KR20110034849A - Surface treatment method of brake disk - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A surface processing method of a brake disk is provided to improve the corrosion resistance, the abrasion resistance, the heat resistance, and the stability of the brake disk. CONSTITUTION: A surface processing method of a brake disk(100) comprises the following steps: spraying thermal spray coating powder to a braking surface(110) of the brake disk while rotating the brake disk, to form a thermal spray coating layer(200) with the thickness of 500microns~3mm; and performing a grinding process on the braking surface.

Description

브레이크 디스크 표면 처리 방법{SURFACE TREATMENT METHOD OF BRAKE DISK}Brake disc surface treatment method {SURFACE TREATMENT METHOD OF BRAKE DISK}

본 발명은 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅을 실시하여 제동력을 증대시킬 수 있는 브레이크 디스크 표면 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brake disk surface treatment method, and more particularly, to a brake disk surface treatment method that can increase the braking force by applying a thermal spray coating on the braking surface of the brake disk.

일반적으로 브레이크 디스크는 브레이크 패드를 압착시켜 제동 효과를 발생시키는 것으로, 이러한 브레이크 디스크는 제동면에서 장기 판매 대기 및 판매 지역 환경 조건(강우량, 온도, 습도 등)에 따른 부식이 발생하며, 상기와 같이 브레이크 디스크의 부식을 방지하기 위해 표면 처리를 실시한다.In general, a brake disc compresses the brake pads to generate a braking effect. Such brake discs generate corrosion on the braking surface according to the long-term stand-by and sales region environmental conditions (rainfall, temperature, humidity, etc.). Surface treatment is performed to prevent corrosion of the brake discs.

즉, 브레이크 디스크의 표면처리 방법은 브레이크 디스크의 표면을 세척하는 세척 단계, 상기 브레이크 디스크의 제동면을 포함한 전면에 표면처리제로 피막을 형성하는 도장 단계, 상기 브레이크 디스크를 고주파로 가열경화하는 건조 단계, 상기 브레이크 디스크를 냉각시키는 냉각 단계, 및 상기 브레이크 디스크의 표면을 브러싱하는 브러싱 단계를 포함한다.That is, the surface treatment method of the brake disc includes a washing step of washing the surface of the brake disc, a coating step of forming a film with a surface treatment agent on the front surface including the braking surface of the brake disc, and a drying step of heating and curing the brake disc at high frequency. A cooling step of cooling the brake disc, and a brushing step of brushing the surface of the brake disc.

상기와 같이 브레이크 디스크를 표면 처리함으로써 제동면을 포함한 전면에서 표면 처리제 성분에 의해 내식성이 향상되어 부식 발생을 방지한다.By surface treatment of the brake disc as described above, the corrosion resistance is improved by the surface treating agent component on the front surface including the braking surface to prevent the occurrence of corrosion.

그러나 종래의 브레이크 디스크는 장시간 제동후 제동면에 코팅된 표면 처리제가 마모되면서 제동면이 자연적으로 산소와 반응하여 부식, 더욱 상세하게는 산화층을 발생시키며, 이 산화층에 의해 마찰계수가 감소하거나 또는 상승하여 불안전한 제동력을 발생시키는 문제점이 있었다.Conventional brake discs, however, wear after a long time of braking and the surface treatment agent coated on the brake surface naturally reacts with oxygen to generate corrosion, more particularly an oxide layer, which reduces or increases the friction coefficient. There was a problem of generating an unsafe braking force.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 디스크를 장시간 사용하여도 마찰계수가 변동되지 않도록 하여 안정적인 제동력 유지할 수 있는 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a brake disk surface treatment method that can maintain a stable braking force so that the friction coefficient does not change even if the brake disk is used for a long time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브레이크 디스크 표면 처리 방법은 상기 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅 분말을 분사하여 용사 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.Brake disk surface treatment method of the present invention for achieving the above object is characterized by forming a spray coating layer by spraying the spray coating powder on the braking surface of the brake disk.

