JP2511225B2 - 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 - Google Patents
集電摺動用耐摩焼結合金の製造法Info
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
- B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
- B60L5/20—Details of contact bow
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
- C22C33/0228—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy comprising other non-metallic compounds or more than 5% of graphite
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- B60L2200/26—Rail vehicles
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油を用いないで集
電摺動部分に使用される耐摩性に秀れた鉄系焼結合金、
特に速度２７０〜３５０Km/Hで走行する高速電気車のパ
ンタグラフすり板として好適な集電摺動用耐摩焼結合金
の製造法に関するものである。
電摺動部分に使用される耐摩性に秀れた鉄系焼結合金、
特に速度２７０〜３５０Km/Hで走行する高速電気車のパ
ンタグラフすり板として好適な集電摺動用耐摩焼結合金
の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在速度２００〜２４０Km/Hの新幹線用
パンタグラフすり板は、昭和５６年１２月２８日登録パ
ンタグラフすり板ＪＲＳ１５２１−４Ｄ−１５ＡＲＩＴ
と、昭和６０年１２月２日制定の改良形パンタグラフす
り板が各ＪＲで使用されている。これ等銘柄の焼結合金
製すり板には、潤滑剤としてＰｂが２〜２７％の範囲に
含有されている。また、ＭｏＳ2を２〜７％、Ｃを０.２
％以下含有している銘柄もある。
パンタグラフすり板は、昭和５６年１２月２８日登録パ
ンタグラフすり板ＪＲＳ１５２１−４Ｄ−１５ＡＲＩＴ
と、昭和６０年１２月２日制定の改良形パンタグラフす
り板が各ＪＲで使用されている。これ等銘柄の焼結合金
製すり板には、潤滑剤としてＰｂが２〜２７％の範囲に
含有されている。また、ＭｏＳ2を２〜７％、Ｃを０.２
％以下含有している銘柄もある。
【０００３】本発明者の中の１人は、高速度パンタグラ
フすり板用として特許第１５１９１５４号（特公昭６３
−６５７４１）を得ており、現在２２０〜２７０Km/Hの
新幹線電気車用パンタグラフすり板として各ＪＲで使用
されている。
フすり板用として特許第１５１９１５４号（特公昭６３
−６５７４１）を得ており、現在２２０〜２７０Km/Hの
新幹線電気車用パンタグラフすり板として各ＪＲで使用
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、新幹線は速
度を２７０Km/H以上にアップさせることが計画されてお
り、これに伴って２７０Km/H以上の高速走行に好適なパ
ンタグラフ用焼結合金が要望されている。しかし乍ら、
電気車の速度を２００〜２４０Km/Hよりさらに２７０Km
/H以上にアップさせると、高速になればなる程すり板の
架線に対する追随性が悪くなってすり板と架線との離線
回数が多くなり、このため、アークの発生回数が多くな
ると共にアークが大となり、過剰のＰｂを含有するもの
では過剰のＰｂが溶出してすり板の母体をアークにより
痛めてすり板の摩耗を多くする。Ｐｂの含有量が適正で
すり板の摺動面のＰｂの膜厚が適量なれば摩擦係数μは
０.４前後でＰｂ潤滑剤として効果があるが、過剰にな
るとμは０.８〜１に近づき、潤滑剤としての効果が少
なくなってすり板の摩耗が多くなる。
度を２７０Km/H以上にアップさせることが計画されてお
り、これに伴って２７０Km/H以上の高速走行に好適なパ
ンタグラフ用焼結合金が要望されている。しかし乍ら、
電気車の速度を２００〜２４０Km/Hよりさらに２７０Km
/H以上にアップさせると、高速になればなる程すり板の
架線に対する追随性が悪くなってすり板と架線との離線
