JPH039182B2 - - Google Patents

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JPH039182B2
JPH039182B2 JP60190065A JP19006585A JPH039182B2 JP H039182 B2 JPH039182 B2 JP H039182B2 JP 60190065 A JP60190065 A JP 60190065A JP 19006585 A JP19006585 A JP 19006585A JP H039182 B2 JPH039182 B2 JP H039182B2
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JP
Japan
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particles
alloy
powder
remainder
composition
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JP60190065A
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JPS6250451A (ja
Inventor
Toshio Teraoka
Kunio Fukuhara
Noryuki Shirakuni
Makoto Seki
Masayuki Iijima
Tomomi Ishikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明はすぐれた耐摩耗性、耐アーク性、高
温下における潤滑性、および耐溶着性、並びに著
しく低い摩擦抵抗および相手攻撃性を有するFe
基焼結材料製電気車のパンタすり板材に関するも
のである。 〔従来の技術〕 従来、電気車のパンタグラフすり板材(以下、
単にすり板材と略記する)の製造には、黒鉛や硫
化物などの固体潤滑剤を分散せしめた各種のCu
基焼結材料やFe基焼結材料が用いられている。 これらの従来焼結材料製すり板材は、いずれも
材料を構成する素地によつてすぐれた耐摩耗性を
確保し、一方素地に分散含有する固体潤滑剤によ
つて相手材のとの潤滑性を高めて相手攻撃性を抑
制するようにした機能をもつものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、近年の電気車の高速化および省力化に
伴い、すり板材の使用条件も一段と苛酷になりつ
つあるが、上記各種の従来焼結材料製すり板材で
は、これに十分対処することができず、したがつ
て、より一層すぐれた特性を有するすり板材の開
発が望まれているのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、すり板材に要求される特性のすぐれたすり板
材を開発すべく研究を行なつた結果、すり板材
を、重量%で(以下%はすべて重量%を示す)、 (a) Mo粒子:0.1〜8%、 (b) Cr:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
からなる組成を有するFe−Cr合金粒子、およ
びMo:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
からなる組成を有するFe−Mo合金粒子のうち
の1種または2種:1〜15%、 (c) 二硫化タングステン(以下WS2で示す)粒
子、Pb粒子、および窒化ボロン(以下BNで示
す粒子のうちの1種または2種以上からなる潤
滑剤粒子:0.2〜10%、 以上(a)〜(c)粒子を分散相として含有し、 さらに、必要に応じて、 (d) Cr粒子:1〜15%、 を同じく分散相として含有し、 (e) 残りが素地を形成するFe基合金からなる組
成を有し、かつ上記Fe基合金が、全体に占め
る割合で、 Ni:0.1〜5%、C:0.02〜0.5%、 を含有し、残りが実質的にFeからなる組成を有
してなるFe基焼結材料で構成すると、この結果
のFe基焼結材料製すり板材は、すり板材に要求
される耐摩耗性、耐アーク性、高温下における潤
滑性、および耐溶着性にすぐれ、かつ摩擦抵抗お
よび相手攻撃性が著しく低く、実用に際してすぐ
れた性能を発揮するという研究結果を得たのであ
る。 この発明は、上記研究結果にもとづいてなされ
たものであつて、 (a) Mo粒子:0.1〜8%、 (b) Cr:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
からなる組成を有するFe−Cr合金粒子、およ
びMo:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
からなる組成を有するFe−Mo合金粒子のうち
の1種または2種:1〜15%、 (c) WS2粒子、Pb粒子、およびBN粒子のうちの
1種または2種以上からなる潤滑剤粒子:0.2
〜10%、 以上(a)〜(c)粒子を分散相として含有し、 さらに必要に応じて、 (d) Cr粒子:1〜15%、 を同じく分散相として含有し、 (e) 残りが素地を形成するFe合金からなる組成
を有し、かつ上記Fe基合金が、全体に占める
割合で、 Ni:0.1〜8%、C:0.02〜0.5%、 を含有し、残りが実質的にFeからなる組成を有
してなるFe基焼結合金で構成したFe基焼結材料
