KR20120021770A - Ultralight dual drum brake and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ultra-light dual drum brake and a manufacturing method thereof are provided to satisfy the mechanical strength and hardness of a drum brake. CONSTITUTION: A manufacturing method of an ultra-light dual drum brake is as follows. A brake braking member having patterns is the outer circumference at a regular interval is manufactured by using the grey cast iron(S100). The Fe-Al reactive layer is formed on the surface of the brake braking member and includes diffusion saturation(S200). The brake braking member is utilized as a medium and injects the aluminum alloy in 700-780°C. The aluminum brake drum is welded using an interfacial diffusion jointing method in order to surround the brake braking member(S300). Pattern is included of polygon or diamond pattern.

Description

초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법{ULTRALIGHT DUAL DRUM BRAKE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Ultra-light dual drum brake and its manufacturing method {ULTRALIGHT DUAL DRUM BRAKE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회주철을 이용하여 일정한 패턴을 갖는 브레이크 제동부재를 제조하고, 그 표면에 Fe-Al반응층을 형성하여 여기에 초경량 알루미늄 합금으로 브레이크드럼을 계면확산 접합 방식으로 주조함으로써, 이종재질간의 접합이 용이할 뿐만 아니라 드럼 브레이크에서 요구되는 기계적인 강도 및 경도를 만족시킬 수 있도록 한 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an ultra-lightweight dual drum brake and a method of manufacturing the same, and more particularly, to manufacture a brake braking member having a predetermined pattern using gray cast iron, and to form a Fe-Al reaction layer on the surface of the ultralight aluminum alloy The present invention relates to an ultra-lightweight dual drum brake and a method of manufacturing the same, in which the brake drum is cast in an interfacial diffusion bonding method, thereby facilitating bonding between dissimilar materials and satisfying the mechanical strength and hardness required for the drum brake.

일반적으로 차량과 같은 이동하는 장치에는 속도를 줄이거나 정지시킬 수 있도록 제동장치가 필수적인 구성요소로 구비된다. 특히, 제동장치는 마찰력을 이용하여 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 제동력을 얻게 된다. 이러한 제동장치에는 제동력의 제공방식에 따라 다양한 형태로 제작하여 사용되고 있으나, 큰 마찰력을 요구하거나 자동차와 같이 급정차 등을 필요로 하는 경우에는 드럼 브레이크가 많이 이용되고 있다.In general, a moving device such as a vehicle is provided with a braking device as an essential component to reduce or stop the speed. In particular, the braking device obtains the braking force by converting the kinetic energy into thermal energy using the frictional force. Such a braking device is manufactured and used in various forms according to a method of providing braking force, but a drum brake is frequently used when a large friction force is required or when a quick stop such as an automobile is required.

이러한 드럼 브레이크는 바퀴와 함께 구동되는 브레이크드럼과, 이 브레이크드럼에 마찰력을 가할 수 있게 하는 브레이크슈(또는 패드) 및 그 확장기구를 포함하여 구성된다.Such a drum brake includes a brake drum driven with a wheel, a brake shoe (or pad) and an extension mechanism for applying a friction force to the brake drum.

특히, 브레이크드럼은 브레이크슈(또는 패드)와 맞닿아 제동력을 얻을 수 있도록 마찰재가 구비된다. 이러한 마찰재는 브레이크슈와의 마찰시 고열과 마찰에 견딜 수 있어야 하기 때문에 주철로 많이 제작되고 있다.In particular, the brake drum is provided with a friction material so as to contact the brake shoe (or pad) to obtain a braking force. These friction materials are made of cast iron because they have to withstand high heat and friction during friction with brake shoes.

하지만, 주철은 중량이 많이 나가기 때문에 드럼 브레이크의 전체 중량이 커지게 되는 문제가 발생하였다. 이는 연비를 떨어뜨리게 되는 요인으로도 작용하였다.
However, cast iron has a problem that the total weight of the drum brake is increased because the weight is much. This also acted as a factor that lowers fuel economy.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 제동력을 발생시켜 주는 내주면에 일정한 패턴을 갖도록 브레이크 제동부재를 회주철로 제조하고 그 표면에 Fe-Al반응층을 형성한 다음, 알루미늄 합금으로 계면확산 접합되도록 주조하여 브레이크드럼을 일체로 형성함으로써, 이종재질로 이루어져 있으면서도 드럼 브레이크에서 요구되는 기계적인 강도 및 경도를 만족시킬 수 있도록 한 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법을 제공하는데 제1목적이 있다.The present invention has been devised in view of this point, and the brake braking member is made of gray cast iron so as to have a predetermined pattern on the inner circumferential surface that generates the braking force, and a Fe-Al reaction layer is formed on the surface thereof, and then the interfacial diffusion bonding is performed with aluminum alloy. The first object of the present invention is to provide an ultra-light dual drum brake and a method of manufacturing the same, by forming the brake drum integrally to form the brake drum to satisfy the mechanical strength and hardness required for the drum brake.