回数が多くなり、このため、アークの発生回数が多くな
ると共にアークが大となり、過剰のＰｂを含有するもの
では過剰のＰｂが溶出してすり板の母体をアークにより
痛めてすり板の摩耗を多くする。Ｐｂの含有量が適正で
すり板の摺動面のＰｂの膜厚が適量なれば摩擦係数μは
０.４前後でＰｂ潤滑剤として効果があるが、過剰にな
るとμは０.８〜１に近づき、潤滑剤としての効果が少
なくなってすり板の摩耗が多くなる。
【０００５】また、すり板中に潤滑剤として含有するＭ
ｏＳ2やＷＳ2はすり板の摺動面の温度が４００℃以下な
ればμは約０.２以下で潤滑効果大であるが、４００℃
以上になると酸化を始め、８００℃以上になると著しく
消耗する。従ってすり板の摺動面の温度が４００℃以上
になると架線に対しすり板のμは次第に大となり、トロ
リー線の摺動面を痛め摩耗量を多くする。また、すり板
中のＣのμは約０.８であるが、Ｃは約４５０℃より酸
化を始め、８００℃以上になると著しく消耗する欠点が
あるし、Ｆｅの一部と炭素鋼を作ってトロリー線を痛め
るおそれがある。
ｏＳ2やＷＳ2はすり板の摺動面の温度が４００℃以下な
ればμは約０.２以下で潤滑効果大であるが、４００℃
以上になると酸化を始め、８００℃以上になると著しく
消耗する。従ってすり板の摺動面の温度が４００℃以上
になると架線に対しすり板のμは次第に大となり、トロ
リー線の摺動面を痛め摩耗量を多くする。また、すり板
中のＣのμは約０.８であるが、Ｃは約４５０℃より酸
化を始め、８００℃以上になると著しく消耗する欠点が
あるし、Ｆｅの一部と炭素鋼を作ってトロリー線を痛め
るおそれがある。
【０００６】前記の如く、電気車の速度が２００〜２４
０Km/Hから２７０Km/H以上にアップすると、すり板の架
線に対する追随性が悪くなってすり板の摺動面は架線と
の高速摺動による温度上昇と、アークによる温度上昇が
加算されて更に上昇して８００℃以上にも達する。従っ
て、現在新幹線で使用されているすり板では、４００℃
〜４５０℃以上になると金属硫化物や炭素の酸化が進行
し始め、８００℃で著しく消耗するから、すり板と架線
の摩耗が顕著に増加する。それ故速度２００〜２４０Km
/Hと２７０Km/Hでは使用したときのすり板の比摩耗率
は、後者は前者の約２倍以上多くなり、このままでは前
記速度アップに対処するには不十分である。
０Km/Hから２７０Km/H以上にアップすると、すり板の架
線に対する追随性が悪くなってすり板の摺動面は架線と
の高速摺動による温度上昇と、アークによる温度上昇が
加算されて更に上昇して８００℃以上にも達する。従っ
て、現在新幹線で使用されているすり板では、４００℃
〜４５０℃以上になると金属硫化物や炭素の酸化が進行
し始め、８００℃で著しく消耗するから、すり板と架線
の摩耗が顕著に増加する。それ故速度２００〜２４０Km
/Hと２７０Km/Hでは使用したときのすり板の比摩耗率
は、後者は前者の約２倍以上多くなり、このままでは前
記速度アップに対処するには不十分である。
【０００７】本発明者は前記の如き課題を改善し、電気
車が高速２７０〜３５０Km/Hで走行した際、すり板の摺
動面の一部が瞬時１０００℃前後になった場合でもきわ
めて安定した潤滑性と耐摩耗性能を長期に亙り発揮し得
る電気車パンタグラフ用焼結合金製すり板を提供せんと
するものである。
車が高速２７０〜３５０Km/Hで走行した際、すり板の摺
動面の一部が瞬時１０００℃前後になった場合でもきわ
めて安定した潤滑性と耐摩耗性能を長期に亙り発揮し得
る電気車パンタグラフ用焼結合金製すり板を提供せんと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
の如き課題を解決するため、重量比にて、単体Ｃｒ８〜
２５％、金属硫化物３〜９％、ＢＮ０.１〜４％、Ｐ１
％以下、鉛３〜８％、残部Ｆｅよりなる各原料粉末を混
合圧縮成形後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気中で
焼結して焼結体を得ることを特徴とする。
の如き課題を解決するため、重量比にて、単体Ｃｒ８〜
２５％、金属硫化物３〜９％、ＢＮ０.１〜４％、Ｐ１
％以下、鉛３〜８％、残部Ｆｅよりなる各原料粉末を混
合圧縮成形後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気中で
焼結して焼結体を得ることを特徴とする。
【０００９】また、請求項２の発明は、前記の如き課題
