KR20190071080A

KR20190071080A - Aluminium alloy of caliper housing for disk brake of an automobile

Info

Publication number: KR20190071080A
Application number: KR1020170171816A
Authority: KR
Inventors: 정철규
Original assignee: (주)제이앤드씨
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-06-24

Abstract

The present invention relates to an aluminum alloy of a caliper housing for a vehicle disk brake and, more specifically, to an aluminum alloy of a caliper housing for a vehicle disk brake, which comprise: 45-55 wt% of silicon; 7-13 wt% of iron; 0.5-1.3 wt% of manganese; 0.5-1.3 wt% of magnesium; and 1.5-2.5 wt% of nickel with respect to 100 wt% of aluminum.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to an aluminum alloy of a caliper housing for an automotive disc brake,

본 발명은 자동차의 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징의 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 일체형 구조로 이루어지는 자동차의 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징을 구성함에 있어 증진된 경도와 내구성을 담보할 수 있는 알루미늄 합금에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy of a caliper housing for a disc brake of an automobile and, more particularly, to an aluminum alloy capable of securing enhanced hardness and durability in constituting a caliper housing for a disc brake of an automobile, will be.

자동차에 있어 디스크 브레이크용 캘리퍼는 디스크 브레이크 방식의 자동차에서 브레이크 패드를 디스크에 밀착시켜 차륜을 제동하는 유압장치이다. 근자, 디스크 브레이크용 캘리퍼 양측에 각각 복수 개의 실린더를 설치하고, 브레이크 페달에 가해지는 답력에 의해 마스터 실린더에서 발생하는 유압으로서 패드를 동작시키는 대향식 구조가 널리 사용되고 있다.In a car, a disc brake caliper is a hydraulic device that brakes a wheel by bringing a brake pad into close contact with a disc in a disc brake type vehicle. A symmetrical structure is widely used in which a plurality of cylinders are provided on both sides of a caliper for a disc brake and a brake for a disc brake and a pad is operated as a hydraulic pressure generated in a master cylinder by a pressing force applied to a brake pedal.

디스크 브레이크용 캘리퍼의 일반적인 구성은 도 3에 개시된 것과 같이, 내부에 상하로 개구부를 형성하며 상호 대향하되 각각의 내면에 실린더가 마련되는 제1, 2캘리퍼 하우징, 제1, 2캘리퍼 하우징 각각의 실린더에 삽입되어 유압에 의해 작동하는 피스톤, 각 피스톤으로 유압을 공급하는 이송호스, 피스톤과 연동되어 작동되며 디스크의 양쪽 측면에 마련되어 마찰력을 발생시키는 마찰패드로 구성된다. A typical configuration of a caliper for a disk brake includes a first and a second caliper housing, a first and a second caliper housing each having an upper opening and a lower opening facing each other and provided with a cylinder on the inner surface thereof, And a friction hose which is operated in conjunction with the piston and is provided on both sides of the disk to generate frictional force.

그런데, 종래 디스크 브레이크용 캘리퍼에 있어 캘리퍼 하우징은 도면에서 알 수 있듯이, 좌우 한 쌍의 캘리퍼 하우징을 별도 제작한 다음 볼트에 의해 강제 결합하는 방식인데, 이럴 경우 작업단계가 복잡해짐은 물론 잦은 반복 작동에 따라 체결부위가 느슨해지는 문제가 발생할 수 있으며, 재질 자체가 중량인 주철로 이루어진다는 점에서 부품의 경량화 추세에도 반하고 있다.In the conventional caliper for a disk brake, as shown in the drawing, a pair of left and right caliper housings are manufactured separately and then forcedly joined by a bolt. In this case, the work step becomes complicated, There is a problem that the fastening portion is loosened according to the weight of the cast iron.

이러한 문제점을 개선하기 위해 관련 업계에서는, 캘리퍼 하우징 자체를 일체화하되, 그 재질을 알루미늄 합금으로 구성하여, 작업성을 증진시키고 제품의 경량화를 도모하고 있다. 하지만, 캘리퍼 하우징의 소재로서 지금까지 제안되고 있는 알루미늄 합금들 대부분은 경량화는 어느 정도 수준에 도달하고 있으나, 그 경도에 있어서는 주철과 대비하여 만족할만한 수준에 이르지 못하고 있는 실정이다. In order to solve such a problem, in the related art, the caliper housing itself is integrated, and the material thereof is made of an aluminum alloy, thereby improving the workability and reducing the weight of the product. However, most of the aluminum alloys proposed so far as the material of the caliper housing have reached a certain level of weight reduction, but their hardness has not reached a satisfactory level as compared with cast iron.

