KR20180129135A - Gaseous nitrocarburizing heat treatment method and brake disc manufacturing method using the same - Google Patents

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원혜숙
정현묵
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(주)중부엔티엔
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Abstract

A gas nitrocarburizing heat treatment method of the present invention includes: a temperature increasing step for charging a gas nitrocarburizing material into a nitrogenation oven and raising the temperature to a target temperature for gas nitrocarburizing treatment while injecting ammonia (NH3) or nitrogen (N2) gas into the nitrogenation oven; and a nitriding step for forming a nitride layer on the surface portion of an object to be processed by injecting the mixture gas containing ammonia (NH3), nitrogen (N2), and carbon dioxide (CO2) into the nitrogenation oven while maintaining the target temperature of the temperature increasing step, and heating the same for a target time for gas nitrocarburizing treatment, wherein the nitriding step is carried out by injecting the mixture gas containing approximately 80 volume% of ammonia (NH3), approximately 45 volume% of nitrogen (N2), and approximately 30 volume% of carbon dioxide (CO2) into the nitrogenation oven while maintaining the target temperature at approximately 580°C, and heating the same for the target time of approximately 4.5 hours. A brake disk manufactured through such gas nitrocarburizing heat treatment has excellent braking performance such as braking distance and braking noise, so that the deceleration or stopping performance of the vehicle is excellent, and the dust generation and trembling phenomenon can be minimized during braking.

Description

가스연질화 열처리 방법 및 이를 이용한 브레이크 디스크 제조방법{Gaseous nitrocarburizing heat treatment method and brake disc manufacturing method using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas softening heat treatment method and a brake disk manufacturing method using the gas softening heat treatment method.

본 발명은 가스연질화 열처리 방법 및 이를 이용한 브레이크 디스크 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 디스크의 표면부에 기공층을 갖는 화합물층 및 확산층을 포함하는 질화층을 형성하여 내구성 및 내식성을 향상시킬 수 있는 가스연질화 열처리 방법 및 이를 이용한 브레이크 디스크 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas softening heat treatment method and a brake disk manufacturing method using the same, and more particularly, to a method of manufacturing a gas softening heat treatment method for improving the durability and corrosion resistance by forming a nitride layer including a compound layer having a porous layer and a diffusion layer on a surface portion of a brake disk And to a method of manufacturing a brake disk using the same.

일반적으로, 브레이크 장치는 운행 중인 차량을 감속 또는 정지시키는 장치이다. 이러한 브레이크 장치는 제동에 필요한 힘을 발생시키는 제동력 발생장치, 제동력 발생장치에서 발생된 힘을 이용하여 운행 중인 차량을 감속 또는 정지시키는 제동장치, 제동력 발생장치의 힘을 제동장치에 전달하는 파이프류, 피스톤, 밸브류 및 보조동력을 위한 부수 장치로 이루어진다.Generally, a braking device is a device that decelerates or stops a vehicle in operation. Such a braking device includes a braking force generating device for generating a force necessary for braking, a braking device for decelerating or stopping the running vehicle using the force generated by the braking force generating device, a pipe for transmitting the force of the braking force generating device to the braking device, Pistons, valves and auxiliaries for auxiliary power.

제동장치의 일 예로서 브레이크 디스크(Brake Disc)는 제동패드를 디스크에 압착시켜 제동 효과를 발생시키는 원판을 말하며, 디스크 로터(Disc Rotor)라고도 한다. As an example of a braking device, a brake disc refers to a disc that generates a braking effect by pressing a brake pad against a disc, and is also referred to as a disc rotor.

이러한 브레이크 디스크는 보통 회색의 주철로 제작되며, 내구성 및 내식성 향상을 위해 디스크 표면부에 가스연질화 열처리를 한다. These brake discs are usually made of gray cast iron and subjected to gas softening heat treatment on the surface of the disc to improve durability and corrosion resistance.

그러나, 종래에는 브레이크 디스크에 가스연질화 열처리 시 처리온도 및 처리시간, 가스연질화 열처리에 필요한 혼합가스의 투입유량 등이 유동적이고 최적화되지 않아 제동거리, 제동소음, 제동 시 분진발생 및 떨림현상 등 제동 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다. However, conventionally, the processing temperature and the processing time in the gas softening heat treatment of the brake disk, the flow rate of the mixed gas required for the gas softening heat treatment, etc. are fluid and not optimized and the braking distance, the braking noise, There is a problem that the braking performance may be deteriorated.

또한, 브레이크 디스크의 제동 성능의 저하로 인하여 교통사고가 유발될 수 있다는 문제점도 있다.In addition, there is a problem that a traffic accident may be caused due to a decrease in the braking performance of the brake disc.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 브레이크 디스크의 가스연질화 열처리 온도와 시간, 혼합가스의 투입유량 등을 최적화하여 브레이크 디스크의 표면부에 기공층을 갖는 화합물층 및 확산층을 포함하는 질화층을 형성함으로써, 제동 성능을 향상시킬 수 있는 가스연질화 열처리 방법 및 이를 이용한 브레이크 디스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a brake disk comprising a compound layer having a porous layer on a surface portion of a brake disk and a diffusion layer by optimizing a gas softening heat treatment temperature and time of the brake disk, It is an object of the present invention to provide a gas softening heat treatment method capable of improving a braking performance by forming a nitride layer and a brake disk manufacturing method using the same.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연질화 열처리 방법은, 질화로 내부에 가스연질화 피처리물을 장입하고, 상기 질화로 내부에 암모니아(NH3) 또는 질소(N2) 가스를 주입하면서 가스연질화 처리를 위한 목표온도까지 승온시키는 승온 단계; 및 상기 승온 단계의 목표온도를 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)를 포함하는 혼합가스를 상기 질화로 내부에 투입시켜 가스연질화 처리를 위한 목표시간 동안 가열하여 상기 피처리물의 표면부에 질화층을 형성하는 질화 단계;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of softening a gaseous softening material, the method comprising: charging a material to be gaseous softened into a nitriding furnace, and introducing ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ) A temperature raising step of raising the temperature to a target temperature for gas softening treatment while injecting gas; And a mixed gas containing ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ) is supplied into the nitriding furnace while heating the target temperature for the gas softening treatment And a nitridation step of forming a nitrided layer on the surface of the object to be treated.

