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뜨임처리 연화저항과 인성이 우수한 브레이크 디스크

전문가 제언: ○ 현대사회는 자동차의 급격한 증가와 더불어 교통사고의 증가가 큰 사회적 문제로 되고 있다. 특히 자동차의 고속화 추세에 따른 제동 시스템, 즉 브레이크 계통에 대한 주요성이 크게 부각되고 있다.

○ 자동차 브레이크 시스템은 주행하는 자동차의 브레이크 디스크와 패드의 운동에너지를 기계적인 마찰에너지로 전환시킴으로써 차량을 안전하게 정지시키는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나 미끄럼마찰로 열탄성 마멸, 열 크랙, 페이드(fade) 및 이상 떨림(judder) 등으로 제동성이 급속히 감소한다.

○ 이를 해결하기 위해 최근 내마멸성과 열전도율을 높이기 위한 재료의 개발과 이상 떨림의 발생원인 해결책을 위한 연구와 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 해석 등이 활발히 진행되고 있다.

○ 여기서는 마텐자이트계 스테인리스 금속 재료를 담금질 처리 후 적정 경도를 가지며 뜨임연화 저항성이 우수하면서도 인성이 우수한 브레이크 디스크 재료를 발명하여 공개하고 있다. 구체적인 재질은 질량%로 C 0.1% 이하, Si 1.0% 이하, Mn 2.0% 이하, Cr 10.5~15.0%, N 0.1% 이하를 함유하고, 5Cr+10Si+15Mo+30Nb-9Ni-5Mn-3Cu-225N-270C〈45이고 0.03≤{C+N-(13/92)Nb}≤0.09를 만족하는 성분의 스테인리스 강판이다.

○ 지금까지의 브레이크 디스크에 대한 연구는 열탄성 마멸거동, 접촉마찰 진동, 브레이크의 마찰 특성 등 디스크와 패드의 열적 변화와 마찰을 분석하여 작동조건에 따른 변화를 분석하여 기계적 설계를 개선하고자 하는 것이 대부분이었다. 그러나 이 발명은 재질을 개선하여 브레이크의 안정성을 높이고자 하였다는 점에서 특이하다고 하겠다.

○ 자동차가 제동될 때 디스크의 온도가 600℃ 이상으로 올라간다는 점과 철 합금의 뜨임처리 온도가 600℃ 전후임을 감안하면 이 합금은 대단히 유용한 재질이며 실용화 전망이 크다고 하겠다.

저자: JFE STEEL CORPORATION
자료유형: 특허정보