[논문]자동차용 마찰재 원료가 열화 저항성에 미치는 영향

장호; 조근형; 한재민; 박성빈; 신민욱

doi:10.9725/kstle.2009.25.1.031

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상용화 마찰재를 사용하여 고온 열화에 대한 원료들의 영향을 연구하였다. 제한된 영역에서의 실험계획법에 의해 25개의 마찰재가 제작되었으며, 축소 마찰 시험기로 마찰, 마모특성을 조사하였다. 아라미드 섬유, 흑연, 구리섬유는 열화에 대한 저항성을 향상시켰으며, 반면 삼황화 안티몬, 지르콘은 열화현상을 가속시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 원료들이 계면에 미치는 영향이 각기 다르기 때문으로 사료된다. 아라미드 섬유, 흑연, 구리섬유등은 계면을 안정화 시켰으며, 삼황화 안티몬, 지르콘등은 고온에서 불안정한 계면을 형성시키는 것으로 나타났다.

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1. Hardness of the friction material was more sensitive to the applied pressure than temperature during molding. On the other hand, porosity was sensitive to the molding temperature and pressure.
4. Cu fiber with high thermal conductivity showed good anti-fode property with the tendency of forming the transfer film.

제안 방법

Constant interval tests and wear tests were performed to find ingredients that strongly affect the fade amount Δμ (=μmax-μmin) and wear rate. The results were as follow:
Hardness and porosity were measured to investigate the relation between the material property delivered by manufacturing conditions (temperature, pressure, time) of friction materials and friction property. The manufacturing procedure for the friction material specimen is shown in Table 2.
This is because the physical properties and morpholoe of the ingredients bound by binder resin change the tritx)logical properties at elevated temperatures. In this study, the constrained mixture design was used to find the factors that affect high temperature fade.
The ingredients were divided into three groups in terms of expecting roles in a brake friction material (Table 1) and 25 friction materials with different formulations were prepared using the constrained mixture design [4, 5, 6] The polynomial regression was used to analyze the results. The data points from constrained mixture design were shown in Fig.
Using the constrained mixture design, the relation between the high temperature fade resistance and the relative amounts of ingredients was investigated. Constant interval tests and wear tests were performed to find ingredients that strongly affect the fade amount Δμ (=μmax-μmin) and wear rate.

대상 데이터

Friction materials investigated in this study were low steel type materials containing 10 different ingredients. The composition of the friction material studied in this work is shown in Table 1.

성능/효과

2. Among organic ingredients, cashew aggravated the high temperature fade behavior while aramid improves the fade resistance reduced.

참고문헌 (10)

Jacko MG and Rhee SK, 'Brake Lining and Clutch Facings', Kirk-Othmer encyclopεdia of chemical technology, Vol. 4. 4th ed, 1992
J.D. Halderman, 'Automotive Brake Systems', Prεntice Hall, Columbus, Ohio, 1996
Kim, S.J., Cho, M.H., Lim, D.S., and Jang, H., ' Synergistic Effects of Aramid Pulp and Potassium Titanate Whiskers in the Automotive Friction Material', Wear， Vol. 251, pp. 1484-1491 , 2001

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Jang, H., Lee, J.S., and Fash, J.W., 'Compositional Effects of the Brake Friction Material on Creep Groan Phenomena,' Wear, Vol. 251 , pp. 1477-1483, 2001.

상세보기
J.A. Comell, 'Experimental Design with Mixture Design, Models and the Analysis of Mixture Data', 2nd Edition, Wiley, New York, 1990
D.C. Montgomery, 'Design and Analysis of Expεriments,' 3nd Edition, Wiley, New York, 1991
Kim, S.J. and Jang, H., ' Friction and Wear of Friction Materials containing Two Different Phenolic Resins Reinforced with Aramid Pulp', Tribology International, Vol. 33, No. 7, pp. 477-484, 2000

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Kim, S.J. and Jang, H., 'Effects of the Relative Amounts of Graphite and Antimony Trisulfide $(Sb_2S_3)$ on Brake Performance of Non-Asbestos Organic(NAO) Type Brake Linings', Journal of the KSTLE, Vol. 17, No. 5, pp. 351-357, 2001
Kim, S.J. and Jang, H., The Effects of Antimony Trisulfide $(Sb_2S_3)$ and Zirconium Silicate $(ZrSi0_4)$ in the Automotive Friction Material on Friction Characteristics', Wear, Vol. 239, No. 2, pp. 229-236, 2000

상세보기
H. Jang and S.J. Kim, 'Brake Friction Materials', in Ch.14 of ' Polymer Tribology', edtied by S.K. Shinha and B.J. Briscoe, Imperial College Press, London, 2009

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