또한, 상기 질화 단계는, 상기 목표온도를 약 580℃, 상기 목표시간을 약 4.5시간으로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the nitridation step sets the target temperature to about 580 DEG C and the target time to about 4.5 hours.

또한, 상기 혼합가스는, 암모니아(NH3) 약 80부피%, 질소(N2) 약 45부피%, 이산화탄소(CO2) 약 30부피%를 포함할 수 있다.The mixed gas may contain about 80% by volume of ammonia (NH 3 ), about 45% by volume of nitrogen (N 2 ), and about 30% by volume of carbon dioxide (CO 2 ).

또한, 상기 질화층은 화합물층을 포함하되, 상기 화합물층을 상기 피처리물의 표면부에 14~40㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the nitride layer includes a compound layer, and the compound layer is formed to a thickness of 14 to 40 탆 on the surface of the object to be treated.

또한, 상기 화합물층은 기공층을 포함하되, 상기 기공층을 상기 피처리물의 표면부에 6~16㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the compound layer includes a pore layer, and the pore layer is formed to a thickness of 6 to 16 탆 on a surface portion of the article to be treated.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스연질화 열처리 방법을 이용한 브레이크 디스크 제조 방법은, 주강 또는 주철을 이용하여 브레이크 디스크를 주조하는 주조 단계; 상기 주조 단계에서 주조된 상기 브레이크 디스크의 잔류 응력을 제거하는 응력제거 단계; 상기 응력제거 단계를 거친 상기 브레이크 디스크의 표면부를 다듬는 가공성형 단계; 및 상기 가스연질화 열처리 방법을 이용하여 상기 가공성형 단계를 거친 상기 브레이크 디스크의 표면부에 기공층을 갖는 화합물층 및 확산층을 포함하는 질화층을 형성하는 가스연질화열처리 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a brake disk using a gas softening heat treatment method according to an embodiment of the present invention includes: casting a brake disk using cast steel or cast iron; A stress removing step of removing residual stress of the brake disk cast in the casting step; A machining step of machining a surface portion of the brake disk after the stress removing step; And a gas softening heat treatment step of forming a nitride layer including a compound layer having a porous layer and a diffusion layer on a surface portion of the brake disk having undergone the machining step using the gas softening heat treatment method.

본 발명의 가스연질화 열처리 방법 및 이를 이용한 브레이크 디스크 제조방법에 따르면, 제동거리, 제동소음 등 제동성능이 우수하고 차량의 감속 또는 정지 성능 또한 우수하며, 제동시 분진발생 및 떨림현상을 최소화할 수 있는 브레이크 디스크를 제공할 수 있다.According to the gas softening heat treatment method of the present invention and the brake disk manufacturing method using the same, braking performance such as braking distance and braking noise is excellent, and the deceleration or stopping performance of the vehicle is also excellent. It is possible to provide a brake disc having a brake disc.

또한, 본 발명은 브레이크 디스크의 제동 성능을 향상시킴으로써 운행 중인 차량의 신속한 제동으로 교통사고를 예방할 수 있으며, 장시간 사용이 가능하여 비용 절약 효과가 있다.Further, the present invention improves the braking performance of the brake disk, thereby preventing traffic accidents due to rapid braking of the vehicle in operation, and it is possible to use the brake disc for a long period of time.

또한, 본 발명에 따른 가스연질화 열처리 방법은 6가 크롬 도금 규제에 따른 대체 기술로서, 배출가스의 유해 물질을 저감시키고, 저온처리에 따른 에너지를 절약할 수 있는 친환경 기술로 인정될 수 있다.Further, the gas softening heat treatment method according to the present invention can be regarded as an eco-friendly technology capable of reducing harmful substances of exhaust gas and saving energy by low-temperature treatment as an alternative technology according to the regulation of hexavalent chromium plating.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법을 나타내는 공정도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법에 이용되는 가스연질화 열처리 방법을 나타내는 공정도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 표면부에 캘리퍼가 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연질화 열처리 방법을 이용한 브레이크 디스크 제조 방법에 의해 질화층이 형성된 브레이크 디스크 표면부에 제동 패드가 밀착되는 상태를 나타내는 단면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 가스연질화 열처리에 대한 검사기준을 설정하기 위한 측정대상 예시를 보여주는 질화층 촬영사진.
도 8 및 도 9는 촬영사진 상의 화합물층과 기공층의 두께 측정 예시를 보여주는 사진.
도 10은 4개의 포인트 측정부분에 대한 화합물층과 기공층의 두께 평균치를 나타내는 사진.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 가스연질화 열처리 방법에서 가스연질화 처리온도, 처리시간, 투입 혼합가스 변화에 따른 테스트 결과를 보여주는 캡쳐사진.1 is a process diagram showing a method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention;
2 is a process diagram showing a gas softening heat treatment method used in a method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view showing a state where a caliper is mounted on a surface portion of a brake disk according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a state in which a brake pad is closely attached to a surface portion of a brake disk on which a nitride layer is formed by a method of manufacturing a brake disk using a gas softening heat treatment method according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are photographs of a nitrided layer showing an example of a measurement object for setting inspection standards for gas softening heat treatment of a brake disk according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are photographs showing examples of measurement of the thicknesses of the compound layer and the pore layer on the photographed image.
10 is a photograph showing the average thicknesses of the compound layer and the pore layer with respect to the four point measuring portion;
11 is a photograph showing a test result according to a gas softening treatment temperature, a treatment time, and a change in a feed gas mixture in a gas softening heat treatment method of a brake disk according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법을 나타내는 공정도이다.1 is a process diagram showing a method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법은 주조 단계(S100), 응력제거 단계(S200), 가공성형 단계(S300), 가스연질화열처리 단계(S400) 및 코팅 단계(S500)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention includes a casting step S100, a stress removing step S200, a machining step S300, a gas softening heat treatment step S400, Coating step S500.

주조 단계(S100)는 주강 또는 주철을 이용하여 브레이크 디스크(100)를 주조하는 공정이다.The casting step S100 is a step of casting the brake disc 100 using cast steel or cast iron.

주조는 주강 또는 주철 등의 금속을 높은 온도로 가하게 되면 용해되어 용탕이라고 불리는 액체로 바뀌게 되며, 미리 준비한 브레이크 디스크 형상의 주형틀에 용탕을 흘려 넣은 후 냉각시키면 필요한 브레이크 디스크(100)가 형성된다.When a metal such as cast steel or cast iron is heated to a high temperature, the casting is melted and converted into a liquid called a molten metal. When the molten metal is poured into a previously prepared brake disk-shaped flask and cooled, a necessary brake disk 100 is formed.

