브레이크드럼은보안부품으로사람의생명과재산의안전과관련이있으며동시에취약하고소모적인부품입니다. 특히시장수요가큰 부품입니다.

현재국내연간생산량은약 1,000만개 이상입니다. 제품구조가비교적단순하기때문에기계모델링과수동모델링이용이하고전국거의모든지역에브레이크드럼을생산하는파운드리가있습니다. 제가방문한몇몇대기업은기계화조립라인에서브레이크드럼을생산하며연간생산량은약 100만개에달합니다.

저는연간생산량이수만개에달하는소규모회사에도가본적이있습니다. 허베이성룽야오현의한 마을에는 100개이상의파운드리공장에서자동차용브레이크드럼을집중적으로생산하는산업단지도있는데, 이지역전체의브레이크드럼생산량은 100만개 이상일것입니다. 다만대기업에서생산하는브레이크드럼은일반적으로국내차축공장에공급되거나해외로수출되는반면, 소규모업체에서생산하는브레이크드럼은대부분부품및 A/S 부품시장에공급되고있습니다. 일반액슬공장에서는제품품질과신뢰도를인정받기어렵습니다. 내가보고배운이회사들에따르면제품구조가다르고공급대상이다르기때문에생산공정이다르지만일반적으로품질문제자동차브레이크드럼의품질요구사항을충족하지못하는것이여전히많습니다. 따라서여러분과함께브레이크드럼의생산공정에대해논의하고연구하고서로의경험을교환할 필요가있다고생각합니다. 다음은저의경험과이해를바탕으로한 것입니다. 상황,이기회를빌어당신과의견을교환하고잘못된것이있으면저를바로잡아주세요.

트럭브레이크드럼의품질요구사항

회주철은열전도율, 충격흡수, 내마모성, 주조성능이우수하고제조비용이저렴하기때문에자동차의거의모든브레이크드럼은회주철로만들어지며등급은 HT200 및 HT250입니다.

우리나라에는 JB/T9439-2010이라는회주철표준이하나만있으며, 자동차브레이크드럼에대한특수회주철표준은없습니다. 기계표준에는특수회주철에대한설명이없습니다. 전세계적으로미국재료시험협회 ASTMA159-83 (1993 년재검토)만이자동차용회주철부품에대한표준을특별히공식화했습니다. 브레이크드럼에는하중용량에따라 3가지주철등급이있습니다. 동시에미국자동차공학회 SAEJ431의동력기계용회주철표준의브레이크드럼에대한품질요구사항은기본적으로 ASTMA159-83과동일합니다. 현재우리나라와외국의대부분은미국브레이크드럼표준을참조하고있습니다. 공장표준은도면또는승인표준에나와있습니다. 표준의수준은장인정신과품질수준을반영합니다. 높은수준의표준만이고품질의제품을생산할수 있습니다.

다음은위에서언급한 미국표준과브레이크드럼에대한일부우수한외국회사의품질요구사항을간략하게소개하고참고할수 있도록다음을소개합니다.

기계적특성

화학성분

Microstructure

기타요구사항

외국제조업체와국내 OEM은기계적특성, 경도및 금속학에대한수용외에도제공되는브레이크드럼의기술적조건에서소형화에대한요구사항을제시하는경우가많습니다.

주물에수축구멍, 수축다공성, 기공, 모래내포물또는기타주조결함이있는경우밀도가높지않습니다. 이러한결함은엑스레이또는해부학적방법으로확인할수 있습니다. 결함이다음표에명시된결함보다낮은경우허용될수 있습니다. 규정을초과하는경우불량으로판정합니다. 물론가공중에결함이노출된경우에는일반적으로인정되지않습니다.

브레이크드럼의고장모드및 원인

사용중 브레이크드럼의고장은주로균열과마모이지만고객불만및 클레임에반영된데이터통계를보면주로전자에해당합니다. 즉, 고장난브레이크드럼의대부분은정상또는약간의마모상태, 즉금이가서사용할수 없는상태입니다. 다음은 2014년에한 공장에서반품된스크랩입니다. 사진에서브레이크드럼에한 개에서여러개의세로균열이발생했음을분명히알 수있습니다. 가로균열은주로플랜지의둥근모서리에나타나며, 일반적으로탑 드롭이라고합니다.

