JP2531325B2 - 銅合金トロリ線 - Google Patents
銅合金トロリ線Info
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Description
る電車線のトロリ線に関するものである。
リ線としては純銅またはSn:0.3重量%含有の銅合
金線材が用いられていた。
近年、新しく製造される電気車はますます高速化する傾
向にあり、それに伴ってトロリ線の架線張力を大きくす
る必要があり、一層の高張力を有するトロリ線が求めら
れている。
おり、例えば、特開平3−56632号公報および特開
平3−56633号公報には重量%で、Zr:0.00
1〜0.35%とCr:0.01〜1.2%を含み、さ
らに必要に応じて、Mg:0.3%以下、Zn:1.5
%以下、Ag:0.2%以下、Cd:0.5%以下の内
の1種または2種以上を合計で1.5%以下を含み、残
部:CuとSn:100ppm 以下、Si:50ppm 以
下、P:50ppm 以下、Fe:100ppm 以下、Ni:
100ppm 以下、Pb:20ppm 以下、As:20ppm
以下、Sb:20ppm 以下、Bi:20ppm 以下、S:
10ppm 以下に制限した不可避不純物からなる組成の銅
合金トロリ線が記載されている。
純銅または所定の成分組成を有する銅合金鋳塊を製造
し、この鋳塊を熱間圧延または熱間押出しにより大径短
尺の純銅または銅合金粗圧延コイルを作製し、この大径
短尺の純銅または銅合金粗圧延コイルを圧接接合したの
ち所定の寸法に線引き加工することにより製造されてい
る。
−56632号公報および特開平3−56633号公報
記載のトロリ線は、耐集電摺動摩耗性および引張り強さ
が十分に満足できるものではなく、さらに圧接性が悪い
ところから引抜き加工時に圧接部およびその近傍に破断
を生じることがあるだけでなく、さらに圧接部の引張り
強さが低いと架線状態にあるトロリ線が圧接部で切断す
ることがあり、事故の原因となることがあった。
圧接性に優れた成分組成の銅合金からなり、耐集電摺動
摩耗性および引張り強さが従来よりも一層すぐれた銅合
金トロリ線を得るべく研究を行った結果、Cr:0.3
1〜0.8%、Zr:0.01〜0.25%、Si:
0.01〜0.1%を含有し、さらに必要に応じてM
g:0.001〜0.05%を含む銅合金において、酸
素含有量を10ppm 以下に制限すると、従来よりも一層
耐集電摺動摩耗性および引張り強さが向上し、さらに圧
接性も改善されるという知見を得たのである。
れたものであって、重量%で、Cr:0.31〜0.8
%、Zr:0.01〜0.25%、Si:0.01〜
0.1%、酸素:10ppm 以下を含有し、さらに必要に
応じてMg:0.001〜0.05%を含有し、残りが
Cuおよび不可避不純物からなる組成の銅合金トロリ線
に特徴を有するものである。
は、通常の無酸素銅を溶解して得られた溶銅に、黒鉛ノ
ズルを通して還元性ガスを吹込み、上記還元性ガスを吹
込む途中で一時的に酸化銅を添加し、さらに続けて還元
性ガスを吹込むことにより酸素:0.5ppm 以下の極低
酸素銅溶湯を作製し、この極低酸素銅溶湯に所定量のC
rを添加し、さらに所定量のZr,SiおよびMgを添
加したのち鋳造して円柱または角柱状の鋳塊を製造す
る。
50℃〜1050℃に加熱し、熱間加工して粗線を製造
し、この粗線を熱間圧接または冷間圧接したのち、80
0〜1050℃、0.1〜2時間保持後急冷の溶体化処
理を施し、さらに冷間加工することにより所定の断面寸
法のトロリ線を作製する。
合金の成分組成を上記の如く限定した理由について説明
する。
することにより耐摩耗性を向上せしめ、さらに耐熱強度
の向上をもたらす成分であるが、Cr含有量が0.8%
を越え、Zr含有量が0.25%を越えて含有すると上
記分散粒子が大きくなって加工後の仕上り線の圧接部強
度が低下し、アーク発生率が高くなり、耐集電摺動摩耗
性が低下し、一方、Cr含有量が0.31%未満、Zr
含有量が0.01%未満では所望の効果が得られない。
したがって、Cr:0.31〜0.8%、Zr:0.0
1〜0.25%の範囲となるようにそれぞれ定めた。
させる作用があるが、その含有量が0.01%未満では
所望の効果が得られず、一方、Siを0.1%を越えて
含有させると導電率が低下するために、Siの含有量は
0.01〜0.1%に定めた。
有するが、その含有量が0.001%未満では所望の効
果が得られず、一方、Mgを0.05%を越えて含有す
ると集電板とのなじみが悪くなるところから、その含有
量を0.001〜0.05%に定めた。
i,Mgと酸化物を主体とした晶出物を形成し、その大
きさが2μm以上になりやすく、2μm以上の晶出物が
トロリ線素地中に残存すると圧接後の接合部およびその
近傍の強度が低下し、アーク発生率が高くなり、トロリ
線の損傷が激しくなることから、酸素含有量は10ppm
以下に定めた。
用意し、この電気銅を黒鉛るつぼに装入し、Arガス雰
囲気中にて溶解し、溶銅温度が1200℃になった時点
で約10l/分の流量のCOガスを黒鉛ノズルを通して
吹込み、10分間続けて吹込んだのち、上記黒鉛ノズル
を通してCu2 O粉末を1000g瞬間的に吹込み、さ
らに上記COガスを10分間続けて吹込むことによりO
2 :0.5ppm 以下の極低酸素銅溶湯を作製し、この溶
湯中にCrを添加し、さらにZr,SiおよびMgを添
加攪拌し、ついで得られた銅合金溶湯を金型に鋳込んで