응력제거 단계(S200)는 주조 단계에서 주조된 브레이크 디스크(100)의 잔류 응력을 제거하는 공정이다.The stress removing step (S200) is a step of removing the residual stress of the brake disc 100 cast in the casting step.

주조 단계(S100)를 거친 브레이크 디스크(100)에 잔류응력이 잔존해 있는 상태에서 후술할 가스연질화열처리 단계(S400)까지 거치게 되면 브레이크 디스크(100)가 변형될 수 있다. 이에 따라, 변형된 브레이크 디스크(100)는 떨림과 균열이 발생되어 운행 중인 차량과 운전자에게 치명적인 피해를 가하게 된다. 따라서, 브레이크 디스크(100)에 잔존해 있는 잔류응력을 제거함으로써 차량을 포함하는 차량에 탑승한 사람들의 안전을 도모할 수 있다.If the residual stress remains in the brake disk 100 after the casting step S100 and the gas softening heat treatment step S400 described later is performed, the brake disk 100 may be deformed. Accordingly, the deformed brake disc 100 is subject to tremors and cracks, which can cause catastrophic damage to the vehicle and the driver in operation. Therefore, by removing the residual stress remaining on the brake disc 100, it is possible to secure the safety of the passengers aboard the vehicle including the vehicle.

응력제거 단계(S200)는 잔류응력을 제거하기 위해 가스연질화 처리 온도인 580℃이상에서 3시간 이상 동안 공정을 하게 된다.The stress removal step (S200) is performed at a temperature of 580 DEG C or more, which is a gas softening treatment temperature, for 3 hours or more to remove residual stress.

가공성형 단계(S300)는 응력제거 단계를 거친 브레이크 디스크(100)의 표면부를 다듬는 공정이다.The machining forming step S300 is a step of finishing the surface portion of the brake disk 100 through the stress removing step.

구체적으로 살펴보면, 주조된 브레이크 디스크(100)의 외부로 돌출형성된 부위를 다듬어 제품화시키게 된다.Specifically, the portion of the molded brake disk 100 protruding outward is trimmed and made into a product.

가스연질화열처리 단계(S400)는 가공성형 단계(S300)를 거친 브레이크 디스크(100)의 표면부에 기공층(410)을 갖는 화합물층(420) 및 확산층(430)을 포함하는 질화층(400)을 순차적으로 적층 형성하는 공정이다(도 4 참조). The gas softening heat treatment step S400 includes a compound layer 420 having a porous layer 410 and a nitride layer 400 including a diffusion layer 430 on a surface portion of the brake disk 100 through a machining step S300, (See Fig. 4).

질화층(400)은 내식성, 윤활성, 내마모성 및 장식성이 우수한 장점을 가지고 있으므로 고가의 코팅원료를 대체할 수 있다.The nitrided layer 400 has an advantage of excellent corrosion resistance, lubricity, abrasion resistance, and decorative property, and thus can replace expensive coating materials.

화합물층(420)에 포함된 기공층(410)은 복수로 형성된 기공으로 인해 냉각효율이 향상되어 신속한 냉각으로 열이 외부로 발산되어 제동거리를 단축시키며, 브레이크 디스크(100)의 제동장치 오작동을 차단할 수 있을 뿐만 아니라 내구성으로 인해 연비가 향상된다.The pore layer 410 included in the compound layer 420 is improved in cooling efficiency due to a plurality of pores so that heat is radiated to the outside due to rapid cooling to shorten the braking distance and to prevent malfunction of the brake device 100 of the brake disc 100 Not only is it possible, but also the durability improves fuel economy.

가스연질화열처리 단계(S400)는 승온 단계(S410), 질화 단계(S420) 및 냉각 단계(S430)를 포함할 수 있으며, 이러한 가스연질화열처리 단계(S400)는 도 2를 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.The gas softening heat treatment step S400 may include a temperature elevating step S410, a nitriding step S420 and a cooling step S430, and this gas softening heat treatment step S400 may be performed as described with reference to FIG. 2 More specifically, it will be described later.

코팅 단계(S500)는 가스연질화열처리 단계(S400)에 의해 형성된 브레이크 디스크(100)의 표면부에 코팅층(500)을 도포시키는 공정이다.The coating step S500 is a step of applying the coating layer 500 to the surface portion of the brake disk 100 formed by the gas softening heat treatment step S400.

코팅 단계(S500)의 코팅층(500)은 아연(Zn)성분을 포함하는 것으로, 아연은 질이 무르고 광택이 나는 청색을 띤 흰색의 금속 원소로 습기가 닿으면 표면에 얇은 막을 만들어 내부를 보호한다. 본 실시예에서, 코팅층(500)은 아연으로 이루어졌으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The coating layer 500 in the coating step S500 includes a zinc (Zn) component. When moisture comes in contact with a metallic element of a bluish tinge of blue with a poor quality, zinc forms a thin film on the surface to protect the inside . In this embodiment, the coating layer 500 is made of zinc, but the present invention is not limited thereto.

이러한 코팅 단계(S500)를 거친 브레이크 디스크(100)는 표면부에 아연이 코팅처리됨으로 습기로부터 부식되지 않는 내식성이 형성되며, 광택으로 인해 브레이크 디스크(100)의 외관상 미려함을 주는 장점이 있다.The brake disk 100 that has undergone the coating step S500 has the advantage of providing the appearance of the brake disk 100 in terms of appearance because the surface is coated with zinc to form corrosion resistance that is not corroded from moisture.

코팅 단계(S500)는 브레이크 디스크(100)의 표면부에 코팅층(500)을 도포하여 50~200℃의 온도로 5~40분 동안 가열하여 형성한다.In the coating step S500, the coating layer 500 is coated on the surface of the brake disk 100 and heated at a temperature of 50 to 200 DEG C for 5 to 40 minutes.

