KR102308147B1 - Friction Material for Shoe of Highspeed Railway - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충진재와 섬유재와 결합재와 윤활제 및 유기 안정제를 포함하는 마찰재이며, 상기 충진재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 20 ~ 40중량%로 포함되며, 상기 섬유재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 결합재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 윤활제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 유기 안정제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함하는 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재를 개시한다.The present invention is a friction material comprising a filler, a fiber material, a binder, a lubricant, and an organic stabilizer, wherein the filler is included in an amount of 20 to 40% by weight based on the total weight of the friction material, and the fiber material is 10 based on the total weight of the friction material to 20% by weight, the binder is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material, the lubricant is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material, and the organic stabilizer is Disclosed is a friction material for a brake shoe of a high-speed rail comprising 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material.
Description
본 발명은 고속철도의 브레이크 슈(Shoe)에 적용되는 마찰재에 관한 것이다.The present invention relates to a friction material applied to a brake shoe of a high-speed rail.
고속철도는 차체 및 차체를 지지하는 대차를 구비하며, 대차는 두 쌍 또는 네 쌍의 차륜이 설치되며, 차륜과 연결된 제동 장치를 구비한다. 상기 제동 장치는 브레이크 헤더와 브레이크 헤더에 연결되는 브레이크 슈를 구비한다. 상기 브레이크 슈는 백플레이트와 백플레이트에 결합되는 마찰재를 포함한다. 상기 마찰재는 제동 과정에서 차륜과 접촉되어 마찰을 일으키면서 제동력을 발생시킨다.The high-speed rail includes a vehicle body and a bogie supporting the vehicle body, and the bogie is provided with two or four pairs of wheels, and includes a brake device connected to the wheels. The braking device has a brake header and a brake shoe connected to the brake header. The brake shoe includes a backplate and a friction material coupled to the backplate. The friction material is in contact with the wheel during the braking process to generate friction while generating a braking force.
상기 마찰재는 제동에 필요한 마찰 계수와 마모율을 가져야 하며, 마찰 과정에서 마찰 압력에 견딜 수 있는 강도 및 마찰 과정에서 발생되는 열을 방출하는 열전달율을 필요로 한다.The friction material must have a coefficient of friction and a wear rate necessary for braking, and a strength to withstand friction pressure during the friction process and a heat transfer rate for dissipating heat generated in the friction process are required.
상기 고속철도는 대차의 구조가 일반적인 철도 차량과 다르게 형성되어 대차의 개수가 상대적으로 작게 포함된다. 상기 고속철도에 사용되는 제동 장치는 상대적으로 더 큰 제동력이 요구된다. 따라서, 상기 고속철도용 브레이크 슈는 마찰 계수와 강도 및 열전달율과 같은 특성을 갖는 마찰재가 요구된다.The high-speed rail includes a relatively small number of bogies because the structure of the bogie is different from that of a general railway vehicle. The braking device used in the high-speed rail requires a relatively greater braking force. Accordingly, the brake shoe for high-speed rail requires a friction material having characteristics such as a coefficient of friction, strength, and heat transfer rate.
본 발명은 주행 제동시와 비상 제동시에 요구되는 마찰 성능을 동시에 갖는 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a friction material for a brake shoe of a high-speed railway having friction performance required for driving braking and emergency braking at the same time.
본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 충진재와 섬유재와 결합재와 윤활제 및 유기 안정제를 포함하는 마찰재이며, 상기 충진재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 20 ~ 40중량%로 포함되며, 상기 섬유재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 결합재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 윤활제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되며, 상기 유기 안정제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.The friction material for the brake shoe of the high-speed rail of the present invention is a friction material including a filler, a fiber material, a binder, a lubricant, and an organic stabilizer, and the filler is included in an amount of 20 to 40% by weight based on the total weight of the friction material, and the fiber material is the friction material It is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material, the binder is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material, and the lubricant is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. and the organic stabilizer is included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material.
또한, 본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 마찰 향상제를 더 포함하며, 상기 마찰 향상제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 10중량%이하로 포함될 수 있다.In addition, the friction material for the brake shoe of the high-speed rail of the present invention further includes a friction improver, and the friction enhancer may be included in an amount of 10 wt% or less based on the total weight of the friction material.
