JPH01252755A - 車両用合金鋳鉄制輪子 - Google Patents
車両用合金鋳鉄制輪子Info
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- JPH01252755A JPH01252755A JP8177288A JP8177288A JPH01252755A JP H01252755 A JPH01252755 A JP H01252755A JP 8177288 A JP8177288 A JP 8177288A JP 8177288 A JP8177288 A JP 8177288A JP H01252755 A JPH01252755 A JP H01252755A
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- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
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- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は車両用合金鋳鉄制輪子に関し、特にたとえば
気動車2客車1機関車および貨車などの鉄道車両のブレ
ーキ装置に用いられる、車両用合金鋳鉄制輪子に関する
。
気動車2客車1機関車および貨車などの鉄道車両のブレ
ーキ装置に用いられる、車両用合金鋳鉄制輪子に関する
。
(従来技術)
従来、鉄道車両用鋳鉄制輪子の材料として、片状黒鉛と
パーライトとからなる普通鋳鉄が用いられていた。普通
鋳鉄からなる制輪子の特徴は、湿潤条件下でも摩擦係数
が安定しており、車両踏面への悪影響が少ないことであ
る。
パーライトとからなる普通鋳鉄が用いられていた。普通
鋳鉄からなる制輪子の特徴は、湿潤条件下でも摩擦係数
が安定しており、車両踏面への悪影響が少ないことであ
る。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、普通鋳鉄からなる制輪子は、高速域での
摩擦係数が低くて制動距離が長くなることおよび摩耗し
やすくて寿命が短いことがその欠点として挙げられる。
摩擦係数が低くて制動距離が長くなることおよび摩耗し
やすくて寿命が短いことがその欠点として挙げられる。
すなわち、車両が高速化しまた経費低減の要求が高まる
中、制輪子の摩擦係数が低いと制動距離が伸びてしまう
という問題があり、また、制輪子の耐摩耗性が低いと現
場保守に経費がかかるなどの問題があった。
中、制輪子の摩擦係数が低いと制動距離が伸びてしまう
という問題があり、また、制輪子の耐摩耗性が低いと現
場保守に経費がかかるなどの問題があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、高速域での摩擦
係数が高くかつ耐摩耗性に優れた、車両用合金鋳鉄制輪
子を提供することである。
係数が高くかつ耐摩耗性に優れた、車両用合金鋳鉄制輪
子を提供することである。
(問題点を解決するための手段)
第1の発明は、Cを2.7〜3.5重量%、Siを1.
2〜2.5重量%、Mnを1.1〜3゜0重量%、P)
f:O,i〜0.5重量%、Sを0゜05〜0.I5重
量%、Cuを0.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2
.1重量%およびMoを0.2〜1.0重量%含む、車
両用合金鋳鉄制輪子である。
2〜2.5重量%、Mnを1.1〜3゜0重量%、P)
f:O,i〜0.5重量%、Sを0゜05〜0.I5重
量%、Cuを0.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2
.1重量%およびMoを0.2〜1.0重量%含む、車
両用合金鋳鉄制輪子である。
第2の発明は、Cを2.7〜3.5重量%、Siを1.
2〜2.5重量%、Mnを1.1〜3゜0重量%、Pを
0.1〜0.5重量%、Sを0゜05〜0.15重量%
、Cuを0.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2.1
重量%およびMoを0.2〜1.0重量%含み、さらに
、0,2〜1.0重量%のNiおよび0.05〜0.2
0重量%のBのうち少なくとも一方を含む、車両用合金
鋳鉄制輪子である。
2〜2.5重量%、Mnを1.1〜3゜0重量%、Pを
0.1〜0.5重量%、Sを0゜05〜0.15重量%
、Cuを0.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2.1
重量%およびMoを0.2〜1.0重量%含み、さらに
、0,2〜1.0重量%のNiおよび0.05〜0.2
0重量%のBのうち少なくとも一方を含む、車両用合金
鋳鉄制輪子である。
次に、この発明を構成する各元素の作用および含有量の
限定理由について説明する。
限定理由について説明する。
Mn(マンガン)は、基地パーライトffiを増加させ
、炭化物の形成を促し、耐摩耗性を付与する。
、炭化物の形成を促し、耐摩耗性を付与する。
特に、m織中に分散するマンガン系炭化物は、高速域で
の摩擦係数を高め耐摩耗性の向上に大きな役割をもつ、
そして、Mnの含有量が少なくなりすぎれば、組織中に
マンガン系炭化物がほとんど形成されず高速域での摩擦
係数の向上は顕著なものではなく、かつ、耐摩耗性は従
来のものと同じ程度となる。そのため、Mnの含有量を
1.1重量%以上とした。一方、Mnの含有量が3.0
重量%を越えると、マンガン系炭化物の量が多すぎて硬
くなりすぎ、車輪に摩損、撰傷などの悪影響をおよぼす
。この点も考慮した結果、Mnの含有量を1.1〜3.