본 실시예에서 브레이크 디스크 제조 방법은 코팅 단계(S500)를 포함하고 있으나, 이에 한정되지 않고 코팅 단계(S500)를 수행하지 않고 주조 단계(S100), 응력제거 단계(S200), 가공성형 단계(S300) 및 가스연질화열처리 단계(S400)만으로 수행할 수도 있다.In the present embodiment, the brake disc manufacturing method includes the coating step S500, but the present invention is not limited to this. The casting step S100, the stress removing step S200, the machining step S300 ) And the gas softening heat treatment step (S400).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법에 이용되는 가스연질화 열처리 방법을 나타내는 공정도이다.FIG. 2 is a process diagram showing a gas softening heat treatment method used in a method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크 제조 방법에 이용되는 가스연질화 열처리 방법은 승온 단계(S410), 질화 단계(S420) 및 냉각 단계(S430)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the gas softening heat treatment method used in the method of manufacturing a brake disk according to an embodiment of the present invention may include a heating step (S410), a nitriding step (S420), and a cooling step (S430) have.

승온 단계(S410)는 질화로 내부에 가스연질화 피처리물을 장입하고, 질화로 내부에 암모니아(NH3) 또는 질소(N2) 가스를 주입하면서 내부온도가 약 580℃될 때까지 90~150분 승온시키는 공정이다. 본 실시예에서 피처리물은 디스크 브레이크(100) 금속을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 가스연질화 열처리하는 모든 금속을 포함할 수 있다.In the heating step (S410), ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ) gas is introduced into the nitriding furnace and the inside of the nitriding furnace is heated for 90 to 150 minutes Which is a step for raising the temperature. Although the material to be treated in the present embodiment has been described by exemplifying the disc brake 100 metal, it is not limited thereto and may include all the metals subjected to the gas softening heat treatment.

질화 단계(S420)는 승온 단계(S410)의 최종온도, 즉 목표온도(처리온도)를 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)를 포함하는 혼합가스를 질화로 내부에 투입시켜 가스연질화 처리를 위한 목표시간 동안 가열하여 디스크 브레이크(100)의 표면부에 기공층(410)을 갖는 화합물층(420) 및 확산층(430)을 포함하는 질화층(400)을 형성하는 공정이다.Nitriding step (S420) is inside jilhwaro a gas mixture while maintaining the final temperature, i.e. the target temperature (processing temperature) of the temperature increase step (S410) including ammonia (NH 3), nitrogen (N 2), carbon dioxide (CO 2) To form a nitride layer 400 including a compound layer 420 and a diffusion layer 430 having a porous layer 410 on the surface portion of the disc brake 100 by heating for a target time for gas softening treatment Process.

특히, 질화 단계(S420)에서는, 목표온도(처리온도)를 약 580℃로 유지하면서 암모니아(NH3) 약 80부피%(80ℓ/min), 질소(N2) 약 45부피%(45ℓ/min), 이산화탄소(CO2) 약 30부피%(30ℓ/min)인 혼합가스를 질화로 내부에 투입시켜 목표시간(처리시간)을 약 4.5시간 동안 가열하여 디스크 브레이크(100)의 표면부에 질화층(400)을 형성한다.Particularly, in the nitrification step (S420), about 80% by volume of ammonia (NH 3 ) and about 45% by volume (45ℓ / min) of nitrogen (N 2 ) while maintaining the target temperature ) And about 30 vol% (30 L / min) of carbon dioxide (CO 2 ) were put into a nitriding furnace to heat the target time (processing time) for about 4.5 hours to form a nitrided layer 400).

본 실시예에서 목표온도, 목표시간, 혼합가스의 투입유량에 대한 수치범위는 특정한 수치로 한정되는 것은 아니며, 해당 수치를 포함하여 그 전후의 근소한 수치범위도 포함한다고 볼 수 있다. 예컨대, 목표온도(처리온도) 약 580℃는 570~590℃, 목표시간(처리시간) 약 4.5시간은 4~5시간, 암모니아(NH3) 약 80부피%는 75~85부피%, 질소(N2) 약 45부피%는 40~50부피%, 이산화탄소(CO2) 약 30부피%는 25~35부피%의 범위로 설정할 수 있다.In the present embodiment, the numerical range of the target temperature, the target time, and the input flow rate of the mixed gas is not limited to a specific numerical value, and includes a numerical range including the numerical value before and after the target numerical range. For example, the target temperature (processing temperature) is about 580 to 560 캜, the target time (processing time) is about 4.5 hours to about 4 to 5 hours, the ammonia (NH 3 ) about 80% N 2 ) can be set in a range of 40 to 50% by volume and about 30% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) in a range of 25 to 35% by volume.

디스크 브레이크(100)는 가스연질화열처리 단계(S400)를 수행함으로써, 브레이크 디스크(100)의 표면부에 6~16㎛ 두께의 기공층(410)을 갖는 화합물층(420)을 14~40㎛ 두께로 형성하고, 화합물층(420)에 확산층(430)을 0.1~0.5㎛ 두께로 적층하여 형성한다.The disc brake 100 performs a gas softening heat treatment step S400 to form a compound layer 420 having a pore layer 410 having a thickness of 6 to 16 占 퐉 on the surface of the brake disc 100 in a thickness of 14 to 40 占 퐉 And a diffusion layer 430 is formed on the compound layer 420 to a thickness of 0.1 to 0.5 탆.

냉각 단계(S430)는 질화 단계(S420) 이후에 질소(N2)를 질화로 내부에 투입시키고 상온까지 냉각시키는 공정이다.Cooling step (S430) is a step of input of nitrogen (N 2) inside jilhwaro after the nitrification step (S420) was cooled to room temperature.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 표면부에 캘리퍼가 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a state where a caliper is mounted on a surface portion of a brake disk according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스연질화열처리 방법을 거쳐 완성된 원형 형상의 브레이크 디스크(100)는 표면부에 캘리퍼(200)가 장착된다.As shown in FIG. 3, the caliper 200 is mounted on the surface of the circular disc brake disk 100 completed through the gas softening heat treatment method of the present invention.

구체적으로 살펴보면, 브레이크 디스크(100)는 감속 또는 정지시키는 역할을 하는 캘리퍼(200)에 형성된 공간에 브레이크 디스크(100)의 일단부가 개재된다.Specifically, one end of the brake disk 100 is interposed in a space formed in the caliper 200, which serves to decelerate or stop the brake disk 100.