상기 용사 코팅층은 1~3mm 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.The spray coating layer is characterized in that it is formed to a thickness of 1 ~ 3mm.

상기 브레이크 디스크를 회전시킨 상태에서 용사 코팅 분말을 분사하는 것을 특징으로 한다.Spraying the spray coating powder in the state in which the brake disk is rotated.

상기 브레이크 디스크에 코팅된 용사 코팅층의 조도는 5 마이크론 이하로 형성하는 것을 특징으로 한다.The roughness of the thermal spray coating layer coated on the brake disc is characterized in that it is formed less than 5 microns.

상기 브레이크 디스크는 제동면에 용사 코팅층을 형성한 후 연삭 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.The brake disc is characterized in that the grinding process is performed after forming a thermal spray coating layer on the braking surface.

상기 브레이크 디스크의 제동면 조도는 400 마이크론 이상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The braking surface roughness of the brake disc is characterized in that it is formed more than 400 microns.

상기 용사 코팅 분말은 크롬(Cr) 계열 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.The spray coating powder is characterized by using a chromium (Cr) -based coating material.

상기 용사 코팅 분말은 크로마이트(Cr2O3) 계열 또는 알루미나(Al2O3) 계열 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 계열 중 하나의 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.The thermal spray coating powder is characterized by using a coating material of chromite (Cr 2 O 3) series, alumina (Al 2 O 3) series or stainless powder (atomized powder) series.

상기와 같이 본 발명은 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅하여 표면 처리함으로써 브레이크 디스크의 내식성, 내마모성, 내열성, 제동성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 더불어 브레이크 디스크의 사용주기를 연장할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can improve the corrosion resistance, abrasion resistance, heat resistance, braking resistance and stability of the brake disc by thermally coating the braking surface of the brake disc, and can extend the service life of the brake disc. Can be improved.

이하, 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of treating a brake disc surface according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

본 발명의 브레이크 디스크 표면 처리 구조는 브레이크 디스크 표면에 용사 코팅층을 형성하여 브레이크 디스크의 장시간 제동후에도 동일한 마찰계수를 유지시킬 수 있어 제동성과 사용주기를 연장할 수 있는 기술이다.The brake disc surface treatment structure of the present invention is a technique of forming a thermal spray coating on the brake disc surface to maintain the same coefficient of friction even after a long time braking of the brake disc, thereby extending the braking performance and the cycle of use.

즉, 본 발명에 따른 브레이크 디스크 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 패드가 밀착됨에 따라 제동력을 발생시키는 표면, 즉 제동면(110)을 형성하는 브레이크 디스크(100)와, 상기 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 코팅되는 용사 코팅층(200)을 포함한다.That is, as shown in FIG. 1, the brake disc structure according to the present invention includes a brake disc 100 forming a surface for generating a braking force, that is, a braking surface 110 as the brake pads are in close contact with each other, and the brake disc ( The sprayed coating layer 200 is coated on the braking surface 110 of the 100.

여기서 상기 용사 코팅층(200)은 브레이크 디스크(100)의 2년 사용기간을 기준으로 한 브레이크 디스크의 마모 깊이는 2mm 정도이기에, 이 마모 깊이를 생각하여 1~5mm 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2mm이상의 두께를 형성한다. Here, the thermal spray coating layer 200 has a wear depth of about 2 mm on the basis of the two-year use period of the brake disc 100, so it is preferable to form a thickness of 1 to 5 mm in consideration of the wear depth. Preferably, a thickness of 2 mm or more is formed.