0重量%とじた。
の摩擦係数を高め耐摩耗性の向上に大きな役割をもつ、
そして、Mnの含有量が少なくなりすぎれば、組織中に
マンガン系炭化物がほとんど形成されず高速域での摩擦
係数の向上は顕著なものではなく、かつ、耐摩耗性は従
来のものと同じ程度となる。そのため、Mnの含有量を
1.1重量%以上とした。一方、Mnの含有量が3.0
重量%を越えると、マンガン系炭化物の量が多すぎて硬
くなりすぎ、車輪に摩損、撰傷などの悪影響をおよぼす
。この点も考慮した結果、Mnの含有量を1.1〜3.
0重量%とじた。
Cr(クロム)は、それを1.1〜2.1重量%含有す
ることによって、マンガン系炭化物を高温で安定化し、
高温域での制動時による高温加熱に止るマンガン系炭化
物の分解を防ぎ、高温域での摩擦係数を安定に維持する
効果がある。また、Crを1.1〜2.1重量%含有す
ることによって、基地を強靭化することができ、制輪子
の制動動作中の加熱冷却時に生じる体積膨張、収縮の繰
り返しによって起こる熱亀裂を抑制する効果がある。そ
れに対して、Crの含有量が少なくなりすぎれば、その
ような効果の程度は著しくない。また、Crの含有量が
多くなりすぎれば、Fe−Crの炭化物が形成されて脆
くなり、強度、靭性に悪影響をおよぼす。
ることによって、マンガン系炭化物を高温で安定化し、
高温域での制動時による高温加熱に止るマンガン系炭化
物の分解を防ぎ、高温域での摩擦係数を安定に維持する
効果がある。また、Crを1.1〜2.1重量%含有す
ることによって、基地を強靭化することができ、制輪子
の制動動作中の加熱冷却時に生じる体積膨張、収縮の繰
り返しによって起こる熱亀裂を抑制する効果がある。そ
れに対して、Crの含有量が少なくなりすぎれば、その
ような効果の程度は著しくない。また、Crの含有量が
多くなりすぎれば、Fe−Crの炭化物が形成されて脆
くなり、強度、靭性に悪影響をおよぼす。
P(リン)を0.1〜0.5重量%含有することによっ
て、組織中に溶融温度が約950℃のステダイトが形成
される。そして、高速域からの制動時にステダイトが溶
融することによって、制輪子に、車輪踏面へのなじみや
すさが与えられる。
て、組織中に溶融温度が約950℃のステダイトが形成
される。そして、高速域からの制動時にステダイトが溶
融することによって、制輪子に、車輪踏面へのなじみや
すさが与えられる。
しかしながら、Pの含有量が0.1重量%未満では、ス
テダイトの形成に十分ではない。また、Pの含を量が0
.5重量%を越えれば、靭性の低下、熱亀裂の発生を促
す。
テダイトの形成に十分ではない。また、Pの含を量が0
.5重量%を越えれば、靭性の低下、熱亀裂の発生を促
す。
Mo(モリブデン)を0.2〜1.0重量%含有するこ
とによって、高温における組織を安定化させ、特に、高
温での機械的性質の改善に効果がある。
とによって、高温における組織を安定化させ、特に、高
温での機械的性質の改善に効果がある。
Cu(銅)を0.5〜1.5重量%含有することによっ
て、黒鉛が均一に分散され、基地パーライトが緻密にな
り引張強さが向上する。
て、黒鉛が均一に分散され、基地パーライトが緻密にな
り引張強さが向上する。
また、C(炭素)、 St (けい素)およびS(
硫黄)は、上記の各成分の特徴を生かし制輪子として調
和のとれた材料とするために、それぞれの含有量を2.