を解決し、請求項１の発明よりＰｂ排除によるすり板の
潤滑性能補足のため潤滑剤を増加した。即ち、重量比に
て、単体Ｃｒ８〜２５％、金属硫化物４〜１０％、ＢＮ
０.２〜５％、Ｐ１％以下、残部Ｆｅよりなる各原料粉
末を混合圧縮成形後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲
気中で焼結して焼結体を得ることを特徴とする。
を解決し、請求項１の発明よりＰｂ排除によるすり板の
潤滑性能補足のため潤滑剤を増加した。即ち、重量比に
て、単体Ｃｒ８〜２５％、金属硫化物４〜１０％、ＢＮ
０.２〜５％、Ｐ１％以下、残部Ｆｅよりなる各原料粉
末を混合圧縮成形後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲
気中で焼結して焼結体を得ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１の発明は、前記の如く、鉄粉を母体と
し、速度２７０〜３５０Km/Hに使用できる好適な焼結合
金製パンタグラフ用すり板を製造するため、前記特公昭
６３−６５７４１の先発明より耐摩剤としてより多量の
単体Ｃｒ８〜２５％を配合し、機械的強度を増加させる
ためＰを１％以下添加し、潤滑性を更に増加のため金属
硫化物のＭｏＳ2とＷＳ2の合計３〜９％の含有の下に新
に窒化ほう素０.１〜４％を添加し、Ｐｂ３〜８％、残
部Ｆｅの各組成粉末原料を撹拌混合し、その混合粉を８
T/cm2で圧縮成形し、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲
気中で１２５０℃で焼結して本発明の焼結合金を得た。
し、速度２７０〜３５０Km/Hに使用できる好適な焼結合
金製パンタグラフ用すり板を製造するため、前記特公昭
６３−６５７４１の先発明より耐摩剤としてより多量の
単体Ｃｒ８〜２５％を配合し、機械的強度を増加させる
ためＰを１％以下添加し、潤滑性を更に増加のため金属
硫化物のＭｏＳ2とＷＳ2の合計３〜９％の含有の下に新
に窒化ほう素０.１〜４％を添加し、Ｐｂ３〜８％、残
部Ｆｅの各組成粉末原料を撹拌混合し、その混合粉を８
T/cm2で圧縮成形し、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲
気中で１２５０℃で焼結して本発明の焼結合金を得た。
【００１１】単体Ｃｒは、焼結の際その一部は母材Ｆｅ
とＦｅ−Ｃｒの固溶体をつくり、また、ＭｏＳ2のＭｏ
の一部はＦｅとＦｅ−Ｍｏの固溶体をつくる。即ち、本
発明の焼結合金は、母材Ｆｅの中に単体Ｃｒを抱き込
み、Ｃｒの周囲にＭｏＳ2，ＷＳ2，ＢＮ，Ｐｂおよび焼
結により新に生成されたＦｅ−ＣｒとＦｅ−Ｍｏの固溶
体がこれらの各組成分を強固に結合させて、均一に配置
した組成になっている。
とＦｅ−Ｃｒの固溶体をつくり、また、ＭｏＳ2のＭｏ
の一部はＦｅとＦｅ−Ｍｏの固溶体をつくる。即ち、本
発明の焼結合金は、母材Ｆｅの中に単体Ｃｒを抱き込
み、Ｃｒの周囲にＭｏＳ2，ＷＳ2，ＢＮ，Ｐｂおよび焼
結により新に生成されたＦｅ−ＣｒとＦｅ−Ｍｏの固溶
体がこれらの各組成分を強固に結合させて、均一に配置
した組成になっている。
【００１２】本発明の焼結合金の組成中のＦｅ−Ｃｒと
Ｆｅ−Ｍｏは、焼結の工程中に生成されたもので、最初
からＦｅ−Ｃｒ合金粉、Ｆｅ−Ｍｏ合金粉を組成原料粉
として使用したものでない。Ｆｅ粉とＦｅ−Ｃｒ合金
粉、Ｆｅ−Ｍｏ合金粉との混合粉を圧縮成形焼結したと
きと、合金粉を使用しなくＣｒ，ＭｏＳ2を混入して圧
縮成形焼結したときとを比較すると、前者は後者に比し
焼結の際活性にとぼしく、焼結体の強度が後者に劣る。
Ｆｅ−Ｍｏは、焼結の工程中に生成されたもので、最初
からＦｅ−Ｃｒ合金粉、Ｆｅ−Ｍｏ合金粉を組成原料粉
として使用したものでない。Ｆｅ粉とＦｅ−Ｃｒ合金
粉、Ｆｅ−Ｍｏ合金粉との混合粉を圧縮成形焼結したと
きと、合金粉を使用しなくＣｒ，ＭｏＳ2を混入して圧
縮成形焼結したときとを比較すると、前者は後者に比し
焼結の際活性にとぼしく、焼結体の強度が後者に劣る。
【００１３】本発明の焼結合金において、Ｃｒは８％未
満では速度２７０〜３５０Km/Hにおける耐摩耗の効果少
なく、２５％以上になると機械的強度が低下する。金属
硫化物ＷＳ2とＭｏＳ2は摩擦係数μは約０.２以下であ
るが、４００℃付近から酸化減量を始めてμが上昇し始
め、８００℃で著しく消耗し、すり板のμが急上昇する