고장난부품의고장분석결과, 고장에는세 가지주요원인이있는것으로결론지었습니다:

처음두 가지고장원인은브레이크드럼을생산하는업체에서개선해야합니다. 브레이크드럼의품질을안정화하고개선합니다. 아래에서더 자세히설명하겠습니다. 세번째고장원인에대해서는주로과적차량의불법사용에대한국가의통치에의존하는우리는무력합니다. 클레임의관점에서보면상당부분이이러한불법사용으로인해발생합니다. 그러나책임은일반적으로파운드리에전가됩니다. 제가알기로는브레이크드럼을생산하는여러회사가약 3%의클레임비율을주장했습니다. 매년수백만건의보상이이루어지고있습니다. 사실이런종류의책임은자동차소유자가부담해야합니다. 우리나라에서외국으로수출되는브레이크드럼은일반적으로잘 반영됩니다. 보상이나불만이거의없습니다. 일반지역에서운송되는승용차와자동차의브레이크드럼도잘 반사됩니다. 일부산악지역, 광산지역및 개별제품만이수명이짧으며, 이는모두심각한국내과부하, 잦은긴급제동및 제동과정에서브레이크드럼을냉각시키기위해물을분사하기때문에발생합니다. 이경우모든운동에너지는브레이크드럼의열 부하로변환되며, 최대 800℃~850℃까지측정할수 있습니다. 이는고장균열의거시적및 금속학적검사에서도확인할수 있습니다. 이러한유형의주물은거시적으로흰색이고밝습니다. 금속학적으로흑연 + 마르텐사이트 + 베이나이트입니다. 이들은모두고온변형후 오스테나이트담금질에의해생성됩니다. 따라서브레이크드럼은기존의균열대신굽힘응력, 열응력및 기계적제동력에대한저항의작용으로고장납니다. 이것은중국식고장모드일수 있습니다.

1. 브레이크드럼의생산공정

브레이크드럼의생산공정은주로두 가지측면에중점을둡니다. 하나는제품요구사항을충족하기위해기계적특성과금속학적구조를보장하는방법입니다. 다른하나는주조결함을줄이는방법입니다. 특히주요부품의내부결함. 주조결함을줄이는측면에서오늘은주요폐기물유형이자고장의주요원인중 하나이기때문에수축결함을줄이는방법에초점을맞출것입니다.

첫번째측면은주로용철의더 나은야금품질을제공하는것입니다. 두번째측면은제조업체에적합한기술적수단을찾는것입니다.

현재국내트럭브레이크드럼의재료는모두 HT250이므로브레이크드럼생산에사용되는 HT250의제련및 공정에서주의해야할 몇가지문제에초점을맞출것입니다.

원래는 HT250의기계적특성과금속학적구조요구사항만충족하면아무런어려움이없었습니다. 하지만브레이크드럼에사용되는 HT250은높은탄소함량에서도기계적특성, 경도및 금속학적구조를보장해야하므로일부중소제조업체는물론일부대형제조업체도어려움을겪고있습니다. 그들은제품의탄소함량이 3. 40 %보다크면 Cr, Cu, Sn 및기타합금원소를추가하지않고는성능을보장하기어렵다고제안했습니다. 그러나그들의현실은비용을절감하고일반적으로펄라이트와인장강도를보장하기위해 Cr과 Sn 만추가하는것입니다. 그러나첨가량이적 으면강도와경도에도달하지못하고첨가량이많으면금속조형에과도한양의시멘타이트가발생합니다.

그리고딜레마에빠졌습니다. 마지막으로장단점을측정하기위해대부분은기계적특성과경도의요구사항을충족하기위해탄소함량을줄이는방법을채택합니다. 물론지금까지 ASTM 표준은 C 함량에대한엄격한규정을만들었지만중국공장은이를구현하지않았습니다. 일부외국고객조차도탄소함량이 3. 4 % 이상이어야한다고일률적으로요구하지않았습니다. 예를들어, 제가아는몇몇고객의경우브레이크드럼의화학성분에대한요구사항은다음과같습니다:

그러나총 탄소함량을높이는것은과학적근거가있으며높은탄소함량만이많은양의흑연을보장하고열전도율과열 피로저항성을향상시킬수 있기때문에일반적인추세입니다. 미국에서만든의무규정은과학적근거가있어야합니다. 우리도높은탄소함량을전제로우수한기계적특성, 경도및 금속학적구조를생산할수 있는능력을갖춰야합니다.

수년동안탄소함량이높은고강도주철을생산하는국내관행을통해많은성공적인경험이축적되고기술면에서합의가이루어졌다고할 수있습니다. 이는브레이크드럼생산에좋은토대를마련했으며실제상황도마찬가지입니다. 많은대기업에서생산되는브레이크드럼의품질은고객의요구사항을안정적으로충족할 수있었습니다. 이러한기술은요약하면합성주철의길을걷고있습니다. 채택된 기술은고철의높은비율을첨가하고침탄기를사용하여침탄을증가시키고용철의황을증가시키고우수한배양및 충분히높은온도의용철을기반으로합니다. 최근에는용철의전처리가제안되었습니다. 나는이미이측면에대해많이이야기하고많은기사를발표했습니다. 나는그것을반복하지않을것입니다. 브레이크드럼의특정주조를결합하고참조를위해몇 가지의견을제시하고싶습니다.