7〜3.5重量%、1,2〜2.5重量%および0.0
5〜0.15重量%の範囲に限定した。
硫黄)は、上記の各成分の特徴を生かし制輪子として調
和のとれた材料とするために、それぞれの含有量を2.
7〜3.5重量%、1,2〜2.5重量%および0.0
5〜0.15重量%の範囲に限定した。
なお、Ni にッケル)を0.2〜1.0重量%含有
すれば、基地パーライトが緻密になり、高温強さやクリ
ープ強さが向上される。
すれば、基地パーライトが緻密になり、高温強さやクリ
ープ強さが向上される。
また、B(ボロン)を0.05〜0.20重量%含有す
れば、黒鉛組織が微細化され、基地パーライトが緻密に
なり機械的性質が改善される。
れば、黒鉛組織が微細化され、基地パーライトが緻密に
なり機械的性質が改善される。
(発明の効果)
この発明によれば、高速域での摩擦係数が高くかつ耐摩
耗性に優れた、車両用合金鋳鉄制輪子が得られる。
耗性に優れた、車両用合金鋳鉄制輪子が得られる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。
(実施例)
まず、別表1に示す化学成分を含みかつ残部がFeから
なる各材料で、車両用合金鋳鉄制輪子を作り、それらを
試料番号θ〜15の試料とした。
なる各材料で、車両用合金鋳鉄制輪子を作り、それらを
試料番号θ〜15の試料とした。
この場合、試料番号Oの試料については、その成分を従
来の普通鋳鉄と同じ成分にした。したがって、試料番号
0の試料は従来例となる。
来の普通鋳鉄と同じ成分にした。したがって、試料番号
0の試料は従来例となる。
また、試料番号1の試料については、MnおよびCrの
含有量をこの発明の範囲より少なくした。
含有量をこの発明の範囲より少なくした。
試料番号2の試料については、Mnの含有量をこの発明
の範囲より少なくし、Crの含有量をこの発明の範囲よ
り多くした。試料番号14の試料については、Mnの含
有量をこの発明の範囲より多くし、Crの含有量をこの
発明の範囲より少なくした。さらに、試料番号15の試
料については、MnおよびCrの含有量をこの発明の範
囲より多くした。すなわち、試料番号1,2.14およ
び15の試料は、この発明の範囲外の比較例である。
の範囲より少なくし、Crの含有量をこの発明の範囲よ
り多くした。試料番号14の試料については、Mnの含
有量をこの発明の範囲より多くし、Crの含有量をこの
発明の範囲より少なくした。さらに、試料番号15の試
料については、MnおよびCrの含有量をこの発明の範
囲より多くした。すなわち、試料番号1,2.14およ
び15の試料は、この発明の範囲外の比較例である。
そして、試料番号O〜15の試料について、それぞれ、
引張強さ(kgf/m”)および硬さ(HB)の機械的
性質を調べた。
引張強さ(kgf/m”)および硬さ(HB)の機械的
性質を調べた。
さらに、それらの試料について、それぞれ、実物大の慣
性制動試験機で摩擦摩耗試験を行って、摩擦係数および
摩耗量を調べた。なお、この実物大の慣性制動試験機の
試験条件としては、車輪直径を86011とし、慣性重
量を6.36tonとし、制輪子を押し付ける力を’l
、5X2tonとした。
性制動試験機で摩擦摩耗試験を行って、摩擦係数および
摩耗量を調べた。なお、この実物大の慣性制動試験機の
試験条件としては、車輪直径を86011とし、慣性重
量を6.36tonとし、制輪子を押し付ける力を’l
、5X2tonとした。
これらの結果を別表2に示した。なお、摩擦係数につい
ては、ブレーキをかけ始めるときの速度を35.65,
95.110および125 km/hとして、それぞれ
5回ずつ測定しそれらの平均値で示した。
ては、ブレーキをかけ始めるときの速度を35.65,
95.110および125 km/hとして、それぞれ
5回ずつ測定しそれらの平均値で示した。
この結果より、この発明の範囲外である試料番号1の試
料では、その摩耗量が多いことがわかる。
料では、その摩耗量が多いことがわかる。
従来例となる試料番号0の試料では、その摩耗量がさら
に多いことがわかる。また、この発明の範囲外である試
料番号2,14および15の試料では、いずれも、引張
強さが小さくて強度、靭性が劣り、かつ、硬くなりすぎ
て車輪に損傷などの悪影響を与えることがわかる。
に多いことがわかる。また、この発明の範囲外である試
料番号2,14および15の試料では、いずれも、引張
強さが小さくて強度、靭性が劣り、かつ、硬くなりすぎ
て車輪に損傷などの悪影響を与えることがわかる。
それに対して、この発明の範囲内である試料番号3〜1
3の試料では、いずれも、引張強さが25 (k g
f /n+” )以上であって鋳鉄制輪子の引張強さと
して満足でき、硬さ(HB)が353以下であって車輪
に損傷などの悪影響を与えないことがわかる。しかも、
この発明の範囲内である試料番号3〜13の試料では、
いずれも、従来例となる試料番号Oの試料に比べて、摩