ことが分かったので６００℃位まではＭｏＳ2又はＷＳ2
とＢＮの潤滑特性を合算して活用し、６００℃〜１００
０℃の範囲ではＢＮの熱安定による潤滑性能を活用し
た。即ち、ＢＮは常温より１０００℃前後まではμは約
０.２程度で良好な潤滑性能を示す。またＢＮ含有の焼
結合金は耐アーク性の向上等、電気特性の改善にも有効
である。
満では速度２７０〜３５０Km/Hにおける耐摩耗の効果少
なく、２５％以上になると機械的強度が低下する。金属
硫化物ＷＳ2とＭｏＳ2は摩擦係数μは約０.２以下であ
るが、４００℃付近から酸化減量を始めてμが上昇し始
め、８００℃で著しく消耗し、すり板のμが急上昇する
ことが分かったので６００℃位まではＭｏＳ2又はＷＳ2
とＢＮの潤滑特性を合算して活用し、６００℃〜１００
０℃の範囲ではＢＮの熱安定による潤滑性能を活用し
た。即ち、ＢＮは常温より１０００℃前後まではμは約
０.２程度で良好な潤滑性能を示す。またＢＮ含有の焼
結合金は耐アーク性の向上等、電気特性の改善にも有効
である。
【００１４】前記の如く、ＢＮは１０００°Ｃ前後まで
良好な潤滑性能を示し、かつ、ＢＮ含有焼結合金は耐ア
ーク性の向上など電気的特性の改善にも有用であるが、
それと同時に、ＢＮ粉と金属粉とはぬれ性が悪くて焼結
合金製摺動材として利用する際、耐摩性や寿命などにつ
いて不都合な点があることが知られている。（昭和５３
年４月２５日、（株）幸書房発行の「固体潤滑ハンドブ
ック」１１７ページ〜１１８ページ参照）。すなわち、
ＢＮ粉と金属粉とはぬれ性が悪いため、ＢＮ粉と金属粉
との混合粉を圧縮成型しようとしてもせいぜい４〜５Ｔ
／ｃｍ 2 程度しか圧力を掛けることができず、それ以上
圧力をあげようとすると型を傷めるためＢＮ含有成型体
を焼結して得た製品は高速電気車のパタングラフ用すり
板とて必要とする機械的強度が得られないばかりでな
く、摩耗が早くて到底実用に供し得ない。 ここにおい
て、本発明者らは、種々実験研究の結果、適量のＢＮと
金属硫化物とを適量の比率で金属粉と共に撹拌混合した
混合粉を圧縮成型すると、型を傷めることなく所望とす
る密度まで加圧成型することができ、これにより目的と
する集電摺動用耐摩焼結合金が得られることを確認し
た。即ち、組成分中の潤滑剤としての金属硫化物は、添
加したＢＮのぬれ性の悪いのを緩和させる役目と、組成
混合粉を高圧で圧縮成型の際押型を傷めずに容易に圧縮
することが出来る役目を果たし、かつ、すり板自身の潤
滑特性を増加させることが出来る。その配合比は３〜９
％が適量で、３％以下ではＢＮとのぬれ性の悪いことに
対する緩和と潤滑性の効果少なく、９％以上は過剰とな
り、機械的強度を低下させる。
良好な潤滑性能を示し、かつ、ＢＮ含有焼結合金は耐ア
ーク性の向上など電気的特性の改善にも有用であるが、
それと同時に、ＢＮ粉と金属粉とはぬれ性が悪くて焼結
合金製摺動材として利用する際、耐摩性や寿命などにつ
いて不都合な点があることが知られている。（昭和５３
年４月２５日、（株）幸書房発行の「固体潤滑ハンドブ
ック」１１７ページ〜１１８ページ参照）。すなわち、
ＢＮ粉と金属粉とはぬれ性が悪いため、ＢＮ粉と金属粉
との混合粉を圧縮成型しようとしてもせいぜい４〜５Ｔ
／ｃｍ 2 程度しか圧力を掛けることができず、それ以上
圧力をあげようとすると型を傷めるためＢＮ含有成型体
を焼結して得た製品は高速電気車のパタングラフ用すり
板とて必要とする機械的強度が得られないばかりでな
く、摩耗が早くて到底実用に供し得ない。 ここにおい
て、本発明者らは、種々実験研究の結果、適量のＢＮと
金属硫化物とを適量の比率で金属粉と共に撹拌混合した
混合粉を圧縮成型すると、型を傷めることなく所望とす
る密度まで加圧成型することができ、これにより目的と
する集電摺動用耐摩焼結合金が得られることを確認し
た。即ち、組成分中の潤滑剤としての金属硫化物は、添
加したＢＮのぬれ性の悪いのを緩和させる役目と、組成
混合粉を高圧で圧縮成型の際押型を傷めずに容易に圧縮
することが出来る役目を果たし、かつ、すり板自身の潤
滑特性を増加させることが出来る。その配合比は３〜９
％が適量で、３％以下ではＢＮとのぬれ性の悪いことに
対する緩和と潤滑性の効果少なく、９％以上は過剰とな
り、機械的強度を低下させる。
【００１５】Ｐは、前記Ｆｅ，Ｃｒ，金属硫化物，Ｂ
Ｎ，Ｐｂよりなる成形体を焼結する際、その強い脱酸作
用によってＦｅを浄化すると共に、焼結の初期にＦｅの
表面に形成されるＦｅ3Ｐ−Ｆｅの共晶組成の液相量を