製すり板に特徴を有するものである。 以下に、この発明のすり板材において、これを
構成するFe基焼結材料の成分組成を上記の通り
に限定した理由を説明する。 (a) Mo粒子 Mo粒子は、分散相を形成し、かつ空気中で
酸化されやすい成分なので、すり板の実用時に
摺動によつて発生する熱により酸化モリブデン
を形成し、この結果形成された酸化モリブデン
は金属同志の接触による凝着摩耗を抑制する作
用をもつことから、このMo粒子の含有によつ
てすり板材の耐摩耗性および耐溶着性が著しく
向上するようになるが、その含有量が0.1%未
満ではMo粒子含有による前記特性の向上効果
が得られず、一方、その含有量が8%を超える
と、1300℃以下の焼結温度では素地と強固に結
合しなくなり、この結果すり板材の機械的強度
が低下して実用に耐えられなくなることから、
その含有量を0.1〜8%と定めた。 (b) Fe−Cr合金粒子およびFe−Mo合金粒子 これらの粒子は、いずれも分散相を形成し、
もつてすり板材の耐摩耗性、耐アーク性、およ
び高温下における潤滑性を向上させる作用をも
つが、その含有量が1%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方15%を超えて含有さ
せると、すり板材の機械的強度が低下して実用
に耐えられなくなることから、その含有量を1
〜15%と定めた。 また、これら合金粒子におけるCrおよびMo
の含有量をそれぞれ40〜70%と限定したのは、
その含有量が40%未満のFe−Cr合金粒子およ
びFe−Mo合金粒子では所望の特性、すなわち
耐摩耗性、耐アーク性、および高温下における
潤滑性を確保することができず、一方、その含
有量が70%を超えたFe−Cr合金粒子およびFe
−Mo合金粒子は、これらの原料粉末の製造が
困難であるという理由によるものである。 (c) 潤滑剤粒子 これらの粒子には、分散相を形成して、摺動
時における低速域から高速域までの広範囲に亘
つてする板材の摩擦抵抗と相手攻撃性を低減せ
しめる作用があるが、その含有量が0.2%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方10
%を超えて含有させると機械的強度の低下、硬
さの上昇、さらに電気抵抗上昇をもたらし、実
用に供することができなくなることから、その
含有量を1.2〜10%と定めた。 (d) Ni Ni成分には、素地に固溶して、これを強化
するほか、すり板材製造時における焼結性を向
上させる作用があるが、その含有量が0.1%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
5%を越えて含有させると、素地の硬さが増大
するようになるばかりでなく、強度低下をきた
すようになることから、その含有量を0.1〜5
%と定めた。 (c) C C成分にも、Ni成分と同様に素地に固溶し
て、これを強化し、かつ焼結性を安定化する作
用をもつが、その含有量が0.02未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方その含有量が
0.5%を越えると、すり板材の硬さが著しく上
昇し、相手攻撃性が一段と増大するようになつ
て、すり板材として不適当となることから、そ
の含有量を0.02〜0.5%と定めた。 (f) Cr粒子 Cr粒子は、Mo粒子、Fe−Cr合金粒子、およ
びFe−Mo合金粒子と共に分散相を形成し、特
に前記Fe−Cr合金粒子およびFe−Mo合金粒
子との共存において、耐摩耗性、耐アーク性、
および高温化における潤滑性を一段と向上させ
る作用があるので、これらの特性に一層の向上
が要求される場合に必要に応じて含有される
が、その含有量が1%未満では前記作用に所望
の向上効果が得られず、一方15%を越えて含有
させると、Fe−Cr合金粒子およびFe−Mo合
金粒子の場合と同様にすり板材の機械的強度が
低下して実用に耐えられなくなることから、そ
の含有量を1〜15%と定めた。 また、この発明のFe基焼結材料製すり板材
は、通常の粉末冶金法によつて製造することが
でき、これを構成するMo粒子、Fe−Cr合金粒
子、Fe−Mo合金粒子、潤滑剤粒子、およびCr
粒子はそれぞれ原料粉末としてMo粉末、Fe−
Cr合金粉末、Fe−Mo合金粉末、潤滑剤粉末、
およびCr粉末を用いることによつて形成され
るものである。さらに、この場合、原料粉末と
して用いられるMo粉末は、あまり粗粒にする
と実用時におけるMo酸化の進行が遅れて所望
の効果を発揮することができないので、その粒
度を100mesh以下の細粒にするのが望ましい。
また、同じく原料粉末として用いられるFe−
Cr合金粉末およびFe−Mo合金粉末、さらにCr
粉末の場合は、その粒度を−20mesh〜+
250meshの範囲内の粒度とするのが望ましく、
これは、20meshを越えた粗粒になると均一な
混合をはかることが難しく、一方250meshより
細粒になると、すり板材の電気抵抗が上昇し、
かつ機械的強度が低下するようになるという理
由によるものである。さらに同じくFe粉末、
Ni粉末、およびC粉末、並びに潤滑剤粉末は、
良好な焼結性を確保するなどの点から、それぞ
れ100mesh以下にするのが望ましい。 〔実施例〕 つぎに、この発明のFe基焼結材料製すり板材
を実施例により具体的に説明する。 原料粉末として、それぞれ−60mesh〜+
150meshの範囲内の粒度をもつたCr粉末、Fe−
Cr合金(Cr:60%含有)粉末、Fe−Mo合金