擦係数が大きくて摩擦性能が優れ、かつ、摩耗量が1/
4〜115程度に少なくなって耐摩耗性に優れているこ
とがわかる。
3の試料では、いずれも、引張強さが25 (k g
f /n+” )以上であって鋳鉄制輪子の引張強さと
して満足でき、硬さ(HB)が353以下であって車輪
に損傷などの悪影響を与えないことがわかる。しかも、
この発明の範囲内である試料番号3〜13の試料では、
いずれも、従来例となる試料番号Oの試料に比べて、摩
擦係数が大きくて摩擦性能が優れ、かつ、摩耗量が1/
4〜115程度に少なくなって耐摩耗性に優れているこ
とがわかる。
以上のように、この発明にがかる制輪子は、従来の制輪
子に比べて、高速域での摩擦係数が高くかつ耐摩耗性に
優れ、車両の高速化および経費低減に対応した制輪子で
あることがわかる。
子に比べて、高速域での摩擦係数が高くかつ耐摩耗性に
優れ、車両の高速化および経費低減に対応した制輪子で
あることがわかる。
なお、制輪子の材料となるFeとしては、高純度のFe
を用いることが好ましいが、不純物が混在するFeが用
いられてもよい。
を用いることが好ましいが、不純物が混在するFeが用
いられてもよい。
特許出願人 上田ブレーキ株式会社
代理人 弁理士 岡 1) 全 啓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Cを2.7〜3.5重量%、Siを1.2〜2.5
重量%、Mnを1.1〜3.0重量%、Pを0.1〜0
.5重量%、Sを0.05〜0.15重量%、Cuを0
.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2.1重量%およ
びMoを0.2〜1.0重量%含む、車両用合金鋳鉄制
輪子。 2 Cを2.7〜3.5重量%、Siを1.2〜2.5
重量%、Mnを1.1〜3.0重量%、Pを0.1〜0
.5重量%、Sを0.05〜0.15重量%、Cuを0
.5〜1.5重量%、Crを1.1〜2.1重量%およ
びMoを0.2〜1.0重量%含み、さらに、 0.2〜1.0重量%のNiおよび0.05〜0.20
重量%のBのうち少なくとも一方を含む、車両用合金鋳
鉄制輪子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8177288A JPH01252755A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 車両用合金鋳鉄制輪子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8177288A JPH01252755A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 車両用合金鋳鉄制輪子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01252755A true JPH01252755A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13755765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8177288A Pending JPH01252755A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 車両用合金鋳鉄制輪子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01252755A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN100465320C (zh) * | 2007-07-20 | 2009-03-04 | 山东滨州渤海活塞股份有限公司 | 用于活塞镶圈的含氮奥氏体铸铁材料 |
JP2015183198A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社栗本鐵工所 | 球状黒鉛鋳鉄、及び球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
JP2015183191A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社栗本鐵工所 | 球状黒鉛鋳鉄管、及び球状黒鉛鋳鉄管の製造方法 |
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-
1988
- 1988-03-31 JP JP8177288A patent/JPH01252755A/ja active Pending
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