또한, 본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 상기 충진재가 중정석, 점토, 탈크, 소석회, 퍼라이트, 탄산칼슘, 스폰지 아이론, 주철분말, 질석 및 고로슬러지에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 섬유재가 백석면, 아라미드섬유(KEVLAR), 스틸 파이버(STEEL FIBER), 세라믹 파이버(CERAMIC FIBER), 미네랄 화이버, 유리섬유, 규회석(Wollastonite), 해포석(SEPIOLITE), 동 화이버, 셀룰로오스 파이버, 파이버 플락스(FIBER FRAX), 카본화이버 및 티탄산 칼륨화이버에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 결합재가 페놀 수지 또는 에폭시 수지와 같은 수지류, 니트릴부타디엔 고무(NBR) 또는 스티렌부타디엔 고무(SBR)과 같은 고무류 및 CNSL수지(Cashew nut shell liquid)에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 윤활제가 토상흑연, 인상흑연, 인조흑연 또는 전극분과 같은 흑연류, 코르크(COKE), 몰리브덴, 납, 동, 신주, 알미늄, 안티모니 트리셀파이드(Sb2S3) 및 카본 블랙에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 유기 안정제가 카슈 분말(Cashew Dust), 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 흑고무에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In addition, in the friction material for a brake shoe of a high-speed rail of the present invention, the filler includes at least one material selected from barite, clay, talc, slaked lime, perlite, calcium carbonate, sponge iron, cast iron powder, vermiculite and blast furnace sludge, and the fiber Ash White Asbestos, Aramid Fiber (KEVLAR), Steel Fiber (STEEL FIBER), Ceramic Fiber (CERAMIC FIBER), Mineral Fiber, Glass Fiber, Wollastonite, SEPIOLITE, Copper Fiber, Cellulose Fiber, Fiber Flux (FIBER) FRAX), carbon fiber and at least one material selected from potassium titanate fiber, wherein the binder is a resin such as a phenol resin or an epoxy resin, a rubber such as nitrile butadiene rubber (NBR) or styrene butadiene rubber (SBR), and It contains at least one material selected from CNSL resin (Cashew nut shell liquid), and the lubricant is graphite such as earth graphite, impression graphite, artificial graphite or electrode powder, cork, molybdenum, lead, copper, new liquor, It contains at least one material selected from aluminum, antimony triselpide (Sb 2 S 3 ) and carbon black, wherein the organic stabilizer is selected from cashew dust, nitrile butadiene rubber (NBR) and black rubber. It may include at least one substance.
또한, 본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 상기 마찰 향상제가 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 산화철, 산화크롬 또는 산화주석과 같은 금속 산화물, 실리카, 지르코늄 및 마이카에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In addition, in the friction material for a brake shoe of a high-speed railway of the present invention, the friction enhancer includes at least one material selected from metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, iron oxide, chromium oxide or tin oxide, silica, zirconium, and mica. can do.
본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 성분 조절을 통하여 마찰 계수와 마모 특성 및 소음 특성이 향상되어 주행 제동시와 비상 제동시에 요구되는 특성을 구비할 수 있다.The friction material for the brake shoe of the high-speed rail of the present invention may have characteristics required for driving braking and emergency braking by improving the friction coefficient, wear characteristics, and noise characteristics through component control.
또한, 본 발명의 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재는 주행시 제동 조건에서 요구되는 제동 효과, 마찰 저항, 내열성, 소음, 강도, 상대 차륜면 공격성, 마모 수명등에 있어서 요구 조건을 충족시킬 수 있다.In addition, the friction material for the brake shoe of the high-speed rail of the present invention can satisfy the requirements in braking effect, friction resistance, heat resistance, noise, strength, relative wheel surface aggression, wear life, etc. required in braking conditions during driving.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재에 대하여 설명한다.Hereinafter, a friction material for a brake shoe of a high-speed rail according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 슈용 마찰재는 충진재와 섬유재와 결합재와 윤활제와 유기 안정제와 마찰 향상제를 포함할 수 있다. The friction material for a brake shoe according to an embodiment of the present invention may include a filler, a fiber material, a binder, a lubricant, an organic stabilizer, and a friction improver.