유선형으로 형성된 캘리퍼(200)는 내부에 한 쌍의 제동패드(300)가 구비되는 것으로, 바퀴와 함께 회전되는 브레이크 디스크(100)를 유압으로부터 작동되는 한 쌍의 제동패드(300)가 브레이크 디스크(100)의 표면부에 밀착된다.The caliper 200 formed in a streamlined form is provided with a pair of brake pads 300. The brake disc 100 is rotated together with the wheels by a pair of brake pads 300, 100).

브레이크 디스크(100)는 표면부에 밀착된 제동패드(300)로부터 발생되는 마찰력으로 인해 브레이크 디스크(100)가 제동된다.The brake disc 100 is braked by the frictional force generated from the brake pad 300 which is in close contact with the surface portion.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연질화 열처리 방법을 이용한 브레이크 디스크 제조 방법에 의해 질화층이 형성된 브레이크 디스크 표면부에 제동 패드가 밀착되는 상태를 나타내는 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a brake pad is closely attached to a surface of a brake disk on which a nitride layer is formed by a method of manufacturing a brake disk using a gas softening heat treatment method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(100)의 표면부에 적층된 질화층(400) 및 코팅층(500)에 한 쌍의 제동패드(300)가 동시에 밀착되어 제동된다.4, a pair of brake pads 300 are closely contacted to the nitrided layer 400 and the coating layer 500 stacked on the surface of the brake disc 100, and braked.

구체적으로 살펴보면, 기공층(410)을 갖는 화합물층(420) 및 확산층(430)을 포함하는 질화층(400)과 코팅층(500)이 순차적으로 적층된 브레이크 디스크(100)의 표면부에 소정 간격으로 제동패드(300)가 이격된다.The nitride layer 400 including the compound layer 420 having the pore layer 410 and the diffusion layer 430 and the coating layer 500 are sequentially stacked on the surface of the brake disk 100 at predetermined intervals The brake pad 300 is spaced apart.

운행 중일 때의 제동패드(300)는 브레이크 디스크(100)의 표면부에 이격된 상태로 유지되며, 감속 또는 정지가 필요할 때는 제동패드(300)에 유압이 공급되어 브레이크 디스크(100)의 표면부에 제동패드(300)가 밀착됨으로써 발생되는 마찰력으로 인해 운행 중인 차량이 감속 또는 정지된다.The brake pad 300 is maintained in a state of being separated from the surface portion of the brake disk 100. When deceleration or stopping is required, the hydraulic pressure is supplied to the brake pad 300, The running vehicle is decelerated or stopped due to the frictional force generated by the braking pad 300 being brought into close contact with the braking pad 300.

이는 브레이크 디스크(100)의 가스연질화열처리 단계(S400)에서 열처리 온도를 약 580℃로 유지하면서 암모니아(NH3) 약 80부피%, 질소(N2) 약 45부피%, 이산화탄소(CO2) 약 30부피%인 혼합가스를 질화로 내부에 투입시켜 약 4.5시간 동안 가열하여 디스크 브레이크(100)의 표면부에 기공층(410)을 갖는 화합물층(420) 및 확산층(430)을 포함하는 질화층(400)을 형성하고, 이때 기공층(410)과 화합물층(420)을 브레이크 디스크(100)의 표면부에 6~16㎛와 14~40㎛ 두께로 형성함으로써, 제동거리, 제동소음 등 제동성능이 우수하여 차량의 감속 또는 정지 성능 또한 우수하며, 제동시 분진발생 및 떨림현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 이러한 본 발명의 기술적 구성에 따른 효과에 대해서는 도 5 내지 도 11을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.In the gas softening heat treatment step S400 of the brake disk 100, about 80% by volume of ammonia (NH 3 ), about 45% by volume of nitrogen (N 2 ), about 45% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) About 30% by volume of the mixed gas was introduced into the nitriding furnace and heated for about 4.5 hours to form a nitride layer 420 including a compound layer 420 having a porous layer 410 on the surface portion of the disc brake 100 and a diffusion layer 430 The braking performance such as the braking distance and the braking noise can be improved by forming the pore layer 410 and the compound layer 420 at a thickness of 6 to 16 μm and 14 to 40 μm on the surface of the brake disc 100 Which is excellent in deceleration or stopping performance of the vehicle, and has an effect of minimizing occurrence of dust and vibration during braking. The effects of the technical construction of the present invention will be described in detail later with reference to Figs. 5 to 11. Fig.

다시 운행할 경우에는 제동패드(300)에 공급되는 유압을 해제시키면 브레이크 디스크(100)의 표면부로부터 제동패드(300)가 이탈되어 원래의 위치로 되돌아간다.The brake pad 300 is released from the surface portion of the brake disc 100 and returned to its original position when the hydraulic pressure supplied to the brake pad 300 is released.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 가스연질화 열처리에 대한 검사기준을 설정하기 위한 측정대상 예시를 보여주는 질화층 촬영사진이다.5 to 7 are photographs of nitrided layers showing examples of measurement targets for setting inspection standards for gas softening heat treatment of a brake disk according to an embodiment of the present invention.

브레이크 디스크(100)의 가스연질화 열처리에 대한 테스트 검사를 위한 화합물층 측정 순서 및 기준은 다음과 같다.The compound layer measurement procedure and criteria for the test inspection of the gas softening heat treatment of the brake disc 100 are as follows.

먼저, 도 5에서 보는 바와 같이, 가스연질화 열처리에 대한 검사 측정부위에서 화합물층(420)이 간헐적으로 너무 두껍거나 얇은 부위는 측정대상에서 제외한다. 예컨대, 화합물층(420)의 두께가 평균치 이상으로 너무 두껍거나 평균치 이하로 너무 얇은 부위는 측정대상에서 제외하고 화합물층(420)의 평균치 두께에 해당하는 부분을 측정대상으로 한다.First, as shown in FIG. 5, the portion where the compound layer 420 is intermittently too thick or thin at the test measurement site for the gas softening heat treatment is excluded from the measurement object. For example, a portion where the thickness of the compound layer 420 is too thick or too small to be below the average value is to be measured as a portion corresponding to the average thickness of the compound layer 420 except for the measurement object.

다음으로, 도 6에서 보는 바와 같이, 측정부위 중 화합물층(420)이 가장 얇은 부위와 두꺼운 부위, 그리고 얇은 부위와 두꺼운 부위의 평균치 두께 부위를 확인한다.Next, as shown in FIG. 6, the thinnest portion and the thick portion of the compound layer 420 in the measurement region, and the average thickness portion of the thin portion and the thick portion are identified.