増して、焼結体中の耐摩性の目的のＣｒと、潤滑増強の
目的の金属硫化物とＢＮとを確りと抱込んだ状態で収縮
し緻密化を促進させるもので、Ｐの添加量は１％以上に
なるとかえって脆弱となる。Ｐは焼結炉の雰囲気が完全
に近くかつ原料が清浄であれば、添加量を減じても前記
の作用効果を発揮出来る。
Ｎ，Ｐｂよりなる成形体を焼結する際、その強い脱酸作
用によってＦｅを浄化すると共に、焼結の初期にＦｅの
表面に形成されるＦｅ3Ｐ−Ｆｅの共晶組成の液相量を
増して、焼結体中の耐摩性の目的のＣｒと、潤滑増強の
目的の金属硫化物とＢＮとを確りと抱込んだ状態で収縮
し緻密化を促進させるもので、Ｐの添加量は１％以上に
なるとかえって脆弱となる。Ｐは焼結炉の雰囲気が完全
に近くかつ原料が清浄であれば、添加量を減じても前記
の作用効果を発揮出来る。
【００１６】Ｐｂ配合量は３〜８％が適量で、３％以下
では効果少なく、８％以上になると過剰になりかえって
μは大きくなり、かつ、すり板の重量も増加するため架
線に対する追随性が悪く、離線回数が多くなり、アーク
発生量も多く、すり板及び相手トロリー線の摩耗を多く
する。
では効果少なく、８％以上になると過剰になりかえって
μは大きくなり、かつ、すり板の重量も増加するため架
線に対する追随性が悪く、離線回数が多くなり、アーク
発生量も多く、すり板及び相手トロリー線の摩耗を多く
する。
【００１７】次に、請求項２の発明は、基本的には請求
項１の発明と同様であるが、Ｐｂは一切含有させていな
い。Ｐｂは適量以上は不要であるのでむしろＰｂを皆無
にした。また、Ｐｂ排除による潤滑効果の低下分を補充
するため、請求項１の発明に比しＭｏＳ2，ＷＳ2を４〜
１０％に増量し、更にＢＮを０.２〜５％に増加含有さ
せて目的の鉄系焼結合金を得た。請求項２における各組
成分の作用は、Ｐｂを除いて請求項１と同一である。
項１の発明と同様であるが、Ｐｂは一切含有させていな
い。Ｐｂは適量以上は不要であるのでむしろＰｂを皆無
にした。また、Ｐｂ排除による潤滑効果の低下分を補充
するため、請求項１の発明に比しＭｏＳ2，ＷＳ2を４〜
１０％に増量し、更にＢＮを０.２〜５％に増加含有さ
せて目的の鉄系焼結合金を得た。請求項２における各組
成分の作用は、Ｐｂを除いて請求項１と同一である。
【００１８】なお前記請求項１および２において、Ｆｅ
の一部を少量のＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｃ等の単
体又はこれらの化合物の一種ないし数種とおきかえても
すり板と架線の耐摩耗性に大きな影響がない。従ってＦ
ｅの少量を前記の如き物質又はその化合物におきかえる
ことも本発明に包含される。また、以下の実施例におい
てＰｂを含有させたことを示したが、鉛合金を含有する
ことも当然本発明に包含される。
の一部を少量のＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｃ等の単
体又はこれらの化合物の一種ないし数種とおきかえても
すり板と架線の耐摩耗性に大きな影響がない。従ってＦ
ｅの少量を前記の如き物質又はその化合物におきかえる
ことも本発明に包含される。また、以下の実施例におい
てＰｂを含有させたことを示したが、鉛合金を含有する
ことも当然本発明に包含される。
【００１９】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。原料粉として単体Ｃｒ８０〜１５０メッシュを他の
原料粉と共に、表１および表２に示す配合組成重量％に
より配合混合した混合粉を８T/cm2で圧縮成形し、還元
雰囲気中で１２５０℃−５０分間で焼結し、本発明の焼
結合金を得た。なお、表１（実施例１〜７）は請求項１
に属する。また、表２（実施例８〜１３）は請求項２に
属する。
る。原料粉として単体Ｃｒ８０〜１５０メッシュを他の
原料粉と共に、表１および表２に示す配合組成重量％に
より配合混合した混合粉を８T/cm2で圧縮成形し、還元
雰囲気中で１２５０℃−５０分間で焼結し、本発明の焼
結合金を得た。なお、表１（実施例１〜７）は請求項１
に属する。また、表２（実施例８〜１３）は請求項２に
属する。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】前記表１に示す実施例１〜７と、表２に示
す実施例８〜１３により得られた焼結合金の機械的特性
を示すと表３（実施例１〜７）および表４（実施例８〜
１３）に示すとおりである。
