Just like brake wheels on drum brakes, the brake disc (rotor) is a critical friction partner in disc brake systems. It’s not just a steel plate. The material grade, heat treatment, and surface finish determine whether your brake pads last 6 months or 6 weeks, and whether the disc warps or cracks under thermal load.
This article explains the material requirements for industrial brake discs used with our SH 유압 페일세이프 디스크 브레이크 그리고 YPZ2 electro-hydraulic disc brakes, focusing on hardness, thermal stability, and wear resistance.
통풍식 브레이크 디스크와 솔리드 디스크의 단면, 열 흐름 경로 표시.
1) 디스크의 역할: 단순한 마찰 이상
디스크는 세 가지 혹독한 조건을 동시에 견뎌야 합니다:
- 열충격: 비상 정지 중 표면 온도는 몇 초 만에 20°C에서 300°C 이상으로 상승할 수 있습니다.
- 기계적 응력: 고속 RPM에서 원심력은 디스크를 파열시키려 하고, 클램핑력은 디스크를 압착/변형시킵니다.
- 마모 및 손상: 패드가 지속적으로 마찰합니다. 홈이 생기지 않을 만큼 충분히 단단해야 하지만 균열이 생기지 않을 만큼 충분히 강해야 합니다.
2) 재료 선택: 주철 대 강철
Most industrial brake discs are made of Cast Steel 또는 Ductile Iron, unlike automotive discs which are often Gray Iron.
주강(예: ZG35CrMo, ZG42CrMo)
Common for: High-speed, high-energy brakes (wind turbines, large hoists).
- 장점: 고강도, 우수한 인성(쉽게 파열되지 않음), 우수한 열 전도성.
- 단점: 완벽한 마감가공이 더 어려울 수 있고, 철보다 감쇠가 약간 낮아 소리가 더 날 수 있습니다.
연성 주철(예: QT500-7, QT600-3)
Common for: General industrial brakes, lower speeds.
- 장점: 우수한 내마모성, 더 나은 감쇠(더 조용함), 복잡한 형상 주조 용이(통풍 디스크).
- 단점: 합금강보다 낮은 열충격 저항; 극한 작업 시 열 균열 위험.
3) 경도: ‘황금률’ 영역
디스크 경도는 브레이크 패드 재질과 일치해야 합니다. 디스크가 너무 부드러우면 패드가 디스크를 마모시키고, 너무 단단하면 패드가 유약현상이나 균열이 생깁니다.
- 일반 범위: 220–280 HB (브리넬).
- 너무 부드러움 (< 200 HB): 디스크가 빠르게 마모되고, 깊은 홈이 생기며, 자주 교체해야 합니다.
- 너무 단단함 (> 300 HB): 패드 유약현상, 소음, 표면 미세 균열 가능성(열 균열 검사).
Heat Treatment: Discs are usually Quenched and Tempered (Q+T) to achieve uniform hardness and structure throughout the cross-section, not just on the surface.
4) 표면 마감: Ra 값 중요
표면 텍스처(거칠기)는 새 패드가 얼마나 빨리 정착되고 마찰이 얼마나 안정적인지 결정합니다.
- 목표 Ra: 1.6 – 3.2 µm.
- 너무 매끄러움 (< 0.8 µm): 패드 유약현상; 초기 토크 낮음; 긴 브레이크링 시간.
- 너무 거침 (> 6.3 µm): 패드 빠른 마모; 소음; 과도한 열 발생.
Machining Direction: Ideally, the finish should be non-directional (cross-hatch) or circumferential, not radial grooves.
5) 냉각: 솔리드 대 통풍 디스크
열 발산이 브레이크 작업 주기의 제한 요소입니다.
- 솔리드 디스크: 단순하고 견고하며 단일 정지(비상 브레이크)에 좋은 열 용량. 냉각 속도는 느림.
- 통풍 디스크: 내부 베인이 있어 공기를 펌핑합니다. 훨씬 빠르게 냉각됩니다. 고사이클 응용 분야(서비스 브레이크, 장력 제어)에 필수적입니다.
SH 시리즈 유압식 페일 세이프 디스크 브레이크 (Often paired with ventilated discs for high energy)
6) 유지보수: 디스크 상태 점검
디스크가 균열나기 전에 기다리지 마십시오. 매번 패드 교체 시 점검하세요:
- 두께: 3~4곳에서 측정하세요. 최소 두께 이하이면 교체합니다(보통 가장자리에 표시됨).
- 편심: 다이얼 게이지로 검사하세요. 0.1~0.2mm 이상의 편심은 패드 넉백과 진동을 유발합니다.
- 균열: “열 균열 검사”(작은 거미줄 균열)를 찾아보세요. 작은 균열은 괜찮지만 가장자리나 두께까지 균열이 진행되면 즉시 실패입니다.
- 홈: 깊은 홈은 연마 마모를 의미합니다. 재가공하거나 교체하세요.
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We supply high-quality brake discs (solid and ventilated) matched to our caliper brakes. Specify diameter, thickness, hub bore, and material requirement (or application duty) for a quote.
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