다음으로, 도 7에서 보는 바와 같이, 측정대상 화합물층(420) 중 평균치 두께를 나타내는 부위를 선정하여 사진 촬영한다.Next, as shown in FIG. 7, a portion indicating the average thickness of the measurement target compound layer 420 is selected and photographed.

이때, 사진 촬영 부위에 대한 추가 선정 기준으로, 화합물층(420)이 인접층과 밀착하여 끊김 없이 연결이 된 부위와, 화합물층(420)과 인접층 사이에 구멍(hole)이 상대적으로 없는 부위를 선정하는 것이 바람직하다.At this time, as a further selection criterion for the photographed region, a portion where the compound layer 420 is closely connected to the adjacent layer and is connected seamlessly, and a portion where there is no hole between the compound layer 420 and the adjacent layer are selected .

도 8 및 도 9는 촬영사진 상의 화합물층과 기공층의 두께 측정 예시를 보여주는 사진이다.8 and 9 are photographs showing an example of measurement of the thicknesses of the compound layer and the pore layer on the photographed image.

마지막으로, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 촬영된 사진 상의 화합물층(Compound layer)(430)과 기공층(Porous layer)(420)의 두께를 측정한다.Finally, as shown in FIGS. 8 and 9, the thicknesses of the compound layer 430 and the porous layer 420 are measured.

이때, 사진 상에도 편차가 존재하므로, 화합물층(420)의 평균치를 나타내는 부위의 두께를 측정한다.At this time, since there is also a deviation on the photograph, the thickness of the portion showing the average value of the compound layer 420 is measured.

기공층(410)도 마찬가지로 평균치를 나타내는 부위의 두께를 측정한다.The pore layer 410 similarly measures the thickness of the portion showing the average value.

도 10은 4개의 포인트 측정부분에 대한 화합물층과 기공층의 두께 평균치를 나타내는 사진이다.10 is a photograph showing the average thicknesses of the compound layer and the pore layer with respect to the four point measurement portion.

도 10에서 보는 바와 같이, 포인트 1 사진부위에서 화합물층(Compound layer)(430)의 두께는 23.177㎛이고, 기공층(Porous layer)(420)의 두께는 3.778㎛(화합물층의 16%)이다. 또한, 포인트 2 사진부위에서 화합물층(420)의 두께는 8.316㎛이고, 기공층(410)의 두께는 2.774㎛(화합물층의 33%)이다. 또한, 포인트 3 사진부위에서 화합물층(420)의 두께는 14.864㎛이고, 기공층(410)의 두께는 3.025㎛(화합물층의 20%)이다. 또한, 포인트 4 사진부위에서 화합물층(420)의 두께는 28.464㎛이고, 기공층(410)의 두께는 7.179㎛(화합물층의 25%)이다.10, the thickness of the compound layer 430 is 23.177 μm and the thickness of the porous layer 420 is 3.778 μm (16% of the compound layer) at the point 1 photograph. In addition, the thickness of the compound layer 420 in the point 2 photograph area is 8.316 mu m, and the thickness of the pore layer 410 is 2.774 mu m (33% of the compound layer). In addition, the thickness of the compound layer 420 is 14.864 占 퐉 and the thickness of the pore layer 410 is 3.025 占 퐉 (20% of the compound layer) at the point 3 photograph. In addition, the thickness of the compound layer 420 is 28.464 占 퐉 and the thickness of the pore layer 410 is 7.179 占 퐉 (25% of the compound layer) at the point 4 photograph.

이와 같이 4개의 포인트 측정부위에서 화합물층(420)과 기공층(410)의 두께를 각각 측정하여 화합물층(420)과 기공층(410)의 평균치를 분석한 결과, 화합물층(420)의 평균치 두께는 18.705㎛이고, 기공층(410)의 평균치 두께는 4.189㎛(화합물층의 22%)임을 알 수 있다.As a result of analyzing the average value of the compound layer 420 and the pore layer 410 by measuring the thicknesses of the compound layer 420 and the pore layer 410 at the four point measurement sites, the average thickness of the compound layer 420 was 18.705 Mu m, and the average thickness of the pore layer 410 is 4.189 mu m (22% of the compound layer).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크의 가스연질화 열처리 방법에서 가스연질화 처리온도, 처리시간, 투입 혼합가스 변화에 따른 테스트 결과를 보여주는 캡쳐사진이다.FIG. 11 is a photograph showing a test result according to a gas softening treatment temperature, a treatment time, and an input mixed gas change in a gas softening heat treatment method of a brake disk according to an embodiment of the present invention.

도 11에서 보는 바와 같이, 다수의 브레이크 디스크 샘플실험로트(No1~48)를 대상으로 브레이크 디스크(100)의 가스연질화 열처리 테스트 실험에서 가스연질화 처리온도, 처리시간, 투입 혼합가스유량 변화에 따른 측정부위의 기공층(410) 및 화합물층(420)의 평균치 두께를 측정한 실험결과치를 알 수 있으며, 이러한 실험결과치는 본 발명자가 2013년부터 2015년까지 실시하여 획득한 테스트 결과이다.As shown in FIG. 11, in the test of the gas softening heat treatment test of the brake disc 100 for a plurality of brake disk sample test lots (Nos. 1 to 48), the gas softening treatment temperature, treatment time, And the average thickness of the pore layer 410 and the compound layer 420 in the measurement region are measured according to the test results obtained by the present inventor from 2013 to 2015. FIG.

여기서, 노란색영역은 본 발명에 따른 가스연질화 열처리 조건(580℃/4.5Hrs), 녹색영역은 가스연질화 조건(565℃/1Hrs), 청색영역은 BLUE FNC 조건(370℃ 또는 380℃ 장출), 적색영역은 질소가스 미투입 조건으로 구분하여 표시하였다.Here, the yellow region corresponds to the gas softening heat treatment condition (580 DEG C / 4.5Hrs) according to the present invention, the green region corresponds to the gas softening condition (565 DEG C / 1Hrs), the blue region corresponds to the BLUE FNC condition (370 DEG C or 380 DEG C extension) , And the red region was divided into nitrogen gas-free conditions.

