JPH0372040A - トロリー線用銅合金 - Google Patents
トロリー線用銅合金Info
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Landscapes
- Conductive Materials (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〕
本発明は、集電摺動耐摩耗性、耐熱性に優れ、かつ放熱
性や強度に優れたトロリー線用銅合金に関するものであ
る。
性や強度に優れたトロリー線用銅合金に関するものであ
る。
従来、電車線などの運搬輸送用トロリー線の材料として
は、タフピッチ銅を代表とする純銅が用いられて来たが
、高速輸送化の傾向から、Ａｇ人銅などが順次用いられ
るようになった。しかしＡｇ人鋼においては耐摩耗性の
点で現状の高速化に対応しきれず、またＳｎ入銅は耐摩
耗性の点ではＡｇ入銅より優れているが、高速化、大容
量化による摩耗の増加、発熱に対する耐熱強度等の問題
があり、これらの材料においても機械的、熱的な損傷、
摩耗が著しく、高速集電性能、高速集電音、保守経費等
の面より、その改善が望まれていた。
は、タフピッチ銅を代表とする純銅が用いられて来たが
、高速輸送化の傾向から、Ａｇ人銅などが順次用いられ
るようになった。しかしＡｇ人鋼においては耐摩耗性の
点で現状の高速化に対応しきれず、またＳｎ入銅は耐摩
耗性の点ではＡｇ入銅より優れているが、高速化、大容
量化による摩耗の増加、発熱に対する耐熱強度等の問題
があり、これらの材料においても機械的、熱的な損傷、
摩耗が著しく、高速集電性能、高速集電音、保守経費等
の面より、その改善が望まれていた。
本発明は上記の問題について検討の結果なされたもので
、集電摺動耐摩耗性、耐熱強度、放熱性などの緒特性に
優れ、高速、大容量化に適したトロリー線用銅合金を開
発したものである。
、集電摺動耐摩耗性、耐熱強度、放熱性などの緒特性に
優れ、高速、大容量化に適したトロリー線用銅合金を開
発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、Ｃ
ｒ ０．０１＝１．２ｗｔ％を含み不純物としてＳｎを
１００ｐｐｍ以下、５ｉ５Ｏｐｐｍ以下、Ｐ ５０ｐｐ
ｍ以下、Ｆ ｅ １１００ｐｐ以下、Ｎ ｉ １００ｐ
ｐｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐｍ以下、Ａ ｓ ２０ｐｐｍ以
下、Ｓｂ２０ｐｐｍ以下、Ｂｉ２ｏｐｐｍ以下、Ｓ １
０ｐｐ＋ｓ以下にそれぞれ制限し、残部Ｃｕからなるト
ロリー線用銅合金であり、またＣｒ ０．０１〜１．２
ｗｔ％を含みさらにＭ ｇ０．００５〜０．３ｗｔ％、
Ｚ ｎ０．０１＝１．５ｗＬ％、Ａ ｇ ０．００５〜
０．２ｗｔ％、Ｃｄ ０．００５〜０．５ｗｔ％の１種
または２種以上を合計で０．ｏｏｓ〜１．５ｗｔ％含み
、不純物としてＳｎを１１００ｐｐ以下、Ｓ ｉ５０ｐ
ｐｍ５０ｐｐ ５０１）ｐ１１以下、ＦＦｅ１００ｐｐ
以下、Ｎ ｉ １００ｐｐ＋ｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐｍ以
下、Ａ ５２０１１１１１１以下、Ｓｂ２Ｏｐｐｍ以下
、Ｂｉ ２０ｐｐｍ以下、５ｌｏｐρ−以下にそれぞれ
制限し、残部Ｃｕからなるトロリー線用銅合金である。
ｒ ０．０１＝１．２ｗｔ％を含み不純物としてＳｎを
１００ｐｐｍ以下、５ｉ５Ｏｐｐｍ以下、Ｐ ５０ｐｐ
ｍ以下、Ｆ ｅ １１００ｐｐ以下、Ｎ ｉ １００ｐ
ｐｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐｍ以下、Ａ ｓ ２０ｐｐｍ以
下、Ｓｂ２０ｐｐｍ以下、Ｂｉ２ｏｐｐｍ以下、Ｓ １
０ｐｐ＋ｓ以下にそれぞれ制限し、残部Ｃｕからなるト
ロリー線用銅合金であり、またＣｒ ０．０１〜１．２
ｗｔ％を含みさらにＭ ｇ０．００５〜０．３ｗｔ％、
Ｚ ｎ０．０１＝１．５ｗＬ％、Ａ ｇ ０．００５〜
０．２ｗｔ％、Ｃｄ ０．００５〜０．５ｗｔ％の１種
または２種以上を合計で０．ｏｏｓ〜１．５ｗｔ％含み
、不純物としてＳｎを１１００ｐｐ以下、Ｓ ｉ５０ｐ
ｐｍ５０ｐｐ ５０１）ｐ１１以下、ＦＦｅ１００ｐｐ
以下、Ｎ ｉ １００ｐｐ＋ｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐｍ以
下、Ａ ５２０１１１１１１以下、Ｓｂ２Ｏｐｐｍ以下
、Ｂｉ ２０ｐｐｍ以下、５ｌｏｐρ−以下にそれぞれ
制限し、残部Ｃｕからなるトロリー線用銅合金である。
すなわち本発明はＣｕにＣｒを添加して耐摩耗性および
耐熱強度を向上させ、また合金中のＳｎ、Ｓｉ、Ｆｅ５
Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｓ５Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓなどの不純物の量を
所定量以下に制限することにより、放熱性、耐摩耗性の
低下を防止し、かつトロリー線表面の健全性を保持せし
めたものである。
耐熱強度を向上させ、また合金中のＳｎ、Ｓｉ、Ｆｅ５
Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｓ５Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓなどの不純物の量を
所定量以下に制限することにより、放熱性、耐摩耗性の
低下を防止し、かつトロリー線表面の健全性を保持せし
めたものである。
そしてまた上記の成分にＭｇ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｄのいず
れか１種または２種以上を添加することにより、耐熱強
度、耐摩耗性、耐アーク性をさらに向上させたものであ
る。
れか１種または２種以上を添加することにより、耐熱強
度、耐摩耗性、耐アーク性をさらに向上させたものであ
る。
しかして本発明合金の組成を上記のように限定したのは
下記の理由によるものである。
下記の理由によるものである。
先ずＣｒを０．０１−１．２ｗｔ％としたのは、Ｃ「は
鋼中に分散粒子として存在することにより、耐摩耗性を
向上させる働きを示し、さらに耐熱強度の向上をもたら
す。この範囲内では、その効果が高いと共に、容易かつ
安価に製造できる。しかし、０．０１ｉｉｔ％未満では
上記の効果は得られるもののその含有量の制御が難しく
製造性が低下し、また１、２ ｉｉｔ％を越えると上記
の効果は飽和し、鋳造性の低下や、導電性（放熱性）の
低下を招くためである。
鋼中に分散粒子として存在することにより、耐摩耗性を
向上させる働きを示し、さらに耐熱強度の向上をもたら
す。この範囲内では、その効果が高いと共に、容易かつ
安価に製造できる。しかし、０．０１ｉｉｔ％未満では
上記の効果は得られるもののその含有量の制御が難しく
製造性が低下し、また１、２ ｉｉｔ％を越えると上記
の効果は飽和し、鋳造性の低下や、導電性（放熱性）の
低下を招くためである。
さらに合金中の不純物としてのＳｎ、Ｓ ｉ、ｐ。
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｓ５Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓなどの量を規
定したのは、Ｓｎは耐摩耗性を向上させる働きを示すが
、本発明の特徴とする放熱性もｔ員なう作用が大きいた
めである。Ｓｉ、ＰについてはＣｒとの粗大析出物を形
成し易いために耐摩耗性に寄与するＣｒ１ｌを減少させ
るのを防くためである。Ｆｅ、Ｎｉは共にＳｎと同様に
放熱性を低下させる作用が大きく本発明の特徴を損なう
からである。さらにＰｂ、、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓにつ
いては、鋼中に粗大粒子として存在したり、粒界に濃縮
することにより熱間加工時の再熱割れや熱間加工別れを
生したり、トロリー線表面の健全性を損なうために限定
したものである。
定したのは、Ｓｎは耐摩耗性を向上させる働きを示すが
、本発明の特徴とする放熱性もｔ員なう作用が大きいた
めである。Ｓｉ、ＰについてはＣｒとの粗大析出物を形
成し易いために耐摩耗性に寄与するＣｒ１ｌを減少させ
るのを防くためである。Ｆｅ、Ｎｉは共にＳｎと同様に
放熱性を低下させる作用が大きく本発明の特徴を損なう
からである。さらにＰｂ、、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓにつ
いては、鋼中に粗大粒子として存在したり、粒界に濃縮
することにより熱間加工時の再熱割れや熱間加工別れを
生したり、トロリー線表面の健全性を損なうために限定
したものである。
Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｄなどにツイテは、これらは、単
独および複合添加により放熱性をあまり低下させること
なく、Ｍｇ、Ａｇ、Ｃｄでは耐熱強度や耐摩耗性の向上
を示しＺｎでは、耐食性や耐アーク性を良好にし、トロ
リー線のライフサイクルを高める働きを示す。しかしな
がら上記の範囲未満ではその効果は小さく、またその範
囲を越えると放熱性を低下させるからである。なお上記
した不純物以外の不純物は含有しても差支えない。
独および複合添加により放熱性をあまり低下させること
なく、Ｍｇ、Ａｇ、Ｃｄでは耐熱強度や耐摩耗性の向上
を示しＺｎでは、耐食性や耐アーク性を良好にし、トロ
リー線のライフサイクルを高める働きを示す。しかしな