또한, 본 발명은 브레이크 제동부재에 형성되는 패턴을 폴리건 또는 다이아몬드 형상으로 형성함으로써, 회주철과 알루미늄 합금으로 이루어진 이종재질간의 접합 특성을 향상시킬 수 있도록 한 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법을 제공하는데 제2목적이 있다.In addition, the present invention is to provide an ultra-lightweight dual drum brake and a method of manufacturing the same to form a pattern formed on the brake braking member in a polygon or diamond shape, thereby improving the bonding characteristics between dissimilar materials made of gray cast iron and aluminum alloy. There are two purposes.

그리고, 본 발명은 회주철로 이루어진 브레이크 제동부재를 중자로 하여 알루미늄 합금을 경동식 중력 제조공법, 정체식 중력 제조공법, 저압식 제조공법, 고압압 제조공법, 및 다이캐스팅 주조제조공법으로 수행할 수 있도록 한 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법을 제공하는데 제3목적이 있다.In addition, the present invention is to use the brake braking member made of gray cast iron as an intermediate so that the aluminum alloy can be carried out by the light-type gravity manufacturing method, static gravity manufacturing method, low pressure manufacturing method, high pressure manufacturing method, and die casting casting manufacturing method. A third object is to provide an ultralight dual drum brake and a method of manufacturing the same.

마지막으로, 본 발명은 브레이크 제동부재가 일체로 주조된 브레이크드럼의 표면에 열처리를 통하여 고강도화 및 계면접합특성을 향상시킬 수 있도록 한 초경량 듀얼 드럼 브레이크 및 그 제조방법을 제공하는데 제4목적이 있다.
Finally, a fourth object of the present invention is to provide an ultra-lightweight dual drum brake and a method of manufacturing the same, in which the brake braking member is heat-treated on the surface of the brake drum in which the brake braking member is integrally formed to improve the high strength and the interfacial bonding property.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은, 회주철을 이용하여 외주면에 일정한 간격으로 패턴이 형성된 브레이크 제동부재를 제조하는 제1단계; 브레이크 제동부재의 표면에 확산침투가 용이하게 이루어지도록 Fe-Al반응층을 형성하는 제2단계; 및 브레이크 제동부재를 중자로 활용하여 700℃~780℃의 알루미늄 합금을 주입하여, 브레이크 제동부재를 감싸도록 알루미늄 브레이크드럼을 계면확산 접합공법으로 접합하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultra-lightweight dual drum brake, comprising: a first step of manufacturing a brake braking member having a pattern formed at regular intervals on an outer circumferential surface thereof using gray cast iron; Forming a Fe—Al reaction layer to facilitate diffusion penetration on the surface of the brake braking member; And injecting an aluminum alloy at 700 ° C. to 780 ° C. using the brake braking member as a middle, and joining the aluminum brake drum by an interfacial diffusion bonding method so as to surround the brake braking member.

특히, 패턴은 폴리건 또는 다이아몬드 패턴인 것을 특징으로 한다. 이때, 폴리건 패턴은 피치간의 간격이 5~45°이고, 피치높이가 0.5~4.0㎜인 것을 특징으로 한다.In particular, the pattern is characterized in that a polygon or diamond pattern. At this time, the polygon pattern is characterized in that the interval between the pitch is 5 ~ 45 °, pitch height is 0.5 ~ 4.0mm.

또한, 제2단계는, 브레이크 제동부재를 700~780℃의 알루미늄 용탕에 0.5~3시간 동안 침지?확산시켜 Fe-Al반응층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이때 사용되는 알루미늄 용탕은 Al(2~10%Si) 용탕인 것을 특징으로 한다.In the second step, the brake braking member is immersed and diffused in the molten aluminum at 700 to 780 ° C. for 0.5 to 3 hours to form a Fe—Al reaction layer. At this time, the molten aluminum is characterized in that the Al (2 ~ 10% Si) molten metal.