본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 슈용 마찰재는 고속철도의 제동 과정에서 고속철도의 운동 에너지는 열 에너지로 전환시키면서 고속절도의 운동 에너지를 감소시켜 고속철도를 정차시키는 작용을 할 수 있다.The friction material for a brake shoe according to an embodiment of the present invention can act to stop the high-speed rail by reducing the kinetic energy of high-speed theft while converting the kinetic energy of the high-speed rail into thermal energy during the braking process of the high-speed rail.
상기 브레이크 슈용 마찰재는 우수한 제동력을 가지면서, 제동 과정에서 소음과 진동의 발생을 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 브레이크 슈용 마찰재는 제동 과정에서 마찰 대면재인 브레이크 디스크 또는 차륜의 마모량을 최소화시켜 대면 공격성이 낮을 수 있다. 또한, 상기 브레이크 슈용 마찰재는 제동 과정에서 깨짐 또는 박리 현상의 발생이 최소화되어 안전성이 증가될 수 있다. 또한, 상기 브레이크 슈용 마찰재는 열 전달성이 우수하여 제동 과정에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 배출시키며 수명이 증가될 수 있다. The friction material for the brake shoe may minimize noise and vibration during a braking process while having excellent braking force. In addition, the friction material for the brake shoe may have low face-to-face aggression by minimizing the wear amount of the brake disc or wheel, which is a friction-facing material, during the braking process. In addition, the friction material for the brake shoe minimizes the occurrence of cracking or peeling during the braking process, so that safety may be increased. In addition, since the friction material for the brake shoe has excellent heat transfer properties, heat generated during the braking process can be quickly discharged to the outside, and the lifespan can be increased.
상기 충진재는 마찰재의 전체 중량에 대하여 20 ~ 40중량%로 포함될 수 있다. 상기 충진재는 바람직하게는 마찰재의 전체 중량에 대하여 25 ~ 35중량%로 포함될 수 있다. 상기 충진재는 마찰재의 기지를 형성하며 강도를 부여하는 작용을 할 수 있다. 상기 충진재는 마찰재의 부피를 채우는 작용을 할 수 있다. 상기 충진재는 상대적으로 마찰재의 마찰 성능에는 영향을 주는 정도가 작다. 상기 충진재의 함량이 너무 적으면 마찰재의 강도가 너무 약할 수 있다. 또한, 상기 충진재의 함량이 너무 많으면 다른 성분들의 함량이 적게되어 마찰 특성이 감소될 수 있다. 상기 충진재는 중정석, 점토, 탈크, 소석회, 퍼라이트, 탄산칼슘, 스폰지 아이론, 주철분말, 질석 및 고로슬러지에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The filler may be included in an amount of 20 to 40% by weight based on the total weight of the friction material. The filler may be included in an amount of preferably 25 to 35% by weight based on the total weight of the friction material. The filler forms a base of the friction material and may serve to impart strength. The filler may serve to fill the volume of the friction material. The filler has a relatively small degree of influence on the friction performance of the friction material. If the content of the filler is too small, the strength of the friction material may be too weak. In addition, if the content of the filler is too large, the content of other components may be reduced, thereby reducing friction properties. The filler may include at least one material selected from barite, clay, talc, slaked lime, perlite, calcium carbonate, sponge iron, cast iron powder, vermiculite, and blast furnace sludge.