대한민국 등록특허 제0675070호Korea Patent No. 0675070 대한민국 공개특허 제2009-0059576호Korea Patent Publication No. 2009-0059576

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 경량화를 추구하면서 증진된 경도 및 내구성을 가지는 자동차 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징의 알루미늄 합금을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide an aluminum alloy of a caliper housing for an automotive disc brake having enhanced hardness and durability while seeking to reduce weight.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 알루미늄 100 중량%에 대하여, 규소 45 ~ 55 중량%, 철 7 ~ 13 중량%, 망간 0.5 ~ 1.3 중량%, 마그네슘 0.5 ~ 1.3 중량%, 니켈 1.5 ~ 2.5 중량%로 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing an aluminum alloy comprising 45 to 55 wt% of silicon, 7 to 13 wt% of iron, 0.5 to 1.3 wt% of manganese, 0.5 to 1.3 wt% of magnesium, 1.5 to 2.5 wt% of nickel, %, Respectively.

본 발명은 종래 알루미늄 합금에 비해 규소, 철, 망간의 중량비는 증대시키고 마그네슘의 중량비는 감소시키되 니켈을 미량 추가함으로써, 경도와 내구성은 물론 성형성 및 내식성도 함께 증진시킬 수 있도록 해준다.The present invention increases the weight ratio of silicon, iron and manganese to that of conventional aluminum alloys and reduces the weight ratio of magnesium while adding a small amount of nickel, thereby improving not only hardness and durability but also formability and corrosion resistance.

도 1a는 본 발명에 따른 일실시예로서의 알루미늄 합금 분석표.
도 1b는 도 1a에 개시된 실시예의 경도 분석표.
도 2a 및 도 2b 각각은 종래 자동차 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징의 알루미늄 합금에 대한 경도 분석표.FIG. 1A is an aluminum alloy analysis table as an embodiment according to the present invention. FIG.
FIG. 1B is a chart of the hardness of the embodiment disclosed in FIG. 1A. FIG.
Figures 2a and 2b are each a hardness profile for an aluminum alloy of a caliper housing for a conventional automotive disc brake.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the technical features of the present invention, A detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 자동차 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징의 알루미늄 합금으로서, 이에는 규소, 철, 망간, 마그네슘, 니켈을 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이들의 구체적인 함량비는 아래와 같다.The present invention is an aluminum alloy of a caliper housing for an automotive disc brake, which is characterized by comprising silicon, iron, manganese, magnesium and nickel. Their specific content ratios are as follows.

규소(Si)는 알루미늄 100 중량%에 대하여 45 ~ 55 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. 일체형 구조의 캘리퍼 하우징은, 주조용 금형의 내부에 주조 공간을 미리 확보한 상태에서 중자(middle core)를 주조 공간에 안치한 다음, 중자의 외면과 주조용 금형의 내부 성형면 사이에 용탕을 주입하는 방식으로 이루어진다.Silicon (Si) is preferably included in the range of 45 to 55 weight% with respect to 100 weight% of aluminum. In the caliper housing of the integrated structure, a middle core is placed in the casting space in a state in which a casting space is secured inside the casting mold, and then molten metal is injected between the outer surface of the casting mold and the inner molding surface of the casting mold .

규소는 캘리퍼 하우징을 이러한 주물 방식으로 제작하기 위해서는 필수적으로 포함되어야 하며, 상기 중량비보다 작으면 성형성이 저하될 수 있고 상기 중량비보다 커지면 캘리퍼 하우징의 전체 경도가 저하될 수 있다.Silicon should be included in order to manufacture the caliper housing by such a casting method. If it is smaller than the above-mentioned weight ratio, moldability may be deteriorated, and if it is larger than the above-mentioned weight ratio, the overall hardness of the caliper housing may be lowered.

철(Fe)은 알루미늄 100 중량%에 대하여 7 ~ 13 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. 철은 일체형 구조의 캘리퍼 하우징의 경도 및 내구성을 증진시키게 되며, 상기 중량비보다 작으면 경도 및 내구성이 감소될 수 있고, 상기 중량비보다 커지면 캘리퍼 하우징의 성형성 및 내식성이 저하될 수 있다. It is preferable that iron (Fe) is contained in the range of 7 to 13% by weight based on 100% by weight of aluminum. Iron may improve the hardness and durability of the monolithic caliper housing. If it is smaller than the above-mentioned weight ratio, the hardness and durability may be reduced. If the weight ratio is larger than this weight ratio, moldability and corrosion resistance of the caliper housing may be deteriorated.