2. 임신문제관련

브레이크드럼액체철을접종하는목적은다른고급주철부품을생산하는목적과동일합니다. 주로시멘타이트가나타나지않거나페라이트와카바이드의총량이 5%를초과하지않도록하여좋은흑연모양을보장해야합니다. (일반적으로 A 흑연은 80% 이상이어야한다고규정되어있습니다. B, D, E 흑연은 20 %를초과해서는안됩니다) 우수한기계적특성을보장하고동시에가공성을향상시키기위해회주철의생산관행에서접종은일반적으로 0. 2 %-0 사이입니다. 6%. 이시점에서모두에게상기시키고싶은것은다산에주의를기울이고다산을조절하는것입니다. 대부분의현장주조기술자와작업자의마음속에는접종효과를개선하는방법, 흑연코어를늘리는방법, 효율적인접종제를사용하는방법에대해대부분우려하고있기때문에대부분의현장주조기술자와작업자는접종효과를개선하는방법에대해우려하고있습니다. 회주철의생산도연성주철의생산과동일합니다. 회주철의수축특성에대한접종의영향을무시하고여러접종을사용하고가능한한 많은접종제를사용합니다. 그리고수축캐비티와다공성이브레이크드럼의폐기물의많은부분을차지하고있으며수축폐기물과브레이크드럼의비정상적인고장사이에는아무런관련이없다는것을잊어버리십시오.

우리모두는다양한공장에서생산된 폐브레이크드럼외에도창고에있는많은적격주물에는수축구멍과수축결함이있으며대부분의제조업체기술자는수축다공성을해결하기위한조치만 중단한다는것을알고있습니다. 주입온도를낮추고주입시스템의설계를개선합니다. 저는모두에게말하기위해여기에있습니다. 브레이크드럼의인큐베이션과정에더 많은주의와통제를기울여야합니다.

이제많은사람들이접종이수축다공성을촉진할수 있다는사실을깨달았습니다. 탄소등가물 3. 9-4. 3 % 범위에서접종된 주물의크기는항상불임주물보다큽니다. 불임주물에는수축다공성이없지만접종주물은수축이느슨해집니다. 따라서브레이크드럼생산시접종량이너무크지않도록제어할 필요가있습니다. 시멘타이트가나타나지않고가공성능을보장하는조건에서가능한한 적은접종제를추가하고충분하다면과도하지않도록하십시오. 핵심은흐름접종을잘하는것입니다. 이과정에서두 번, 세번, 심지어네 번접종하지마세요.

3. 금형의견고성관련

철주물의내부수축캐비티와다공성및 주물의표면수축은금형의영향을크게받습니다. 용철을금형에부은후 캐비티의부피는용철의정압과열에의해금형벽을움직여금형의부피가커지고주물의크기가공차를벗어나고무게가증가합니다. 변형의크기는모래주형의소형화, 성형재료및 모래의성능매개변수에따라달라집니다. 해외의일부사람들은이 분야에대한연구를수행했습니다. 그들은금형생산라인에서브레이크드럼을추출하여크기를측정하고무게를측정합니다. 그결과각 샘플의무게가크게변동하는것으로나타났습니다. 아래그림과같이브레이크드럼의무게는 162파운드에서 173파운드까지다양하며최대차이는 11파운드(1파운드는 453그램)입니다. 테스트브레이크드럼의성형라인은충격압력성형기입니다. 이무게차이는금형의품질이변동한다는것을나타냅니다. 모래충격을받은소프트몰드는모래가심하게부풀어올랐습니다. 조밀도가좋은금형의경우부풀어오름이매우적고주물의크기가정확합니다. 그들은붓기가심한브레이크드럼은내부에수축이있고정상적인무게의브레이크드럼의품질은정상이라는것을발견했습니다. 따라서그들은이간단한검사방법을사용하여가공으로운반하기전에무게를측정하여브레이크드럼의내부수축을판단하고브레이크드럼의수축이금형의움직임으로인해발생한다고믿었습니다. 따라서금형의강성을향상시키는것이브레이크드럼의수축과느슨함을방지하는중요한조치가됩니다.

현재중국에서추진되고있는브레이크드럼생산에철제형모래덮개브레이크드럼을사용하는것은그 특성상수축결함이없습니다. 이공정을채택하여브레이크드럼을생산하는산시의한 대규모기업. 반기계화철제형샌드코팅라인 3곳에 430개이상의닛산브레이크드럼을생산하고있습니다. 공정수율은 90%, 제품품질인증률은 98%로안정적입니다. 현재네 번째철제샌드코팅라인이설치중입니다.

허난성난양에위치한한 공장에서는레진모래를사용하여탑 인젝션및 노라이저기술로안정적인품질과수축이없는베이벤중장비브레이크드럼을생산하고있습니다.

일부공장에서는스프루와브레이크드럼사이의거리가 40mm로너무가깝습니다. 여기서성형모래는분쇄하기어렵기 때문에수축구멍과다공성이종종여기에서생성됩니다. 거리가 60-80mm로변경되고수축다공성이훨씬가벼워집니다.

일부소규모공장에서는먼저모래를전체적으로치고강철막대를사용하여스프루를삽입하여전체금형을더 단단하고치기쉽게만들어주조수축이심각하지않음을반영합니다.