그리고, 제3단계는 경동식 중력 제조공법, 정체식 중력 제조공법, 저압식 제조공법, 고압식 제조공법, 및 다이캐스팅 제조공법으로 수행되는 것을 특징으로 한다.And, the third step is characterized by being carried out by a tilt gravity manufacturing method, a static gravity manufacturing method, low pressure manufacturing method, high pressure manufacturing method, and die casting manufacturing method.

한편, 본 발명에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은, 매트릭스 내에서 석출완료 온도범위(G.P zone) 및 비평형 석출상(Mg2Si)상을 유도하여 고강도화가 이루어지도록 100~250℃에서 2~15시간동안 열처리하는 고강도 열처리단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the manufacturing method of the ultra-lightweight dual drum brake according to the present invention, by inducing the precipitation complete temperature range (GP zone) and non-equilibrium precipitated phase (Mg 2 Si) phase in the matrix 2 at 100 ~ 250 ℃ to achieve high strength It is characterized in that to perform a high-strength heat treatment step of heat treatment for ˜15 hours.

그리고, 본 발명에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은, 고강도 열처리 단계를 수행하기 전에, 200~350℃에서 2~15시간 시행하여 입계(Grain Boundry)에 평형 석출상 (Mg2Si상)의 석출을 유도함과 동시에 입계강화를 향상시키는 입계강화 열처리 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing an ultra-lightweight dual drum brake according to the present invention, before performing a high-strength heat treatment step, a balance precipitated phase (Mg 2 Si phase) is formed at grain boundaries by performing 2 to 15 hours at 200 to 350 ° C. In addition, the grain boundary strengthening heat treatment step of inducing precipitation and improving grain boundary strengthening is further performed.

한편, 본 발명은 상술한 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법에 의해 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 포함한다.
On the other hand, the present invention includes an ultra-lightweight dual drum brake manufactured by the method of manufacturing the ultralight dual drum brake described above.

본 발명의 초경량 듀얼 드럼 브레이크에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the ultra-light dual drum brake of the present invention has the following effects.

1) 기존의 드럼 브레이크에서 요구되는 제동면의 기계적인 강도와 경도값을 만족시키면서도 부분적으로 경량합금의 알루미늄 재질을 적용함으로써 차량의 중량을 감소시켜 연비향상효과와 함께 배출가스의 저감효과를 얻게 된다.1) While satisfying the mechanical strength and hardness value of the brake surface required in the conventional drum brake, the aluminum alloy of light alloy is partially applied to reduce the weight of the vehicle, thereby improving fuel efficiency and reducing the emission gas. .

2). 언스프렁 매스 저감효과(Unsprung Mass Reduction Effect)에 의한 조정안정성 및 소음진동(NVH) 특성효과에 의하여 소음 저감효과를 얻을 수 있다.2). Noise reduction effect can be obtained by adjusting stability and noise vibration (NVH) characteristic effect by Unsprung Mass Reduction Effect.

3) 다양한 주조방법으로 이종재질의 주조가 가능하기 때문에 저비용으로 쉽게 제조하여 사용할 수 있다.
3) Since it is possible to cast dissimilar materials by various casting methods, it can be easily manufactured and used at low cost.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 2는 발명의 제1실시예에 따라 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 보여주기 위하여 일부를 단면한 사시도.
도 3은 발명의 제1실시예에 따라 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 패턴 형성 상태를 보여주기 위한 평면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 의해 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 보여주기 위한 단면사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 7은 본 발명에 따른 입계강화 열처리단계를 설명하기 위한 열처리 조건을 보여주기 위한 그래프.1 is a flowchart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultra-light dual drum brake according to the first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional perspective view of a portion to show the ultra-lightweight dual drum brake manufactured according to the first embodiment of the invention;
3 is a plan view showing a pattern forming state of the ultra-lightweight dual drum brake manufactured according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional perspective view showing an ultralight dual drum brake manufactured by a modification of the first embodiment of the present invention;
5 is a flowchart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultra-light dual drum brake according to the second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultra-light dual drum brake according to the third embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing the heat treatment conditions for explaining the grain boundary hardening heat treatment step according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately design the concept of the term appropriately to describe its own design in the best way possible. It should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the constitutions shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

(제조방법에 대한 (How to 제1실시예First embodiment ))

