Mo 코팅층을 갖는 상용차 제동디스크의 제동 성능 평가

초록

최근 철도차량을 포함한 차량분야에서도 디스크와 마찰재 사이에서 발생되는 미세먼지를 저감시키려는 저마모 연구가 활발히 진행되고 있다. 열분사 표면코팅(Thermal Spray Coating)은 열원을 사용하여 코팅재를 용융시킨 후 이를 모재 표면에 고속으로 분사시켜 표면에 부착시키는 방법으로 마찰마모를 저감시키기 위해 널리 사용되는 기술이다. 본 논문에서는 용사기법으로 플라즈마 방식을, 용사재료로 Mo을 사용하여 상용차용 제동디스크에 표면코팅을 적용한 후 이를 제동성능시험기로 성능평가(마찰계수, 마모량)를 수행하였다. 마찰재는 상용차에 사용되는 합성마찰재를 사용하여 시험하으며, 성능평가는 사전시험(베딩)을 통해 마찰재 접촉면을 확보한 후 본시험을 수행하였는데, 사전시험은 초기속도 100 km/h에서 42 kN의 접촉력으로 100회 수행(표면온도 100℃ 이하)하였다. 본시험은 제동초속도 30, 50, 80, 100, 120 km/h에서 18, 32, 42, 55 kN 접촉력으로 5회씩 정지제동을 순차적으로 수행(100회) 후 평균마찰계수 및 시험 전후의 디스크/마찰재 마모량을 각각 측정하였다. 시험결과, 평균 마찰계수는 표면코팅이 적용되지 않은 기존 제동디스크에 비해 평균마찰계수가 14.5% 높게 측정(0.366 및 0.423)되었으며, 마찰재 마모량은 기존에 비해 75% 감소(95.3 및 27.9 g)되었고, 디스크 마모량은 유사하게 감소되었다. Mo 코팅층을 갖는 제동디스크의 경우, 평균 마찰계수가 기존보다 높게 측정되어 마찰재의 조성변경을 통해 마찰재 및 디스크 마모량을 모두 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.