상기 섬유재는 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 섬유재는 바람직하게는 마찰재의 전체 중량에 대하여 13 ~ 18중량%로 포함될 수 있다. 상기 섬유재는 마찰재의 기계적 강도를 증가시키는 작용을 할 수 있다. 상기 섬유재의 함량이 너무 적으면 마찰재의 강도가 낮을 수 있다. 또한, 상기 섬유재의 함량이 너무 적으면 마찰 계수가 너무 높게 되고 이음 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 섬유재의 함량이 너무 많으면 마모 특성과 이음 특성이 저하될 수 있다. 상기 섬유재는 백석면, 아라미드섬유(KEVLAR), 스틸 파이버(STEEL FIBER), 세라믹 파이버(CERAMIC FIBER), 미네랄 화이버, 유리섬유, 규회석(Wollastonite), 해포석(SEPIOLITE), 동 화이버, 셀룰로오스 파이버, 파이버 플락스(FIBER FRAX), 카본화이버 및 티탄산 칼륨화이버에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The fiber material may be included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. The fiber material may preferably be included in an amount of 13 to 18% by weight based on the total weight of the friction material. The fibrous material may act to increase the mechanical strength of the friction material. If the content of the fiber material is too small, the strength of the friction material may be low. In addition, if the content of the fiber material is too small, the friction coefficient may be too high and the joint properties may be deteriorated. In addition, when the content of the fiber material is too large, abrasion properties and joint properties may be deteriorated. The fiber material is white asbestos, aramid fiber (KEVLAR), steel fiber (STEEL FIBER), ceramic fiber (CERAMIC FIBER), mineral fiber, glass fiber, wollastonite, sepiolite (SEPIOLITE), copper fiber, cellulose fiber, fiber flax (FIBER FRAX), may include at least one material selected from carbon fiber and potassium titanate fiber.
상기 결합재는 마찰재 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 결합재는 바람직하게는 마찰재 전체 중량에 대하여 12 ~ 16중량%로 포함될 수 있다. 상기 결합재는 마찰재를 구성하는 성분들을 결합시키는 바인더의 작용을 할 수 있다. 상기 결합재의 함량이 너무 적으면, 성분들의 결합 강도가 낮아져서 마모 특성과 이음 특성이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 결합재의 함량이 너무 많으면 고온 마찰계수 저하와 이음 특성이 낮아질 수 있다. 상기 결합재는 페놀 수지 또는 에폭시 수지와 같은 수지류, 니트릴부타디엔 고무(NBR) 또는 스티렌부타디엔 고무(SBR)과 같은 고무류 및 CNSL수지(Cashew nut shell liquid)에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The binder may be included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. The binder may be included in an amount of preferably 12 to 16% by weight based on the total weight of the friction material. The binder may act as a binder for binding components constituting the friction material. If the content of the binder is too small, the bonding strength of the components may be lowered, so that the wear properties and the joint properties may be lowered. In addition, if the content of the binder is too large, the high temperature friction coefficient may be lowered and the joint characteristics may be lowered. The binder may include at least one material selected from resins such as phenol resins or epoxy resins, rubbers such as nitrile butadiene rubber (NBR) or styrene butadiene rubber (SBR), and cashew nut shell liquid (CNSL) resins. .
상기 윤활제는 마찰재의 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 윤활제는 바람직하게는 마찰재의 전체 중량에 대하여 12 ~ 18중량%로 포함될 수 있다. 상기 윤활제는 마찰재에 윤활성을 부여하여 마찰 제동시 발생되는 진동을 감소시키고 일정한 주파수로 유지시키는 작용을 한다. 따라서, 상기 윤활제는 마찰 제동 과정에서 이음의 발생을 감소시키며 차량의 떨림을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있다. 상기 윤활제의 함량이 너무 적으면 마찰재의 마찰 계수를 과도하게 증가시키고 마모 특성과 이음 특성을 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 윤활제의 함량이 너무 많으면 윤활 특성이 너무 과다하여 마찰 제동시 제동력을 감소시킬 수 있다. 상기 윤활제는 토상흑연, 인상흑연, 인조흑연 또는 전극분과 같은 흑연류, 코르크(COKE), 몰리브덴, 납, 동, 신주, 알미늄, 안티모니 트리셀파이드(Sb2S3) 및 카본 블랙에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The lubricant may be included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. The lubricant may be included in an amount of preferably 12 to 18% by weight based on the total weight of the friction material. The lubricant provides lubricity to the friction material to reduce vibration generated during friction braking and to maintain a constant frequency. Therefore, the lubricant can reduce the generation of noise in the friction braking process and improve the riding comfort by preventing vibration of the vehicle. If the content of the lubricant is too small, the friction coefficient of the friction material may be excessively increased and the wear characteristics and joint characteristics may be deteriorated. In addition, if the content of the lubricant is too large, the lubricating property may be too excessive, thereby reducing braking force during friction braking. The lubricant is earth graphite, impression graphite, artificial graphite or graphite such as electrode powder, cork (COKE), molybdenum, lead, copper, Shinju, aluminum, antimony triselpide (Sb 2 S 3 ) and carbon black. It may include at least one substance.