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 2는 발명의 제1실시예에 따라 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 보여주기 위하여 일부를 단면한 사시도이며, 도 3은 발명의 제1실시예에 따라 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 패턴 형성 상태를 보여주기 위한 평면도이다.1 is a flow chart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultralight dual drum brake according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 shows an ultralight dual drum brake manufactured according to the first embodiment of the present invention. 3 is a perspective view of a cross-sectional view, and FIG. 3 is a plan view illustrating a pattern forming state of an ultralight dual drum brake manufactured according to a first embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은 외주면에 일정한 패턴(110)이 형성되도록 회주철로 제조된 브레이크 제동부재(100)의 표면에 Fe-Al반응층을 형성하고, 이 브레이크 제동부재(100)를 중자로 하여 그 표면에 Al합금을 확산접합 공법으로 브레이크드럼(200)을 일체로 이종접합하여 이루어진 것이다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 아래에서 설명하는 바와 같이 3단계에 걸쳐 수행된다.
In the manufacturing method of the ultra-light dual drum brake according to the present invention, a Fe-Al reaction layer is formed on the surface of the brake braking member 100 made of gray cast iron so that a predetermined pattern 110 is formed on the outer circumferential surface thereof. ) Is made by heterogeneously joining the brake drum 200 integrally with Al alloy on its surface by diffusion bonding method. More specifically, this is performed in three steps as described below.

제1단계(S100)는 브레이크 제동부재(100)를 제조하는 단계이다. 이때, 브레이크 제동부재(100)란 브레이크드럼의 내측면에 형성되어 구동축에 장착되어 마찰력을 발생시키는 부분이다. 이러한 브레이크 제동부재(100)는 진동감쇄능, 댐핑성, 마찰성과 윤활기능이 우수한 재질로 알려진 회주철로 제조한다. 이때, 브레이크 제동부재(100)는 소정의 폭을 갖는 링 형태로 제작한다. The first step S100 is a step of manufacturing the brake braking member 100. At this time, the brake braking member 100 is formed on the inner surface of the brake drum is mounted to the drive shaft to generate a friction force. The brake braking member 100 is made of gray cast iron known as a material excellent in vibration damping, damping, friction and lubricating functions. At this time, the brake braking member 100 is manufactured in a ring shape having a predetermined width.

특히, 브레이크 제동부재(100)의 외주면에는 일정한 간격으로 패턴(110)을 형성한다. 이들 패턴(110)은 이종재질(회주철과 알루미늄 합금)로 이루어지는 브레이크 제동부재(100)와 브레이크드럼(200) 사이의 접합면에 대한 접합특성을 높일 수 있도록 형성한다.In particular, the pattern 110 is formed on the outer circumferential surface of the brake braking member 100 at regular intervals. These patterns 110 are formed to increase the bonding characteristics of the bonding surface between the brake braking member 100 and the brake drum 200 made of different materials (gray cast iron and aluminum alloy).

이러한 패턴(110)은 폴리건 형상으로 형성하게 되며, 폴리건 형상으로 이루어진 패턴의 피치간 간격(θ)은 5~45°로 제조한다. 여기서, 피치간 간격이란 정다각형(폴리건) 형상으로 이루어진 패턴(110)의 한 변이 브레이크 제동부재(100)의 중심축을 기준으로 하여 이루어지는 각도를 의미한다. 그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 피치간 간격(θ)은 20°로 제작하는 것이 바람직하다. 이는 간격(θ)이 너무 작으면 원에 가까워지기 때문에 브레이크드럼(200)이 미끌릴 우려가 발생하고, 간격(θ)이 너무 넓으면 이 패턴(110)이 브레이크드럼(200) 바깥쪽으로 돌출될 우려가 있기 때문이다.The pattern 110 is formed in a polygonal shape, and the pitch θ between pitches of the polygonal pattern is 5 to 45 °. Here, the pitch-to-pitch interval means an angle at which one side of the pattern 110 formed of a regular polygon (polygon) shape is made based on the central axis of the brake braking member 100. And, in a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the pitch pitch [theta] is made 20 degrees. If the spacing θ is too small, the brake drum 200 may be slipped because it is close to the circle. If the spacing θ is too wide, the pattern 110 may protrude out of the brake drum 200. This is because there is concern.