즉, 상기 용사 코팅층(200)은 두께가 50micron 이하인 경우 마찰시 마찰층이 제동 중에 바로 탈락이 가능하고, 5mm이상으로 너무 두꺼운 경우 오히려 마찰면과 코팅층의 접촉강도가 낮아져 제동 중에 탈락이 더 발생할 수 있다. That is, the thermal spray coating layer 200 can be dropped immediately during the friction layer during the braking when the thickness is less than 50micron, and if too thick (more than 5mm), the contact strength between the friction surface and the coating layer may be lowered more during braking. have.

또한, 용사 코팅층(200)은 크로마이트(Cr2O3) 계열, 또는 알루미나계열(Al2O3) 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 등 내식성과 내마모성 및 마찰계수를 0.3 이상 유지할 수 있는 용사를 목적으로 한 코팅재료인 용사 코팅 분말을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the thermal spray coating layer 200 is a thermal spray coating material for the purpose of spraying to maintain corrosion resistance, abrasion resistance and coefficient of friction of 0.3 or more, such as chromite (Cr2O3) series, alumina series (Al2O3) or stainless powder (atomized powder) Preference is given to using coating powders.

또한, 용사 코팅층(200)은 크롬(Cr) 계열 코팅재료인 용사 코팅 분말 또는 용사 코팅액을 사용할 수도 있다.In addition, the thermal spray coating layer 200 may use a spray coating powder or a spray coating liquid which is a chromium (Cr) -based coating material.

이와 같은 구성을 가지는 브레이크 디스크 구조를 표면 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.The surface treatment method of the brake disc structure having such a configuration will be described below.

본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(100) 표면, 즉 제동시 마찰에 의해 마모가 발생하는 제동면(110)을 예열하는 예열 단계(S10), 예열된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 가공하는 가공 단계(S20), 가공된 제동면에 용사 코팅 분말이 잘 부착되도록 쇼트 블라스팅(shot blasting)하는 쇼트 블라스팅 단계(S30), 쇼트 블라스팅된 브레 이크 디스크(100)의 제동면(110)을 회전시키는 회전 단계(S40), 회전하는 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 용사 코팅하는 용사 코팅 단계(S50), 용사 코팅된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 연삭하는 연삭 단계(S60), 연삭이 완료된 브레이크 디스크(100)의 제동면(100)을 브러싱하는 브러싱 단계(S70)를 수행한다.In the method of treating the brake disc surface according to the present invention, as shown in FIG. The processing step (S20) of processing the braking surface 110 of the brake disk 100, the shot blasting (shot blasting) so that the thermal spray coating powder adheres well to the processed braking surface (S30), the shot blasted Rotating step (S40) of rotating the braking surface 110 of the brake disc 100, thermal spray coating step (S50) of the thermal spray coating on the braking surface 110 of the rotating brake disk 100, thermally coated brake disk Grinding step (S60) for grinding the braking surface 110 of (100), brushing step (S70) for brushing the braking surface 100 of the brake disk 100 is completed.

이하, 상기와 같은 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the method of treating the brake disc surface as described above will be described in detail with reference to FIG. 3.

예열 단계(S10)는 브레이크 디스크(100)의 가공성과 부착성을 증대시키기 위해 브레이크 디스크(100)를 예열하는 것으로, 가열장치(미도시)를 이용하여 회주철로 주조된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)을 100℃~150℃ 정도로 예열한다.Preheating step (S10) is to preheat the brake disk 100 to increase the workability and adhesion of the brake disk 100, the first of the brake disk 100 cast of gray cast iron using a heating device (not shown) The hibernate surface 110 is preheated at about 100 to 150 degreeC.

S10 단계가 완료되면, 예열된 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)를 그리트 블라스팅(grit blasting)장치를 이용하여 그리트 블라스팅하며, 이를 통해 제동면(110)에 부착된 이물질을 제거한다(S20).When the step S10 is completed, grit blasting of the braking surface 110 of the preheated brake disc 100 using a grit blasting device, thereby removing foreign substances attached to the braking surface 110 (S20). ).