(Mo:60%含有)粉末、さらにそれぞれ−
100meshの粒度をもつたWS2粉末、Pb粉末、BN
粉末、Mo粉末、Fe粉末、Ni粉末、およびC粉末
と用意し、これら原料粉末をそれぞれ第1表に示
される配合組成に配合し、混合した後、5ton/cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、ついで分解アン
モニアガス雰囲気中、温度:1100℃に60分間保持
の条件で焼結することによつて、実質的
【表】
【表】
【表】
【表】 に配合組成と同一の最終成分組成を有する本発明
Fe基焼結材料製すり板材1〜28をそれぞれ製造
した。 ついで、この結果得られた本発明Fe基焼結材
料製すり板材1〜28について、 揺動速度:25Km/hr、50Km/hr、100Km/hr、 摺動距離:100Km、 押付力:5Kg、 相手材:硬銅、 通電条件:無通電および交流100V、50A通電、 の条件で摺動試験を行ない、比摩耗量を測定する
と共に、相手材である硬銅の摩耗量を測定した。
これらの測定結果を第2表に示した。また、第2
表には、比較の目的で、従来一般にFe基焼結材
料製すり板材の同一条件での摺動試験結果を示し
た。 〔発明の効果〕 第2表に示される結果から、本発明Fe基焼結
材料製すり板材1〜28は、いずれもすぐれた耐摩
耗性、耐アーク性、高温下における潤滑性、およ
び耐溶着性を有し、かつ摩耗抵抗および相手攻撃
性の著しく低い特性をもつので、従来Fe基焼結
材料製すり板材に比して一段とすぐれた摺動特性
を示し、かつこれらの結果から実用に際してすぐ
れた性能を発揮することが明らかである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) Mo粒子:0.1〜8%、 (b) Cr:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
    からなる組成を有するFe−Cr合金粒子、およ
    びMo:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
    からなる組成を有するFe−Mo合金粒子のうち
    の1種または2種:1〜15%、 (c) 二硫化タングステン粒子、Pb粒子、および
    窒化ボロン粒子のうちの1種または2種以上か
    らなる潤滑剤粒子:0.2〜10%、 以上(a)〜(c)粒子を分散相として含有し、 (d) 残りが素地を形成するFe基合金からなる組
    成を有し、 さらに、上記Fe基合金は、全体に占める割
    合で、 Ni:0.1〜5%、C:0.02〜0.5%、 を含有し、残りが実質的にFeからなる組成(以
    上重量%)を有してなるFe基焼結材料で構成し
    たことを特徴とするFe基焼結材料製電気車のパ
    ンタグラフすり板材。 2 (a) Mo粒子:0.1〜8%、 (b) Cr:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
    からなる組成を有するFe−Cr合金粒子、およ
    びMo:40〜70%を含有し、残りが実質的にFe
    からなる組成を有するFe−Mo合金粒子のうち
    の1種または2種:1〜15%、 (c) 二硫化タングステン粒子、Pb粒子、および
    窒化ボロン粒子のうちの1種または2種以上か
    らなる潤滑剤粒子:0.2〜10%、 (d) Cr粒子:1〜15%、 以上(a)〜(d)粒子を分散相として含有し、 (e) 残りが素地を形成するFe基合金からなる組
    成を有し、 さらに、上記Fe基合金は、全体に占める割
    合で、 Ni:0.1〜5%、C:0.02〜0.5%、 を含有し、残りが実質的にFeからなる組成(以
    上重量%)を有してなるFe基焼結材料で構成し
    たことを特徴とするFe基焼結材料製電気車のパ
    ンタグラフすり板材。
JP19006585A 1985-08-29 1985-08-29 Fe基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 Granted JPS6250451A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483640A (en) * 1987-09-22 1989-03-29 Toyota Motor Corp Manufacture of sintered alloy having excellent high temperature wear resistance
JPH05105994A (ja) * 1991-10-15 1993-04-27 Railway Technical Res Inst 高速電気車両用パンタグラフすり板

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5447809A (en) * 1977-09-22 1979-04-14 Teikoku Piston Ring Co Ltd Sintereddalloy cylinder and sleeve
JPS60251258A (ja) * 1984-05-28 1985-12-11 Toyota Motor Corp バルブシ−ト用鉄系焼結合金

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