또한, 폴리건 형상의 패턴(110)은 피치높이(H)를 0.5~4.0㎜로 제작한다. 여기서, 피치높이(H)란 브레이크 제동부재(100)의 중심에서 각 패턴(110)과 접하는 가상의 원을 그렸을 때, 이 가상의 원과 패턴(110)의 최고점까지의 높이를 말한다. 이러한 피치높이(H)는 브레이크드럼의 크기에 따라 높이를 달리하여 제작하게 되나, 가장 바람직하기로는 1.67㎜로 제작하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 피치간 간격(θ)과 마찬가지로 브레이크드럼(200) 외부로 노출되지 않으면서도 이들 브레이크 제동부재(100)와 브레이크드럼(200) 사이의 접합효율을 최대한 높일 수 있게 하기 위함이다.
In addition, the polygonal pattern 110 is produced to a pitch height (H) of 0.5 ~ 4.0mm. Here, the pitch height H refers to the height from the center of the brake braking member 100 to the highest point of the virtual circle and the pattern 110 when a virtual circle is in contact with each pattern 110. The pitch height (H) is produced by varying the height depending on the size of the brake drum, but most preferably it is produced to 1.67mm. The reason for this is to increase the joining efficiency between the brake braking member 100 and the brake drum 200 as much as possible without being exposed to the brake drum 200 like the pitch pitch θ.

제2단계(S200)는 브레이크 제동부재(100)의 표면에 Fe-Al반응층을 형성하여 브레이크드럼(200)을 주조하기 위해 사용되는 알루미늄 합금과의 확산침투가 용이하게 이루어지게 하는 단계이다.The second step (S200) is a step in which the Fe-Al reaction layer is formed on the surface of the brake braking member 100 to facilitate penetration and penetration with the aluminum alloy used to cast the brake drum 200.

Fe-Al반응층은 브레이크 제동부재(100)를 알루미늄 용탕에 소정의 시간동안 침지시켜 확산시킴에 따라 수행된다. 이때, 알루미늄 용탕으로는 Al(2~10%Si)을 이용하고, 700~780℃의 온도에서 0.5~3시간 수행한다. 이러한 Fe-Al반응층은 서로 다른 이종재질인 회주철과 Al합금 사이에 화학적방법에 의해 유도되어 회주철의 흑연형상이 알루미늄층과 반응할 수 있게 된다.
The Fe—Al reaction layer is performed by immersing the brake braking member 100 in the molten aluminum for a predetermined time to diffuse. In this case, Al (2 ~ 10% Si) is used as the molten aluminum, it is carried out for 0.5 to 3 hours at a temperature of 700 ~ 780 ℃. The Fe-Al reaction layer is induced by a chemical method between the different cast iron and gray alloy different dissimilar materials so that the graphite shape of the gray cast iron can react with the aluminum layer.

제3단계(S300)는 상기 브레이크 제동부재(100)를 중자로 하여 알루미늄 합금을 주입하여 브레이크드럼(200)을 계면확산접합하는 단계이다. 이때 사용되는 알루미늄 합금은 비강도, 경량화, 그리고 주조성 등이 우수한 합금을 이용한다.The third step (S300) is a step of interfacing diffusion bonding of the brake drum 200 by injecting aluminum alloy using the brake braking member 100 as a middle. In this case, the aluminum alloy used is an alloy having excellent specific strength, light weight, and castability.

계면확산 접합공정은 700℃~780℃의 알루미늄 합금을 주입함에 따라 회주철과 알루미늄 합금 간의 확산접합을 유도하여 결과적으로 회주철-반응층(Fe-Al반응층)-확산층-알루미늄 합금의 접합계면을 형성하게 되는 것이다. 이때의 접합계면은 알루미늄 합금 용탕의 주입속도를 제어함에 따라 이루어지게 되며, 주입속도를 제어하기 위해 탕도에는 3~5개소의 오버플로어를 형성하는 것이 바람직하다.The interfacial diffusion bonding process induces diffusion bonding between gray cast iron and aluminum alloy by injecting aluminum alloy of 700 ℃ ~ 780 ℃, and consequently forms the junction interface of gray cast iron-reaction layer (diffusion layer) -diffusion layer-aluminum alloy. Will be done. At this time, the bonding interface is made by controlling the injection speed of the aluminum alloy molten metal, and it is preferable to form three to five overflows in the water in order to control the injection speed.