한편, 그리트 블라스팅(Grit Blasting)은 샌드 블라스트와 유사한 가공법으로, 모래 대신 주철의 구를 파쇄하여 만든 예리한 날을 가진 소립(그리트 : Grit)을 사용하여 블라스팅의 효과를 증대시킨 가공법을 말한다.Grit Blasting, on the other hand, is a process similar to sand blasting, in which grit is used to increase the effect of blasting by using a small grain (Grit) with a sharp blade made by crushing a cast iron sphere instead of sand.

S20 단계가 완료되면, 이물질이 제거된 상기 제동면(110)에 용사 코팅 분말이 잘 착상되도록 쇼트 블라스팅(Shot Blasting) 장치를 이용하여 제동면(110)을 30초간 쇼트 블라스팅한다, 이때 제동면(110)의 표면 조도(Ra)는 400마이크론(Micron) 이상을 갖도록 쇼트 블라스팅 공정을 수행한다(S30).When the step S20 is completed, the shot surface is shot blasted for 30 seconds by using a shot blasting device (Shot Blasting) so that the spray coating powder is well formed on the braking surface 110, the foreign matter is removed, wherein the braking surface ( The surface roughness Ra of 110 is performed by a short blasting process to have 400 microns or more (S30).

한편, 쇼트 블라스팅(Shot Blasting)은 직경 0.5~1.0 mm 정도의 쇼트(Shot) 를 공작물 표면에 투사하여 그 충격력으로 소성 변형된 미소 요철을 표면에 만드는 가공법을 말한다.On the other hand, shot blasting (Shot Blasting) refers to a processing method to project a shot (0.5 ~ 1.0 mm diameter) shot on the surface of the workpiece to make the micro-concave irregularities plastically deformed by the impact force on the surface.

S30 단계가 완료되면, 제동면(110) 전체에 용사 코팅 분말이 균일하게 분사될 수 있도록 브레이크 디스크(100)를 회전시킨다(S40).When the step S30 is completed, the brake disk 100 is rotated to uniformly spray the spray coating powder on the entire braking surface 110 (S40).

S40 단계가 완료되면, 회전하는 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 용사 코팅 분말을 스프레이 건(spray gun)(300)을 사용하여 분사하여 용사 코팅층(200)을 형성시킨다(S50).When the step S40 is completed, the sprayed coating powder is sprayed on the braking surface 110 of the rotating brake disc 100 by using a spray gun 300 to form the sprayed coating layer 200 (S50).

여기서, 스프레이 건(300)은 용사 두께 유지 및 안정적인 용사를 위해 스프레이 건의 인젝터 직경은 1.5mm로 하고, 스프레이 건(300)의 인젝터와 제동면(110) 사이의 거리는 120mm 정도를 유지한다. 그리고 아르곤 플라스마 가스(Ar plasma gas)의 유량은 40SLPM, 분말 가스의 유량은 4.2SLPM, 분말량은 24g/min으로 설정한다. Herein, the spray gun 300 maintains the spray thickness and maintains the sprayed spray gun with an injector diameter of 1.5 mm, and maintains a distance of about 120 mm between the injector of the spray gun 300 and the braking surface 110. And the flow rate of ar plasma plasma (Ar plasma gas) is set to 40SLPM, the flow rate of the powder gas is 4.2SLPM, the powder amount is set to 24g / min.

한편, 상기 SLPM는 유량을 나타내는 단위로, 온도 20도℃ 대기압(14.7psi)에서 측정한 유량을 LPM(Liter/Minute)으로 표시할때 SLPM이라고 한다. On the other hand, the SLPM is a unit representing the flow rate, when the flow rate measured at 20 ° C atmospheric pressure (14.7psi) is expressed as LPM (Liter / Minute) is called SLPM.

S50 단계가 완료되면, 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 코팅된 용사 코팅층(200)을 연삭장치를 사용하여 연삭한다(S60).When the step S50 is completed, the thermal spray coating layer 200 coated on the braking surface 110 of the brake disc 100 is ground using a grinding device (S60).