상기 유기 안정제는 마찰재 전체 중량에 대하여 10 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 유기 안정제는 바람직하게는 마찰재 전체 중량에 대하여 13 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 유기 안정제는 저온에서 마찰재의 마찰력을 증대시켜 저온 제동력을 증가시키는 작용을 한다. 상기 유기 안정제의 함량이 너무 적으면, 마찰재의 저온 제동력이 충분하지 않을 수 있다. 또한, 상기 유기 안정제의 함량이 너무 많으면 고온에서의 페이드(fade) 현상이 증가되어 마찰력이 저하될 수 있다. 상기 유기 안정제는 카슈 분말(Cashew Dust), 니트릴부타디엔 고무(NBR)NBR 및 흑고무에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The organic stabilizer may be included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. Preferably, the organic stabilizer may be included in an amount of 13 to 20% by weight based on the total weight of the friction material. The organic stabilizer acts to increase the frictional force of the friction material at a low temperature to increase the low-temperature braking force. If the content of the organic stabilizer is too small, the low-temperature braking force of the friction material may not be sufficient. In addition, if the content of the organic stabilizer is too large, a fade phenomenon at a high temperature may increase and frictional force may be reduced. The organic stabilizer may include at least one material selected from cashew dust, nitrile butadiene rubber (NBR) NBR, and black rubber.
상기 마찰 향상제는 마찰재 전체 중량에 대하여 10중량%이하로 포함될 수 있다. 상기 마찰 향상제는 바람직하게는 마찰재 전체 중량에 대하여 2 ~ 8중량%로 포함될 수 있다. 상기 마찰 향상제는 마찰재의 마찰력을 증가시키며 제동력을 증가시키는 작용을 한다. 상기 마찰 향상제의 함량이 너무 많으면 대면 재질의 마모량이 과도할 수 있으며 제동 과정에서 이음을 증가시킬 수 있다. 상기 마찰 향상제는 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 산화철, 산화크롬 또는 산화주석과 같은 금속 산화물, 실리카, 지르코늄 및 마이카에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The friction improver may be included in an amount of 10% by weight or less based on the total weight of the friction material. Preferably, the friction improver may be included in an amount of 2 to 8% by weight based on the total weight of the friction material. The friction enhancer acts to increase the frictional force of the friction material and increase the braking force. If the content of the friction enhancer is too large, the amount of wear of the facing material may be excessive, and noise may be increased during the braking process. The friction improver may include at least one material selected from metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, iron oxide, chromium oxide, or tin oxide, silica, zirconium, and mica.
한편, 상기 마찰재를 구성하는 각 성분들은 작용에 따라 6종류로 구분될 수 있으나, 특정 성분들은 다양한 작용을 할 수 있다. 예를 들면, 상기 고로 슬러지는 흑연이 다량 함유되어 윤활제의 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 카슈 분말은 저온에서 마찰 향상제와 윤활제의 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 규회석은 섬유재의 작용과 함께 충진제의 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 탄산칼슘은 충진제의 작용과 함께 마찰 향상제의 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 수지는 결합제이면서 수지도 종류에 따라서 제동력 및 기계적인 강도에 영항을 줄 수 있다. 따라서, 상기 마찰재를 구성하는 각 성분들은 각자의 고유 특성을 가지며, 배합비에 따라 같은 성분들로 마찰재의 재질에 따라 다른 성능을 나타낼 수 있다.On the other hand, each component constituting the friction material may be divided into six types according to the action, but specific components may perform various actions. For example, the blast furnace sludge contains a large amount of graphite and may act as a lubricant. In addition, the cashew powder may act as a friction enhancer and a lubricant at a low temperature. In addition, the wollastonite may act as a filler together with the action of the fiber material. In addition, the calcium carbonate may act as a friction improver together with the action of a filler. In addition, while the resin is a binder, it may affect braking force and mechanical strength depending on the type of resin. Accordingly, each component constituting the friction material has its own unique characteristics, and the same components may exhibit different performance depending on the material of the friction material according to the mixing ratio.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 슈용 마찰재에 대하여 보다 구체적인 실시예를 통하여 설명한다.Hereinafter, a friction material for a brake shoe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a more specific embodiment.