한편, 본 발명에 따른 계면확산 접합공정을 위하여 알루미늄 합금을 주조하는 방법에 있어서도 경동식 중력 제조공법, 정체식 중력 제조공법, 저압식 제조공법, 고압압 제조공법, 및 다이캐스팅 제조공법으로 제조하는 것이 가능하게 된다.
On the other hand, also in the method of casting an aluminum alloy for the interfacial diffusion bonding process according to the present invention it is to be manufactured by a hard gravity gravity manufacturing method, static gravity manufacturing method, low pressure manufacturing method, high pressure manufacturing method, and die casting manufacturing method It becomes possible.

이와 같이 제조된 브레이크드럼(200)은 경량화가 가능할 뿐만 아니라 제동에 필요한 기계적인 강도와 경도값을 갖게 된다. 뿐만 아니라 이종재질간의 접합효율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.
The brake drum 200 manufactured as described above may not only be light in weight but also have mechanical strength and hardness necessary for braking. In addition, there is an effect that can increase the bonding efficiency between dissimilar materials.

(제조방법에 대한 (How to 제1실시예의Of the first embodiment 변형예Variant ))

도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 의해 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 보여주기 위한 단면사시도이다. 여기서, 제1실시예에 따른 구성과 동일한 제조단계에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.4 is a cross-sectional perspective view showing an ultralight dual drum brake manufactured by a modification of the first embodiment of the present invention. Here, the detailed description of the same manufacturing steps as the configuration according to the first embodiment will be omitted.

본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 제조방법은, 제1실시예의 브레이크 제동부재(100)를 제조하는 제1단계(S100)에서 차이가 있다. 즉, 변형예의 제1단계에서 브레이크 제동부재(100')의 제조함에 있어서, 그 외주면에 형성되는 패턴(110')을 다이아몬드 형상으로 제조한다. 즉, 다이아몬드 형상의 패턴(110')이 일정한 간격으로 브레이크 제동부재(100')의 외주면에 형성하여 이루어진 것이다.The manufacturing method according to the modification of the first embodiment of the present invention differs in the first step S100 of manufacturing the brake braking member 100 of the first embodiment. That is, in manufacturing the brake braking member 100 'in the first step of the modification, the pattern 110' formed on the outer circumferential surface thereof is manufactured in a diamond shape. That is, the diamond pattern 110 'is formed on the outer circumferential surface of the brake braking member 100' at regular intervals.

이는 브레이크 제동부재(100')와 브레이크드럼(200) 사이에서 쐐기기능을 하여 이종재질간의 접합이 용이하게 이루어지게 할 뿐만 아니라 접촉면적을 최대화하여 계면접합 효과를 더욱 높일 수 있도록 하기 위함이다.
This is to make the wedge function between the brake braking member 100 'and the brake drum 200 to facilitate the joining between dissimilar materials, as well as to maximize the contact area to further increase the interfacial bonding effect.

(제조방법에 대한 (How to 제2실시예Second embodiment ))

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 5 is a flowchart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultra-light dual drum brake according to the second embodiment of the present invention.

제2실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은 다음과 같이 4단계에 걸쳐 수행되나, 제1실시예와 비교해 볼 때, 고강도 열처리단계(S400')를 더 포함한다. 즉, 제2실시예의 제1단계(S100') 내지 제3단계(S300')는 제1실시예의 제1단계(S100) 내지 제3단계(S300)와 동일하게 수행된다. 이에 여기서는 고강도 열처리단계(S400')에 대해서만 설명하기로 한다.
The manufacturing method of the ultra-lightweight dual drum brake according to the second embodiment is carried out in four steps as follows, but when compared with the first embodiment, further comprises a high-strength heat treatment step (S400 '). That is, the first steps S100 ′ to the third step S 300 ′ of the second embodiment are performed in the same manner as the first steps S 100 to S 300 of the first embodiment. Thus, only the high strength heat treatment step (S400 ') will be described here.

고강도 열처리단계(S400')는 제1실시예의 제조방법에 의해 제조된 브레이크드럼(200)에 열처리를 하게 된다. 이때의 열처리 조건은 100~250℃에서 2~15시간 유지한 다음 공냉시켜 줌으로써, 매트릭스 내에서 석출완료 온도범위(G.P zone) 및 비평형 석출상(Mg2Si)상을 유도하여 고강도화가 가능하게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 고강도 열처리단계(S400')는, 150~200℃에서 2~15시간 유지한 다음 공냉시켜 주는 것이 바람직하다(도 7참조).
High strength heat treatment step (S400 ') is subjected to heat treatment to the brake drum 200 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment. The heat treatment conditions at this time is maintained for 2 to 15 hours at 100 ~ 250 ℃ and then cooled by air to induce high strength by inducing precipitation zone temperature range (GP zone) and non-equilibrium precipitation phase (Mg 2 Si) phase in the matrix do. In a preferred embodiment of the present invention, the high-strength heat treatment step (S400 '), it is preferable to maintain the air for 2-15 hours at 150 ~ 200 ℃ (see Fig. 7).