상기와 같은 가스연질화 열처리 결과에 따른 브레이크 디스크(100)의 기대 효과를 비교하기 위하여, 시험차종은 배기량 1,000cc 이하 소형 승용차량이고, 도로조건은 건조하고 평탄한 콘크리트 및 아스팔트 도로이며, 타이어는 C社 ALL-SEASON TIRES 185/55R15 (Front/Rear Tire Pressure: 34.8psi)를 시험 조건으로 하여, 차량의 제동거리, 제동소음, 제동시 분진발생 및 떨림발생 현상 등을 측정하는 테스트 시험을 실시하였다.In order to compare the expected effect of the brake disk 100 according to the result of the gas softening heat treatment as described above, the test vehicle is a small passenger vehicle having a displacement of 1,000cc or less, the road condition is dry and flat concrete and asphalt road, A test test was conducted to measure the braking distance of the vehicle, braking noise, dust generation and vibration during braking with the ALL-SEASON TIRES 185 / 55R15 (Front / Rear Tire Pressure: 34.8 psi)

이때, 제동거리는 차량속도 112.65km/h에서 제동 후 차량속도 0km/h 일 때까지의 거리이고, 제동소음과 분진은 차량속도 112.65km/h 에서 제동 시 발생하는 소음크기와 분진량을 측정하기로 한다.In this case, the braking distance is the distance from the vehicle speed 112.65 km / h to the vehicle speed 0 km / h, and the braking noise and the dust are measured at the vehicle speed 112.65 km / h, .

제동거리 기준은 G社 자동차 제조업체 기준에 따르며, 제동소음 기준은 2002년 1월 1일 이후에 제작되는 엔진배기량 800cc 이상 및 9인승 이하의 승용차인 경우, 가속주행소음 74dB(A) 이하(소음진동배출허용기준 참고), 제동소음 시험에 동일한 기준으로 적용한다.The braking distance criterion is based on the automobile manufacturer standard of the G company, and the braking noise standard is set to be less than 74dB (A) when the engine displacement is 800cc or more and 9 passengers or less, See emission allowance criteria) and apply the same criteria to the braking noise test.

상기와 같은 시험조건에서 노란색, 녹색, 청색, 적색, 흰색 영역별로 제동거리, 제동소음, 제동시 분진발생 및 떨림발생 현상 등을 테스트한 결과는 아래 표 1과 같다.Table 1 below shows the test results of the braking distance, the braking noise, the generation of dust and the occurrence of the vibration at the braking by the yellow, green, blue, red and white areas under the above test conditions.

구분division 제동거리(m)Braking distance (m) 제동소음(dB)Braking noise (dB) 분진발생(mg/m3)Dust generation (mg / m 3 ) 떨림발생Trembling 비고Remarks 노란색 영역Yellow area 53.9553.95 7474 12~1512 to 15 없음none 합격pass 녹색 영역Green area 78.3478.34 93~10393 ~ 103 32~4032 to 40 미세함Fine 불합격fail 청색 영역Blue area 83.5583.55 123123 53~6753 to 67 심함Severe 불합격fail 적색 영역Red area 84.0184.01 123123 55~7055 ~ 70 심함Severe 불합격fail 흰색 영역White area 68.7568.75 83~9383 ~ 93 28~3628-36 미세함Fine 불합격fail

표 1에서 보는 바와 같이, 브레이크 디스크(100)의 가스연질화 열처리 시, 580℃ 보다 낮거나 높은 온도에서 열처리(녹색, 청색, 적색 흰색 영역)를 할 경우, 브레이크 디스크(100)의 변형과 표면 스케일로 인한 떨림 현상과 더불어 제동 품질 문제가 발생한다.As shown in Table 1, when heat treatment (green, blue, and red white areas) is performed at a temperature lower than or higher than 580 ° C during the gas softening heat treatment of the brake disk 100, the deformation of the brake disk 100 and the surface In addition to the tremble caused by the scale, braking quality problems arise.

또한, 4.5시간 보다 짧거나 긴 시간동안 열처리(녹색, 청색, 적색 흰색 영역)를 할 경우, 브레이크 디스크(100)의 변형으로 인한 제동 품질 문제가 발생한다.Further, when heat treatment (green, blue, and red white areas) is performed for a time shorter than or longer than 4.5 hours, braking quality problems due to deformation of the brake disc 100 occur.

또한, 질화로 내부에 암모니아(NH3) 가스를 80ℓ/min 보다 적거나 많이 투입 시, 과도한 화합물층(420) 형성으로 인해 표면조도가 불일정해지고, 과한 표면경도로 인해 제동 소음이 증대하는 문제가 발생한다.Further, when ammonia (NH 3 ) gas is injected into the nitride furnace at a rate of less than 80 L / min, the surface roughness becomes uneven due to the formation of the excessive compound layer 420, and the braking noise increases due to excessive surface hardness do.

또한, 질소(N2) 가스를 45ℓ/min 이상 투입하여도 제동 품질에 큰 영향을 미치지 않으며, 질소 가스를 소량(10ℓ/min 이하) 투입할 경우에는 제동 품질에 치명적인 결과를 초래하게 되는 문제가 발생한다. In addition, even when nitrogen (N 2 ) gas is supplied at a rate of 45 l / min or more, the braking quality is not greatly affected, and when a small amount of nitrogen gas is supplied at a rate of 10 l / min or less, Occurs.

또한, 이산화탄소(CO2)는 표면 경도 형성의 촉매 역할을 하는 가스이므로, 10~45ℓ/min 이내의 가스량은 적정하다고 판단되지만, 과한 경도는 제동력 및 소음에 취약해지며, 낮은 경도는 내구성에 악영향을 초래하는 문제가 발생한다.Since the amount of gas within 10 to 45 L / min is considered appropriate, carbon dioxide (CO 2 ) is a gas that acts as a catalyst for surface hardness formation, but excessive hardness is susceptible to braking force and noise. Low hardness adversely affects durability A problem arises.

또한, 기공층(410) 형성이 낮을수록 제동시 분진이 다소 많이 발생하는 것을 알 수 있다.Further, as the formation of the pore layer 410 is lower, it can be seen that dust is generated somewhat during braking.