본 평가에서는 아래의 표 1의 조성표에서 실시예 1부터 실시예 5의 실시예와 비교예 1부터 비교예 3에 따라 각 성분의 함량으로 마찰재를 제조하였다. 본 평가에서 마찰재의 각 구성 성분은 동일한 물질을 사용하고, 각 구성 성분의 함량을 달리하여 마찰재를 제조하였다. 상기 마찰재는 충진재와 섬유재와 결합재와 윤활제와 유기 안정제와 마찰 향상제를 혼합하여 제조하였다. 상기 섬유재와 결합재와 윤활제와 유기 안정제와 마찰 향상제는 동일한 물질을 사용하였다. 보다 구체적으로는 상기 충진재는 탄산칼슘, 섬유재는 아마미드 펄프, 결합재는 페놀 수지, 윤활제는 인상흑연, 유기 안정제는 니트릴부타디엔 고무, 마찰 향상제는 마이카를 사용하였다.In this evaluation, friction materials were prepared with the content of each component according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 in the composition table of Table 1 below. In this evaluation, the friction material was manufactured by using the same material for each component of the friction material and varying the content of each component. The friction material was prepared by mixing a filler, a fiber material, a binder, a lubricant, an organic stabilizer, and a friction enhancer. The same materials were used as the fiber material, the binder, the lubricant, the organic stabilizer, and the friction enhancer. More specifically, calcium carbonate was used as the filler, amamid pulp as the fiber material, phenol resin as the binder, graphite impression as the lubricant, nitrile butadiene rubber as the organic stabilizer, and mica as the friction improver.
상기 마찰재는 조성표의 성분 함량에 따라 각 구성 성분을 칭량한 후에 뢰디게 건식 혼합기(제조사 독일 Loedige)에서 1차 / 2차로 구분하여 균일하게 혼합하여 마찰재 혼합 분말을 제조하였다. 상기 마찰재 혼합 분말은 적당량으로 계량하여 성형용 금형에 투입하고, 135 ~ 180℃의 온도 및 100 ~ 300 kg/㎠의 압력에서 15 ~ 20분 동안 성형하여 마찰재 성형품을 제조하였다. 상기 마찰재 성형품은 열처리로의 내부에 장입하고, 열처리로의 내부 온도를 70/100/120/140/160℃까지 20 ~ 30분 간격으로 상승시키고 160℃의 열처리 온도에서 8 ~ 10 시간동안 열처리하여 경화시켰다. 상기 마찰재 성형품은 열처리 온도까지 천천히 승온시켜 마찰재에 열적 충격이 가해지는 것을 최소화시켰다. 상기 마찰재는 마찰 부분을 제외한 부분에 도장을 실시하였다.After weighing each component according to the component content of the composition table, the friction material was divided into primary / secondary in a Loedige dry mixer (manufacturer Loedige, Germany) and uniformly mixed to prepare a friction material mixture powder. The friction material mixed powder was weighed in an appropriate amount, put into a molding mold, and molded at a temperature of 135 to 180° C. and a pressure of 100 to 300 kg/cm 2 for 15 to 20 minutes to prepare a friction material molded article. The friction material molded article is charged into the heat treatment furnace, the internal temperature of the heat treatment furnace is increased to 70/100/120/140/160 ° C at intervals of 20 to 30 minutes, and heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 160 ° C. for 8 to 10 hours. hardened. The friction material molded article was heated to the heat treatment temperature slowly to minimize the application of thermal shock to the friction material. The friction material was coated on a portion excluding the friction portion.