(제조방법에 대한 (How to 제3실시예Third embodiment ))

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법의 제조순서를 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 7은 본 발명에 따른 입계강화 열처리단계를 설명하기 위한 열처리 조건을 보여주기 위한 그래프이다.
6 is a flowchart for explaining a manufacturing procedure of the manufacturing method of the ultra-lightweight dual drum brake according to the third embodiment of the present invention, Figure 7 shows the heat treatment conditions for explaining the grain boundary hardening step according to the present invention This is a graph.

본 발명의 제3실시예에 따른 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법은, 제2실시예와 비교해 볼 때, 입계강화 열처리단계(S400")를 포함하고, 이어 고강도 열처리단계(500")를 수행한다. The manufacturing method of the ultra-lightweight dual drum brake according to the third embodiment of the present invention includes a grain boundary hardening heat treatment step S400 ″, as compared with the second embodiment, and then performs a high strength heat treatment step 500 ″. .

즉, 제3실시예에서는 5단계에 의해 수행되는데, 제1단계(S100") 내지 제3단계(S300")는 제2실시예의 제1단계(S100') 내지 제3단계(S300')와 동일하다. 이어, 4단계로서 입계강화 열처리단계(S400")와 5단계로서 고강도 열처리단계(500")를 수행한다. 여기서, 고강도 열처리단계(500")는 제2실시예의 제4단계(S400')와 동일하게 수행된다. 따라서, 제3실시예에서는 입계강화 열처리단계(S400")에 대해서만 설명하기로 한다.
That is, in the third embodiment, the process is performed by five steps, and the first steps S100 ″ to the third step S300 ″ are the same as the first steps S100 ′ to the third steps S 300 ′ of the second embodiment. same. Subsequently, the grain boundary hardening heat treatment step (S400 ″) and the high strength heat treatment step 500 ″ are performed as the fifth step. Here, the high strength heat treatment step 500 "is performed in the same manner as the fourth step S400 'of the second embodiment. Therefore, only the grain boundary hardening heat treatment step S400" will be described in the third embodiment.

입계강화 열처리단계(S400")는 고강도 열처리단계(S500")에 앞서 200~350℃에서 2~15시간동안 열처리 후에 공냉시켜서 수행된다. 이에, 브레이크드럼(200)에는 입계(Grain Boundry)에 평형 석출상 (Mg2Si상)의 석출을 유도되어 입계를 강화시키게 되는 것이다.The grain boundary hardening heat treatment step (S400 ″) is performed by air cooling after heat treatment at 200˜350 ° C. for 2-15 hours prior to the high strength heat treatment step (S500 ″). Thus, the brake drum 200 induces the precipitation of the equilibrium precipitation phase (Mg 2 Si phase) to the grain boundary (Grain Boundry) to strengthen the grain boundary.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 입계강화 열처리단계(S400")는 200~250℃에서 2~15시간 동안 열처리한 뒤에 공냉시킨 다음 고강도 열처리단계(S500")를 수행하게 하는 것이 바람직하다.
In a preferred embodiment of the present invention, the grain boundary hardening heat treatment step (S400 ") is preferably air-cooled after the heat treatment for 2 to 15 hours at 200 ~ 250 ℃ and then performing a high strength heat treatment step (S500").

한편, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조된 초경량 듀얼 드럼 브레이크를 포함한다.
On the other hand, the present invention includes an ultra-lightweight dual drum brake manufactured by the above-described manufacturing method.

이상에서와 같이 본 발명은 폴리건 또는 다이아몬드패턴을 이용하여 이종재질간의 접합특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 드럼 브레이크에서 요구되는 기계적인 강도 및 경도를 만족시킬 수 있게 되는 것이다.
As described above, the present invention not only improves the bonding property between dissimilar materials by using a polygon or diamond pattern, but also can satisfy the mechanical strength and hardness required in the drum brake.