す実施例８〜１３により得られた焼結合金の機械的特性
を示すと表３（実施例１〜７）および表４（実施例８〜
１３）に示すとおりである。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】また前記各実施例より得られた焼結合金よ
り切出して得た各試験片および現在ＪＲ新幹線速度２２
０〜２４０Km/Hで使用している鉄系焼結合金すり板より
なる試験片１０×２５×９０mmを作り、これを回転式集
電摺動試験機に取付け、押上力５.５kg、通電電流ＡＣ
１５０Ａ、摺動速度８５km/Hで６０分間無潤滑でトロリ
ー線に摺動させ、その時の各試験片の比摩耗率と、相手
トロリー線に対しパンタに取付けられた試験片が１万回
通過当りのトロリー線の摩耗厚みmmを測定した。その結
果を表５（実施例１〜７）および表６（実施例８〜１
３）に示す。
り切出して得た各試験片および現在ＪＲ新幹線速度２２
０〜２４０Km/Hで使用している鉄系焼結合金すり板より
なる試験片１０×２５×９０mmを作り、これを回転式集
電摺動試験機に取付け、押上力５.５kg、通電電流ＡＣ
１５０Ａ、摺動速度８５km/Hで６０分間無潤滑でトロリ
ー線に摺動させ、その時の各試験片の比摩耗率と、相手
トロリー線に対しパンタに取付けられた試験片が１万回
通過当りのトロリー線の摩耗厚みmmを測定した。その結
果を表５（実施例１〜７）および表６（実施例８〜１
３）に示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】前記表３および表４により明らかな如く、
請求項１の発明により得られた実施例１〜７と、請求項
２の発明によりえられた実施例８〜１３の焼結合金は、
高速電気車のパンタグラフ用すり板として必要な機械的
特性を具備し、かつ表５および表６により明らかな如
く、現在２２０〜２４０Km/Hで使用されている新幹線用
改良型すり板に比較すると、その耐摩耗性を顕著に向上
せしめると共に、相手方架線の損耗を少なくすることが
実証された。
請求項１の発明により得られた実施例１〜７と、請求項
２の発明によりえられた実施例８〜１３の焼結合金は、
高速電気車のパンタグラフ用すり板として必要な機械的
特性を具備し、かつ表５および表６により明らかな如
く、現在２２０〜２４０Km/Hで使用されている新幹線用
改良型すり板に比較すると、その耐摩耗性を顕著に向上
せしめると共に、相手方架線の損耗を少なくすることが
実証された。
【００２９】また、実施例の１および９の配合組成とそ
れに対応する表３ないし表６により明らかなように、Ｃ
ｒ８〜２５％、金属硫化物３〜９％、ＢＮ０.１〜４
％、Ｐ１％以下、Ｐｂ３〜８％、残Ｆｅ粉よりなる配合
資料、または、Ｃｒ８〜２５％、金属硫化物４〜１０
％、ＢＮ０.２〜５％、Ｐ０.１％以下、残Ｆｅ粉よりな
る配合粉資料のうち、鉄の少量をＷ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｕ，Ｃまたはこれ等の化合物におきかえても、潤滑剤と
して金属硫化物とＢＮの配合量が上記の範囲内にあれば
焼結合金の耐摩耗性能は他の実施例とほとんど変わらな
い。従って、本発明には、鉄の少量をＷ，Ｎｉ，Ｔｉ，
Ｃｕ，Ｃまたはこれらの化合物におきかえた場合も包含
される。
れに対応する表３ないし表６により明らかなように、Ｃ
ｒ８〜２５％、金属硫化物３〜９％、ＢＮ０.１〜４
％、Ｐ１％以下、Ｐｂ３〜８％、残Ｆｅ粉よりなる配合
資料、または、Ｃｒ８〜２５％、金属硫化物４〜１０
％、ＢＮ０.２〜５％、Ｐ０.１％以下、残Ｆｅ粉よりな
る配合粉資料のうち、鉄の少量をＷ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｕ，Ｃまたはこれ等の化合物におきかえても、潤滑剤と
して金属硫化物とＢＮの配合量が上記の範囲内にあれば
焼結合金の耐摩耗性能は他の実施例とほとんど変わらな
い。従って、本発明には、鉄の少量をＷ，Ｎｉ，Ｔｉ，
Ｃｕ，Ｃまたはこれらの化合物におきかえた場合も包含
される。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、摺
板の耐摩耗性能を顕著に向上せしめると共に、その摺面
が黒褐色の平滑で光沢があり、相手方架線の摺動表面も
滑らかで黒褐色の光沢があり、架線の損傷と摩耗を顕著
に減少せしめる効果があり、その潤滑性能と耐摩耗性能
はすり板の摺動面が瞬時１０００℃前後になった場合で