즉 용사 코팅층(200)의 표면 조도(Ra)는 최소 5마이크론 이하로 형성되도록 연삭 공정을 수행한다.That is, the surface roughness (Ra) of the thermal spray coating layer 200 is performed to the grinding process to be formed at least 5 microns or less.

S60 단계가 완료되면, 용사 코팅층(200)의 전체 표면에 이물질을 제거하기 위하여 특수 제작된 브러시가 설치된 브러싱장치(미도시)를 통해 브러싱(brushing) 한다(S70). When the step S60 is completed, the brush is brushed through a brushing device (not shown) in which a specially manufactured brush is installed to remove foreign substances on the entire surface of the sprayed coating layer 200 (S70).

이때, 상기 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)에 이물질이 완전히 제거되는지 확인한다.At this time, it is checked whether foreign matter is completely removed from the braking surface 110 of the brake disc 100.

이와 같이 S70 단계를 완료하면 용사 코팅층(200)으로 표면 처리된 도 1에 도시된 본 발명의 브레이크 디스크 구조물을 제조할 수 있으며, 더불어 브레이크 디스크(100)의 제동면(110)의 마찰 계수를 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 제동성과 안전성을 향상시킬 수 있다.As such, when the step S70 is completed, the brake disc structure of the present invention shown in FIG. 1 surface treated with the sprayed coating layer 200 may be manufactured, and the friction coefficient of the brake surface 110 of the brake disc 100 is always adjusted. It can be kept constant, improving braking performance and safety.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 디스크 구조물을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a brake disc structure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 나타낸 순서도.Figure 2 is a flow chart showing a brake disk surface treatment method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 디스크 표면 처리 방법을 나타낸 도면.3 illustrates a brake disc surface treatment method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 브레이크 디스크 110: 제동면100: brake disc 110: braking surface

200: 용사 코팅층200: thermal spray coating layer

Claims (8)

브레이크 디스크 표면 처리 방법에 있어서,In the brake disc surface treatment method, 상기 브레이크 디스크의 제동면에 용사 코팅 분말을 분사하여 용사 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.Brake disk surface treatment method characterized in that to form a spray coating layer by spraying the spray coating powder on the braking surface of the brake disk. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용사 코팅층은 50마이크론~3mm 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법. The spray coating layer is a brake disk surface treatment method characterized in that formed to a thickness of 50 microns ~ 3mm. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브레이크 디스크를 회전시킨 상태에서 용사 코팅 분말을 분사하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.Brake disk surface treatment method characterized in that to spray the sprayed coating powder in the state in which the brake disk is rotated. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브레이크 디스크에 코팅된 용사 코팅층의 조도는 5 마이크론 이하로 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.The roughness of the thermal spray coating layer coated on the brake disk is formed to the surface of the brake disk, characterized in that less than 5 microns. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브레이크 디스크는 제동면에 용사 코팅층을 형성한 후 연삭 공정을 수 행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.The brake disc is a surface treatment method of the brake disc, characterized in that for performing a grinding process after forming a thermal spray coating layer on the braking surface. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브레이크 디스크의 제동면 조도는 400 마이크론 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.Brake surface roughness of the brake disk is characterized in that it is formed to more than 400 microns. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용사 코팅 분말은 크롬(Cr) 계열 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법.The spray coating powder is a brake disk surface treatment method characterized in that using a chromium (Cr) -based coating material. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용사 코팅 분말은 크로마이트(Cr2O3) 계열 또는 알루미나(Al2O3) 계열 또는 스테인레스 분말(atomized powder) 계열 중 하나의 코팅재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 브레이크 디스크 표면 처리 방법. The spray coating powder is a brake disk surface treatment method characterized in that using a coating material of chromite (Cr2O3) series, alumina (Al2O3) series or stainless powder (atomized powder).
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