100 : 브레이크 제동부재
110, 110' : 패턴
200 : 브레이크드럼100: brake braking member
110, 110 ': pattern
200: break drum

Claims (9)

회주철을 이용하여 외주면에 일정한 간격으로 패턴(110)이 형성된 브레이크 제동부재(100)를 제조하는 제1단계(S100);
상기 브레이크 제동부재(100)의 표면에 확산침투가 용이하게 이루어지도록 Fe-Al반응층을 형성하는 제2단계(S200); 및
상기 브레이크 제동부재(100)를 중자로 활용하여 700℃~780℃의 알루미늄 합금을 주입하여, 상기 브레이크 제동부재(100)를 감싸도록 알루미늄 브레이크드럼(200)을 계면확산 접합공법으로 접합하는 제3단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
A first step (S100) of manufacturing the brake braking member 100 having the pattern 110 formed on the outer circumferential surface by using gray cast iron;
Forming a Fe—Al reaction layer on the surface of the brake braking member 100 to facilitate diffusion penetration (S200); And
A third method of joining the aluminum brake drum 200 by an interfacial diffusion bonding method so as to inject an aluminum alloy of 700 ° C. to 780 ° C. using the brake braking member 100 as an intermediate to surround the brake braking member 100. Step (S300); manufacturing method of the ultra-light dual drum brake comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴(110)은 폴리건 또는 다이아몬드 패턴인 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 1,
The pattern 110 is a method of manufacturing an ultra-lightweight dual drum brake, characterized in that the polygon or diamond pattern.
제 2 항에 있어서,
상기 폴리건 패턴은 피치간 간격(θ)이 5~45°이고, 피치높이(H)가 0.5~4.0㎜인 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 2,
The polygon pattern has a pitch between the pitch (θ) is 5 ~ 45 °, pitch height (H) is a manufacturing method of the ultra-light dual drum brake, characterized in that 0.5 ~ 4.0mm.
제 1 항에 있어서,
상기 제2단계(S200)는, 상기 브레이크 제동부재(100)를 700~780℃의 알루미늄 용탕에 0.5~3시간 동안 침지?확산시켜 Fe-Al반응층을 형성하는 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 1,
The second step (S200), the ultra-light dual drum brake, characterized in that to form a Fe-Al reaction layer by immersing and diffusing the brake braking member 100 in 700 ~ 780 ℃ aluminum molten metal for 0.5 to 3 hours. Manufacturing method.
제 4 항에 있어서,
상기 알루미늄 용탕은 Al(2~10%Si) 용탕인 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The molten aluminum is Al (2 ~ 10% Si) molten ultra light dual drum brake manufacturing method characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 제3단계(S300)는 경동식 중력 제조공법, 정체식 중력 제조공법, 저압식 제조공법, 고압압 제조공법, 또는 다이캐스팅 제조공법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 1,
The third step (S300) is a manufacturing method of the ultra-lightweight dual drum brake, characterized in that carried out by a gravity gravity manufacturing method, stagnation gravity manufacturing method, low pressure manufacturing method, high pressure manufacturing method, or die casting manufacturing method.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
매트릭스 내에서 석출완료 온도범위(G.P zone) 및 비평형 석출상(Mg2Si)상을 유도하여 고강도화가 이루어지도록 100~250℃에서 2~15시간동안 열처리하는 고강도 열처리단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 6,
It further performs a high-strength heat treatment step of heat treatment at 100 ~ 250 ℃ for 2 to 15 hours to achieve high strength by inducing precipitation zone temperature (GP zone) and non-equilibrium precipitated phase (Mg 2 Si) phase in the matrix Ultra-light dual drum brake manufacturing method.
제 7 항에 있어서,
상기 고강도 열처리단계에 앞서, 200~350℃에서 2~15시간 시행하여 입계(Grain Boundry)에 평형 석출상 (Mg2Si상)의 석출을 유도함과 동시에 입계강화를 향상시키는 입계강화 열처리 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
Prior to the high-strength heat treatment step, it is carried out for 2 to 15 hours at 200 ~ 350 ℃ to induce the precipitation of the equilibrium precipitation phase (Mg 2 Si phase) to the grain boundary (Grain Boundry) and at the same time further enhance the grain boundary strengthening step Method for producing an ultra-lightweight dual drum brake, characterized in that performed.
제 8 항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 초경량 듀얼 드럼 브레이크.Ultra-light dual drum brake, characterized in that produced by claim 8.
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