
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2014
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| CN110846650B (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-01 | 北京科技大学 | 一种用含Si化合物提高钛和钛合金抗氧化性能的方法 |
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