반면에, 본 발명에 따른 브레이크 디스크 가스연질화 열처리(노란색 영역)를 할 경우, 구체적으로, 열처리 온도를 약 580℃로 유지하면서 암모니아(NH3) 약 80부피%, 질소(N2) 약 45부피%, 이산화탄소(CO2) 약 30부피%인 혼합가스를 질화로 내부에 투입시켜 약 4.5시간 동안 가열하여 디스크 브레이크(100)의 표면부에 기공층(410)을 갖는 화합물층(420) 및 확산층(430)을 포함하는 질화층(400)을 형성하고, 이때 기공층(410)과 화합물층(420)을 브레이크 디스크(100)의 표면부에 6~16㎛와 14~40㎛ 두께로 형성함으로써, 제동거리, 제동소음 등 제동성능이 우수하여 차량의 감속 또는 정지 성능 또한 우수하며, 제동시 분진발생 및 떨림현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, when the brake disk gas softening heat treatment (yellow region) according to the present invention is performed, specifically about 80% by volume of ammonia (NH 3 ), about 45% of nitrogen (N 2 ) A compound layer 420 having a porous layer 410 on the surface portion of the disc brake 100 and a diffusion layer 410 having a porous layer 410 on the surface of the disc brake 100 are heated for about 4.5 hours by introducing a mixed gas of about 30% by volume and carbon dioxide (CO 2 ) The pore layer 410 and the compound layer 420 are formed to a thickness of 6 to 16 μm and a thickness of 14 to 40 μm on the surface of the brake disc 100, Distance, and braking noise, the vehicle is excellent in deceleration or stopping performance, and dust and vibration can be minimized during braking.

또한, 제동 성능을 향상시킴으로써 운행 중인 차량의 신속한 제동으로 교통사고를 예방할 수 있으며, 장시간 동안 사용이 가능하여 경제적인 비용도 절약할 수 있다.In addition, by improving the braking performance, it is possible to prevent traffic accidents due to rapid braking of the vehicle in operation, and it is possible to use the vehicle for a long time, thereby saving the economic cost.

또한, 본 발명에 따른 가스연질화 열처리 방법은 6가 크롬 도금 규제에 따른 대체 기술로서, 배출가스의 유해 물질을 저감시키고, 저온처리에 따른 에너지를 절약할 수 있는 친환경 기술이다.In addition, the gas softening heat treatment method according to the present invention is an eco-friendly technology that can reduce harmful substances of exhaust gas and save energy due to low temperature treatment as an alternative technology according to the regulation of hexavalent chromium plating.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 브레이크 디스크 200 : 캘리퍼
300 : 제동패드 400 : 질화층
410 : 기공층 420 : 화합물층
430 : 확산층 500 : 코팅층100: brake disk 200: caliper
300: brake pad 400: nitrided layer
410: pore layer 420: compound layer
430: diffusion layer 500: coating layer

Claims (6)

질화로 내부에 가스연질화 피처리물을 장입하고, 상기 질화로 내부에 암모니아(NH3) 또는 질소(N2) 가스를 주입하면서 가스연질화 처리를 위한 목표온도까지 승온시키는 승온 단계; 및
상기 승온 단계의 목표온도를 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)를 포함하는 혼합가스를 상기 질화로 내부에 투입시켜 가스연질화 처리를 위한 목표시간 동안 가열하여 상기 피처리물의 표면부에 질화층을 형성하는 질화 단계;를 포함하는 가스연질화 열처리 방법.A temperature raising step of charging a material to be gaseous softened inside the nitriding furnace and raising the temperature to a target temperature for gas softening treatment while injecting ammonia (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ) gas into the nitriding furnace; And
A mixed gas containing ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ) is supplied into the nitriding furnace while maintaining the target temperature of the heating step for heating during the target time for the gas softening treatment, And a nitriding step of forming a nitrided layer on a surface portion of the object to be processed. 제 1 항에 있어서,
상기 질화 단계는,
상기 목표온도를 약 580℃, 상기 목표시간을 약 4.5시간으로 설정하는 가스연질화 열처리 방법.The method according to claim 1,
Wherein the nitriding step comprises:
The target temperature is set to about 580 DEG C, and the target time is set to about 4.5 hours. 제 1 항에 있어서,
상기 혼합가스는,
암모니아(NH3) 약 80부피%, 질소(N2) 약 45부피%, 이산화탄소(CO2) 약 30부피%를 포함하는 가스연질화 열처리 방법.The method according to claim 1,
The mixed gas includes,
About 80% by volume of ammonia (NH 3 ), about 45% by volume of nitrogen (N 2 ), and about 30% by volume of carbon dioxide (CO 2 ). 제 1 항에 있어서,
상기 질화층은 화합물층을 포함하되,
상기 화합물층을 상기 피처리물의 표면부에 14~40㎛의 두께로 형성하는 가스연질화 열처리 방법.The method according to claim 1,
Wherein the nitride layer comprises a compound layer,
Wherein the compound layer is formed to a thickness of 14 to 40 占 퐉 on the surface of the object to be treated. 제 4 항에 있어서,
상기 화합물층은 기공층을 포함하되,
상기 기공층을 상기 피처리물의 표면부에 6~16㎛의 두께로 형성하는 가스연질화 열처리 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the compound layer comprises a pore layer,
Wherein the pore layer is formed to a thickness of 6 to 16 占 퐉 on the surface of the article to be treated. 주강 또는 주철을 이용하여 브레이크 디스크를 주조하는 주조 단계;
상기 주조 단계에서 주조된 상기 브레이크 디스크의 잔류 응력을 제거하는 응력제거 단계;
상기 응력제거 단계를 거친 상기 브레이크 디스크의 표면부를 다듬는 가공성형 단계; 및
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 가스연질화 열처리 방법을 이용하여 상기 가공성형 단계를 거친 상기 브레이크 디스크의 표면부에 기공층을 갖는 화합물층 및 확산층을 포함하는 질화층을 형성하는 가스연질화열처리 단계;를 포함하는 브레이크 디스크 제조 방법.
A casting step of casting a brake disc using cast steel or cast iron;
A stress removing step of removing residual stress of the brake disk cast in the casting step;
A machining step of machining a surface portion of the brake disk after the stress removing step; And
A gas softening process for forming a nitride layer including a compound layer having a porous layer and a diffusion layer on a surface portion of the brake disk that has been subjected to the machining step using the gas softening heat treatment method of any one of claims 1 to 5 And a heat treatment step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257761A (en) * 2019-06-14 2019-09-20 武汉汇九厨具科技有限公司 A kind of not viscous iron pan of method of no-coating abrasion-proof antirust and its manufacturing process

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