も安定しているので、２７０〜３５０Km/Hの高速電気車
パンタグラフ用すり板として十分実用に供することがで
きる。
板の耐摩耗性能を顕著に向上せしめると共に、その摺面
が黒褐色の平滑で光沢があり、相手方架線の摺動表面も
滑らかで黒褐色の光沢があり、架線の損傷と摩耗を顕著
に減少せしめる効果があり、その潤滑性能と耐摩耗性能
はすり板の摺動面が瞬時１０００℃前後になった場合で
も安定しているので、２７０〜３５０Km/Hの高速電気車
パンタグラフ用すり板として十分実用に供することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 純久 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 福原 邦夫 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−110442（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−136520（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比にて、単体Ｃｒ８〜２５％、金属
硫化物３〜９％、ＢＮ０.１〜４％、Ｐ１％以下、鉛３
〜８％、残部Ｆｅよりなる各原料粉末を混合圧縮成形
後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気中で焼結して焼
結体を得ることを特徴とする鉄系耐摩焼結合金の製造
法。 - 【請求項２】 重量比にて、単体Ｃｒ８〜２５％、金属
硫化物４〜１０％、ＢＮ０.２〜５％、Ｐ１％以下、残
部Ｆｅよりなる各原料粉末を混合圧縮成形後、非酸化雰
囲気中あるいは還元雰囲気中で焼結して焼結体を得るこ
とを特徴とする鉄系耐摩焼結合金の製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4128714A JP2511225B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
| FR939305956A FR2691412B1 (fr) | 1992-05-21 | 1993-05-18 | Procédé de préparation d'un alliage fritté à base de fer pour un curseur de pantographe. |
| KR1019930008790A KR960003177B1 (ko) | 1992-05-21 | 1993-05-21 | 집전슬라이더용 철계소결합금의 제조방법 |
| DE4317121A DE4317121C2 (de) | 1992-05-21 | 1993-05-21 | Verfahren zum Erzeugen einer gesinterten Legierung auf Eisenbasis für Stromabnehmergleiter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4128714A JP2511225B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320817A JPH05320817A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2511225B2 true JP2511225B2 (ja) | 1996-06-26 |
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ID=14991616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4128714A Expired - Fee Related JP2511225B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511225B2 (ja) |
| KR (1) | KR960003177B1 (ja) |
| DE (1) | DE4317121C2 (ja) |