본 평가에서는 제조된 마찰재에 대하여 마찰재의 마찰 계수와 마모 특성 및 소음 특성을 평가하였다. 마찰재에 대한 평가 결과는 표 2의 평가표에 기재하였다. 본 평가에 따르면, 실시예 1부터 실시예 5에 따른 마찰재는 고속철도에서 주행시 제동 조건과 비상시 제동 조건에서 요구되는 두가지 성능 요구 조건을 동시에 만족시키는 것으로 평가되었다. 또한, 본 평가에서 구체적으로 평가하지는 않았지만, 실시예들의 마찰재는 주행시 제동 조건에서 요구되는 제동 효과, 마찰 저항, 내열성, 소음, 강도, 상대 차륜면 공격성, 마모 수명등에 있어서 요구 조건을 충족시킬 것으로 판단된다.In this evaluation, the friction coefficient, wear characteristics, and noise characteristics of the manufactured friction material were evaluated. The evaluation results for the friction material are described in the evaluation table of Table 2. According to this evaluation, the friction materials according to Examples 1 to 5 were evaluated to simultaneously satisfy two performance requirements required in the braking condition during driving in the high-speed rail and the braking condition in an emergency. In addition, although not specifically evaluated in this evaluation, it is determined that the friction materials of the examples will satisfy the requirements in braking effect, friction resistance, heat resistance, noise, strength, relative wheel surface aggression, wear life, etc. required in braking conditions during driving. do.
성
표special
Castle
graph
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the friction material for a brake shoe of a high-speed rail according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the claims below, the gist of the present invention Without departing from, it will be said that the technical spirit of the present invention exists to the extent that various modifications can be made by anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention belongs.
Claims (4)
상기 충진재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 31 ~ 37중량%로 포함되며,
상기 섬유재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 14 ~ 16중량%로 포함되며,
상기 결합재는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 15중량%로 포함되며,
상기 윤활제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 13 ~ 16중량%로 포함되며,
상기 유기 안정제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 16 ~ 18중량%로 포함되며,
상기 마찰 향상제는 상기 마찰재의 전체 중량에 대하여 3 ~ 6중량%로 포함되며,
상기 윤활제는 코르크(COKE), 몰리브덴, 납, 동, 신주, 알미늄 및 인상흑연에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며,
상기 마찰 향상제는 산화아연, 산화크롬, 산화주석, 실리카 및 마이카에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며,
상기 충진재는 점토, 탈크, 소석회, 퍼라이트, 탄산칼슘, 스폰지 아이론, 주철분말 및 고로슬러지에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며,
상기 섬유재는 백석면, 아라미드 펄프, 스틸 파이버(STEEL FIBER), 규회석(Wollastonite), 해포석(SEPIOLITE), 셀룰로오스 파이버, 파이버 플락스(FIBER FRAX) 및 카본화이버에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며,
상기 결합재는 에폭시 수지, 스티렌부타디엔 고무(SBR) 및 CNSL수지(Cashew nut shell liquid)에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하며,
상기 유기 안정제는 카슈 분말(Cashew Dust), 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 흑고무에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속철도의 브레이크 슈용 마찰재.A friction material comprising a filler, a fiber material, a binder, a lubricant, an organic stabilizer, and a friction enhancer,
The filler is included in an amount of 31 to 37% by weight based on the total weight of the friction material,
The fiber material is included in an amount of 14 to 16% by weight based on the total weight of the friction material,
The binder is included in an amount of 15% by weight based on the total weight of the friction material,
The lubricant is included in an amount of 13 to 16% by weight based on the total weight of the friction material,
The organic stabilizer is included in an amount of 16 to 18% by weight based on the total weight of the friction material,
The friction enhancer is included in an amount of 3 to 6% by weight based on the total weight of the friction material,
The lubricant includes at least one material selected from cork (COKE), molybdenum, lead, copper, shinju, aluminum and impression graphite,
The friction improver includes at least one material selected from zinc oxide, chromium oxide, tin oxide, silica and mica,
The filler includes at least one material selected from clay, talc, slaked lime, perlite, calcium carbonate, sponge iron, cast iron powder and blast furnace sludge,
The fiber material includes at least one material selected from white asbestos, aramid pulp, steel fiber (STEEL FIBER), wollastonite, sepiolite (SEPIOLITE), cellulose fiber, fiber flax (FIBER FRAX), and carbon fiber,
The binder includes at least one material selected from epoxy resin, styrene butadiene rubber (SBR) and CNSL resin (Cashew nut shell liquid),
The organic stabilizer is a friction material for a brake shoe of a high-speed rail, characterized in that it includes at least one material selected from cashew dust, nitrile butadiene rubber (NBR) and black rubber.
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