망간(Mn)은 알루미늄 100 중량%에 대하여 0.5 ~ 1.3 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. 망간은 합금 재료 내부에 분산되어 재료 자체를 강화시키게 되며, 상기 중량비보다 작으면 재료의 강화 효과가 미미할 수 있고, 상기 중량비보다 커지면 오히려 재료의 경도가 저하될 수 있다.It is preferable that manganese (Mn) is contained in the range of 0.5 to 1.3 wt% with respect to 100 wt% of aluminum. The manganese is dispersed in the alloy material to strengthen the material itself. If the weight ratio is less than the above-mentioned range, the strengthening effect of the material may be insignificant. If the weight ratio is larger, the hardness of the material may be lowered.

마그네슘(Mg)은 알루미늄 100 중량%에 대하여 0.5 ~ 1.3 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. 마그네슘은 합금의 경도를 강화시킬 수 있음은 물론 합금의 내식성, 성형가공성, 표면처리 특성 등을 향상시킬 수 있다. 마그네슘의 경우 상기 중량비보다 작으면 마그네슘이 가지는 특성을 기대할 수 없으나, 만일 마그네슘의 중량비가 상기 중량비보다 더 커지면 오히려 강도가 저하될 수 있다.It is preferable that magnesium (Mg) is included in the range of 0.5 to 1.3 wt% with respect to 100 wt% of aluminum. Magnesium can not only enhance the hardness of the alloy, but also improve the corrosion resistance, molding processability, surface treatment characteristics and the like of the alloy. In the case of magnesium, if the weight ratio is smaller than the above-mentioned range, the properties of magnesium can not be expected. However, if the weight ratio of magnesium is larger than the weight ratio, the strength may be lowered.

니켈(Ni)은 알루미늄 100 중량%에 대하여 1.5 ~ 2.5 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다. 니켈은 합금에 있어 경도 및 내열성을 향상시키게 되는데, 니켈의 중량비가 상기보다 작아지면 내열성의 효과를 기대할 수 없으며, 반대로 그 중량비가 상기보다 커지면 성형성이 저하될 수 있다.Nickel (Ni) is preferably included in the range of 1.5 to 2.5% by weight based on 100% by weight of aluminum. Nickel improves the hardness and heat resistance of the alloy. If the weight ratio of nickel is smaller than the above range, the effect of heat resistance can not be expected. On the contrary, if the weight ratio is larger than the above range, moldability may be deteriorated.

한편, 본 발명의 알루미늄 합금을 구성함에 있어 전술한 재료 외에 티타늄(Ti), 주석(Sn), 바나듐(V) 등이 미량 포함될 수도 있다. 이럴 경우, 알루미늄 100 중량%에 대하여 티타늄 및 주석 각각은 0.005 ~ 0.02 중량%, 바나듐은 0.01 ~ 0.05 중량% 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in forming the aluminum alloy of the present invention, a small amount of titanium (Ti), tin (Sn), vanadium (V), or the like may be included in addition to the above-described materials. In this case, it is preferable that titanium and tin are contained in the range of 0.005 to 0.02 wt% and vanadium is contained in the range of 0.01 to 0.05 wt% with respect to 100 wt% of aluminum.

첨부된 도 1a는 본 발명에 따른 일실시예로서의 알루미늄 합금 분석표를 보여주며, 첨부된 도 1b는 도 1a에 개시된 실시예를 이용한 경도 분석표를 보여준다. 또한, 첨부된 도 2a 및 도 2b 각각은 종래 자동차 디스크 브레이크용 캘리퍼 하우징의 알루미늄 합금에 대한 경도 분석표이다. 이에 의하면, 본 발명이 적어도 종래 알루미늄 합금에 비해 27% 및 31% 정도 경도가 증대됨을 알 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. Further, FIGS. 2A and 2B each are a hardness profile of an aluminum alloy of a caliper housing for a conventional automotive disc brake. According to this, it can be seen that the hardness of the present invention is increased by at least 27% and 31% as compared with the conventional aluminum alloy.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.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 embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be apparent that the present invention can be practiced with added features.

Claims

Characterized in that it comprises 45 to 55 wt% of silicon, 7 to 13 wt% of iron, 0.5 to 1.3 wt% of manganese, 0.5 to 1.3 wt% of magnesium, and 1.5 to 2.5 wt% of nickel, based on 100 wt% Aluminum alloy of caliper housing.