がら上記の範囲未満ではその効果は小さく、またその範
囲を越えると放熱性を低下させるからである。なお上記
した不純物以外の不純物は含有しても差支えない。
本発明合金の製造は、通常の製造方法により製造できる
が、熱間による水中押出し法や、水冷鋳型を用いた連続
鋳造法により、間接的もしくは、直接的に銅合金固溶体
を形成させた後に、トロリー線としての加工、熱処理等
を施す方法により製造できる。
が、熱間による水中押出し法や、水冷鋳型を用いた連続
鋳造法により、間接的もしくは、直接的に銅合金固溶体
を形成させた後に、トロリー線としての加工、熱処理等
を施す方法により製造できる。
以下に本発明の一実施例について説明する。
不純物濃度を制限した銅地金を溶製し、溶湯中のＰｇ度
が５０ｐｐＩｍ以下になるように制御したＰｆｆｉで溶
湯を脱酸した後（Ｚｎ含有の場合はＺｎでも可能）、Ｍ
ｇ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｒを添加し、十分に溶解後、
２００ｍｎ＋φの鋳塊に鋳造した。これを９８０℃に０
．５ｈｒ保持した後、熱間水冷押出しを行ない２５ａａ
φの荒引線とした。続いて表面研削と冷間伸線と時効処
理を順次、繰返し行ない１７０−の溝付トロリー線に加
工し、第１表に示す各組成の供試材を作製した。なお従
来材として０．ｌ２ｗｔ％Ａｇ人銅を作製した。
が５０ｐｐＩｍ以下になるように制御したＰｆｆｉで溶
湯を脱酸した後（Ｚｎ含有の場合はＺｎでも可能）、Ｍ
ｇ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｒを添加し、十分に溶解後、
２００ｍｎ＋φの鋳塊に鋳造した。これを９８０℃に０
．５ｈｒ保持した後、熱間水冷押出しを行ない２５ａａ
φの荒引線とした。続いて表面研削と冷間伸線と時効処
理を順次、繰返し行ない１７０−の溝付トロリー線に加
工し、第１表に示す各組成の供試材を作製した。なお従
来材として０．ｌ２ｗｔ％Ａｇ人銅を作製した。
これらの供試材について、引張強さ、導電性、耐熱性、
集電摺動摩耗性、アーク特性について調べた。なお引張
強さはＪＩＳ ２２４１に基づき室温２０°Ｃで測定し
、耐熱性については４００°Ｃの温度に加熱し、その時
の引張強さを測定した。また放熱性はその代用特性とし
て導電率をＪＩＳ Ｈ０５７５に基づいて測定し、集電
摺動摩耗性については、直径５ｍの円板に供試材を環状
に設置し、すり板として銅系焼結合金を取付けたパンタ
グラフを５ ｋｇ４の押上げ力により接触させ、交流１
００Ａを通電しながら、５０ｋｍ／ｈの速度で無潤滑状
態で摺動させ、１０万パンタ後の摩耗量を測定し、耐ア
ーク性については、銅系焼結合金すり板と供試材トロリ
ー線間に定常電流Ａｃ５０Ａを通電し、接触と離線を２
００回繰返し行ないアークを発生させ、その時の摩耗量
を測定した。その結果を第２表に示した。
集電摺動摩耗性、アーク特性について調べた。なお引張
強さはＪＩＳ ２２４１に基づき室温２０°Ｃで測定し
、耐熱性については４００°Ｃの温度に加熱し、その時
の引張強さを測定した。また放熱性はその代用特性とし
て導電率をＪＩＳ Ｈ０５７５に基づいて測定し、集電
摺動摩耗性については、直径５ｍの円板に供試材を環状
に設置し、すり板として銅系焼結合金を取付けたパンタ
グラフを５ ｋｇ４の押上げ力により接触させ、交流１
００Ａを通電しながら、５０ｋｍ／ｈの速度で無潤滑状
態で摺動させ、１０万パンタ後の摩耗量を測定し、耐ア
ーク性については、銅系焼結合金すり板と供試材トロリ
ー線間に定常電流Ａｃ５０Ａを通電し、接触と離線を２
００回繰返し行ないアークを発生させ、その時の摩耗量
を測定した。その結果を第２表に示した。
第２表から明らかなように本発明によるトロリー線は、
従来のＡｇ人銅（Ｎα６）に比軟して著しく優れた特性
を有している。また本発明範囲外の比較材Ｎａ４，５は
、導電性や耐摩耗性が劣っており、製造についても本発
明のものより難しい。
従来のＡｇ人銅（Ｎα６）に比軟して著しく優れた特性
を有している。また本発明範囲外の比較材Ｎａ４，５は
、導電性や耐摩耗性が劣っており、製造についても本発
明のものより難しい。
〔効果］
以上に説明したように本発明によれば、優れた集電摺動
耐摩耗性や強度、耐熱性を調和して有しており、高速、
大容量化に適したトロリー線材料が得られるもので工業
上顕著な効果を奏するものである。
耐摩耗性や強度、耐熱性を調和して有しており、高速、
大容量化に適したトロリー線材料が得られるもので工業
上顕著な効果を奏するものである。
Claims (2)
- （１） Ｃｒ０．０１〜１．２ｗｔ％を含み不純物とし
てＳｎを１００ｐｐｍ以下、Ｓｉ５０ｐｐｍ以下、Ｐ５
０ｐｐｍ以下、Ｆｅ１００ｐｐｍ以下、Ｎｉ１００ｐｐ
ｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐｍ以下、Ａｓ２０ｐｐｍ以下、Ｓ
ｂ２０ｐｐｍ以下、Ｂｉ２０ｐｐｍ以下、Ｓ１０ｐｐｍ
以下にそれぞれ制限し、残部Ｃｕからなるトロリー線用
銅合金。 - （２） Ｃｒ０．０１〜１．２ｗｔ％を含みさらにＭｇ
０．００５〜０．３ｗｔ％、Ｚｎ０．０１〜１．５ｗｔ
％、Ａｇ０．００５〜０．２ｗｔ％、Ｃｄ０．００５〜
０．５ｗｔ％の１種または２種以上を合計で０．００５
〜１．５ｗｔ％含み、不純物としてＳｎを１００ｐｐｍ
以下、Ｓｉ５０ｐｐｍ以下、Ｐ５０ｐｐｍ以下、Ｆｅ１
００ｐｐｍ以下、Ｎｉ１００ｐｐｍ以下、Ｐｂ２０ｐｐ
ｍ以下、Ａｓ２０ｐｐｍ以下、Ｓｂ２０ｐｐｍ以下、Ｂ
ｉ２０ｐｐｍ以下、Ｓ１０ｐｐｍ以下にそれぞれ制限し
、残部Ｃｕからなるトロリー線用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20628889A JPH0372040A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | トロリー線用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20628889A JPH0372040A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | トロリー線用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372040A true JPH0372040A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16520827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20628889A Pending JPH0372040A (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | トロリー線用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0372040A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7416620B2 (en) | 1996-08-29 | 2008-08-26 | Luvata Oy | Copper alloy and method for its manufacture |
| JP2010084163A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 銅合金線及びその製造方法 |
| CN104630545A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-20 | 上海理工大学 | 高温滑触线铜合金及其制造方法 |
| WO2021005923A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金トロリ線 |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP20628889A patent/JPH0372040A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7416620B2 (en) | 1996-08-29 | 2008-08-26 | Luvata Oy | Copper alloy and method for its manufacture |
| JP2010084163A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 銅合金線及びその製造方法 |
| CN104630545A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-20 | 上海理工大学 | 高温滑触线铜合金及其制造方法 |
| WO2021005923A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金トロリ線 |
| JP2021014604A (ja) * | 2019-07-10 | 2021-02-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅合金トロリ線 |
| CN114072530A (zh) * | 2019-07-10 | 2022-02-18 | 三菱综合材料株式会社 | 铜合金架空线 |
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