| FR (1) | FR2691412B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108515170A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-11 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种新型高性能受电弓材料的制备工艺 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036808B2 (ja) * | 1971-09-17 | 1975-11-27 | ||
| JPS5442332B2 (ja) * | 1973-12-21 | 1979-12-13 | ||
| JPS51136520A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-26 | Mitsubishi Metal Corp | Wear res isting iron-based sintered alloy |
| JPS6210238A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-19 | Teikoku Carbon Kogyo Kk | 集電摺動用鉄系耐磨焼結合金の製造法 |
| JPS62284036A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-09 | Teikoku Carbon Kogyo Kk | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
| JPS6365741A (ja) * | 1986-09-06 | 1988-03-24 | Fuji Electric Co Ltd | 再生中継回路 |
| JPH0787642B2 (ja) * | 1988-08-30 | 1995-09-20 | 帝国カーボン工業株式会社 | 高速電気車用軽量複合耐摩摺動集電板 |
| JP2567960B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1996-12-25 | 帝国カーボン工業 株式会社 | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
| JPH0772319B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1995-08-02 | 帝国カーボン工業株式会社 | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP4128714A patent/JP2511225B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-18 FR FR939305956A patent/FR2691412B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-21 DE DE4317121A patent/DE4317121C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-21 KR KR1019930008790A patent/KR960003177B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108515170A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-11 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种新型高性能受电弓材料的制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2691412A1 (fr) | 1993-11-26 |
| KR930023479A (ko) | 1993-12-18 |
| DE4317121C2 (de) | 1996-10-17 |
| DE4317121A1 (de) | 1993-11-25 |
| FR2691412B1 (fr) | 1994-09-30 |
| KR960003177B1 (ko) | 1996-03-06 |
| JPH05320817A (ja) | 1993-12-07 |
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