차량용 브레이크 디스크 및 그 제조 방법 document_id A220623110729

차량용 브레이크는 움직이는 차량의 운동에너지를 열에너지로 전환시켜 차량을 제동하는 수단으로서, 브레이킹 동작시 브레이크 디스크 표면에서 화학적, 기계적인 마모 과정이 발생된다. 이러한 브레이크 디스크는 차량이 제동될 수 있는 일정한 수준의 마찰계수를 가져야 하고, 마찰 조건의 변화에도 그 값이 일정하게 유지되어야 하며, 또한 시간 경과에 따른 마찰계수의 변화는 없어야 하고, 디스크의 마모율이 크지 않아야 한다. 상기 디스크의 DVT(Disc Thickness Variation)의 증가는 제동시 차체가 진동하는 현상인 져더(Judder)를 발생시키는 원인이 되므로, DVT 증가는 될수록 작아야 하며, 제동시에 발생되는 마찰열과 주행시 노출되는 습기, 진흙 등의 외부환경 변화에 영향을 받지 않고 디스크는 일정한 마찰성능을 유지할 수 있어야 한다. 한편, 차량의 주행성 또는 연비 개선을 위해서는 중량 감소가 필요한데, 이러한 경량화 요구에 대하여 차량 부품 대부분은 알루미늄화가 진행되어 오고 있지만, 브레이크 디스크에 대해서는 알루미늄화가 실현되지 못하고 있다. 알루미늄을 사용하면 디스크의 마모가 클 뿐만아니라 고온에 의해 늘어붙음 현상이 심해지고, 표면에 알루미늄 용착 현상이 나타나, 결국 마찰계수가 저하되는 동시에 마찰특성이 급격하게 떨어지는 문제점이 있기 때문이며, 또한, 브레이크 제동시에 따른 고온에서의 기계적 강도가 충분하지 못하였기 때문이다. 통상적으로 종래의 브레이크 디스크는 주철재로 제조되었으나, 차량의 경량화 및 브레이크 성능 향상을 위해 이를 알루미늄 복합소재로 대체할 경우, 경량화율은 50% 이상으로 기대되며, 특히 디스크의 경우 회전부품이므로 경량화가 미치는 영향 내지 파급효과는 더욱 크다 할 것이다. 또한, 디스크는 샤시부품 중 언스프렁 웨이트(unsprung weight)로서 경량화가 되는 경우, 핸들링 성능, 주행감 개선 등의 효과를 얻을 수 있고, 마찰계수 안정, NVH 향상 등 전체적인 브레이크 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있으므로, 브레이크 디스크의 내마모성, 내식성, 내히트크랙 등과 더불어 경량화 방안에 대한 중점적이 연구가 필요한 시점이라 할 것이다.