直径:250mm、長さ:3mの寸法を有する円柱状銅合
金鋳塊を得た。
中、温度:900℃、1時間保持の条件で加熱し、直
径:25mm、長さ:300mの粗圧延線を製造し、この
粗圧延線を熱間圧接して長尺の熱間粗圧延線とし、つい
でCOガス雰囲気中、温度:950℃、1時間保持した
のち水冷の溶体化処理を施した。
粗圧延線の表面酸化物を除去し、冷間引抜き加工を8回
繰返して最終的に直径:12mmの線材を作製し、このよ
うにして得られた銅合金線材を、さらに光揮焼鈍炉に装
入し、450℃に1.5時間保持の時効析出処理を施
し、表1に示される成分組成の本発明トロリ線1〜4、
比較トロリ線1〜7および従来トロリ線を製造した。
101に示される方法で圧接部以外の部分の引張り強さ
および圧接部における引張り強さを測定し、圧接部の強
度については、圧接部以外の部分の引張り強さに対して
95%以上の引張り強さを確保されているものをA、8
5%以上〜95%未満確保されているものをB、85%
未満のものをCと判定し、その結果を表2に示した。さ
らにJIS C 3001に準拠した四端子法により測
定長:1mで導電率を測定し、さらに下記の図1に示さ
れる装置を用いて集電摺動摩耗特性を測定した。
の装置の概略図であり、図1において1は回転体、2は
トロリ線、3は集電板(すり板)、4は離線率計であ
る。
明トロリ線1〜4、比較トロリ線1〜7および従来トロ
リ線を直径:50cmの回転体1に巻付け、一方、パンタ
グラフ用鉄系すり板(M−39、商品名)からなる集電
板3を上記トロリ線に押付力:2kgf で押付け、集電板
3に20A,100Vの直流を流しながら、上記回転体
1を周速度:15km/時で60分間回転し、集電板摩耗
率、トロリ線断面積摩耗率およびアーク発生率などの集
電摺動摩耗特性を測定し、この測定値を表2に示した。
上記集電板摩耗率は、集電板の重量減を回転体の回転数
を距離に換算した値で除することにより求め、トロリ線
断面積摩耗率は試験後トロリ線の径をマイクロメーター
で正確に計り、その減少量を回転数で除することにより
求めた。さらにアーク発生時に10〜20Vの電位差が
生じるので電位差が6V以上50V以下の場合をアーク
発生として、集電摩耗試験時、2分毎に10秒間この電
位差を離線率計により測定し、これを連続的にチャート
に記録し、アーク発生時間を求め、この10秒間に対す
るアーク発生時間の百分率をアーク発生率として求め
た。
発明トロリ線1〜4は、従来トロリ線に比較していずれ
も引張り強さおよび耐集電摺動摩耗特性が優れた特性を
有し、製造コストも下げうることが理解できる。
組成を有する比較トロリ線1〜7は、引張り強さ、圧接
部強度あるいは導電率など少なくとも1つのトロリ線と
しては好ましくない特性が現われていることがわかる。
ロリ線の架線張力を大きくし、トロリ線の損傷および摩
耗が激しくなるためにトロリ線の交換など保守点検回数
が増加しているが、この発明のトロリ線を用いることに
より保守点検回数を減らすことができ、優れた効果をも
たらすものである。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、Cr:0.31〜0.8%、
Zr:0.01〜0.25%、Si:0.01〜0.1
%、酸素:10ppm 以下を含有し、残りがCuおよび不
可避不純物からなる組成の銅合金からなることを特徴と
する銅合金トロリ線。 - 【請求項2】 重量%で、Cr:0.31〜0.8%、
Zr:0.01〜0.25%、Si:0.01〜0.1
%、Mg:0.001〜0.05%、酸素:10ppm 以
下を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組
成の銅合金からなることを特徴とする銅合金トロリ線。
Priority Applications (6)
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DE69317323T DE69317323T2 (de) | 1992-05-08 | 1993-05-07 | Draht für elektrische Bahnstrecke und Verfahren zur Herstellung desselben |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP2010174347A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電線導体の製造方法 |
JPWO2011036728A1 (ja) * | 2009-09-25 | 2013-02-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金トロリ線 |
CN104379783A (zh) | 2012-07-31 | 2015-02-25 | 三菱电线工业株式会社 | 铜合金滑接线及铜合金滑接线的制造方法 |
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-
1992
- 1992-05-08 JP JP4143201A patent/JP2531325B2/ja not_active Expired - Lifetime
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