JPH04110442A - 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 - Google Patents
集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法Info
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- JPH04110442A JPH04110442A JP22676790A JP22676790A JPH04110442A JP H04110442 A JPH04110442 A JP H04110442A JP 22676790 A JP22676790 A JP 22676790A JP 22676790 A JP22676790 A JP 22676790A JP H04110442 A JPH04110442 A JP H04110442A
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- Powder Metallurgy (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］
本発明は潤滑、１］１を用いないて集電摺動部分１．こ
使用される耐冷性と潤滑性シコ秀れた鉄系焼結合金、特
に速度２７０〜３５０ｋｔｎ／）ｌて走行する高速電気
車のバンタクラフ用摺板として好適な、鉛を含まない集
電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法に関するものである
。
使用される耐冷性と潤滑性シコ秀れた鉄系焼結合金、特
に速度２７０〜３５０ｋｔｎ／）ｌて走行する高速電気
車のバンタクラフ用摺板として好適な、鉛を含まない集
電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法に関するものである
。
［従来の技術］
現在、速度２２０〜２４０１（ｍ ／ Ｈの、Ｊ Ｒ新
幹線用パンタグラフ摺板として使用されている鉄系耐摩
焼結合金は、鉄粉が主体で潤滑性に欠けるため、鉛を２
〜２７％含有した焼結合金が使用されている。これ等の
銘柄の内、鉛を１７〜２７％と比較的多量シコ含有する
品種と、２〜１０％と比較的少量含有する品種において
、走行寿命は前者が調しく短いことは周知の通りである
。これはグ１を比較的多量に含有している摺板は重いた
め摺板と架線が離線してその際に発生する火花放電の回
数が多くなり、摺板の摺動表面より過剰の釦が溶出し散
失して摺板の表面を荒損するからである。また、架線の
摺動面がスパーク発生回数増加のため著しく荒損し架線
の寿命か短くなる欠点がある。また、鉛粉が鉄道沿線に
飛散して公害の心配がある。
幹線用パンタグラフ摺板として使用されている鉄系耐摩
焼結合金は、鉄粉が主体で潤滑性に欠けるため、鉛を２
〜２７％含有した焼結合金が使用されている。これ等の
銘柄の内、鉛を１７〜２７％と比較的多量シコ含有する
品種と、２〜１０％と比較的少量含有する品種において
、走行寿命は前者が調しく短いことは周知の通りである
。これはグ１を比較的多量に含有している摺板は重いた
め摺板と架線が離線してその際に発生する火花放電の回
数が多くなり、摺板の摺動表面より過剰の釦が溶出し散
失して摺板の表面を荒損するからである。また、架線の
摺動面がスパーク発生回数増加のため著しく荒損し架線
の寿命か短くなる欠点がある。また、鉛粉が鉄道沿線に
飛散して公害の心配がある。
本発明者は、前記の如き問題点を改善し摺板を軽量化す
ると共に公害をなくするため、鉄粉中に二硫化モリフテ
ン、ニ硫化タンクステンなとの金属硫化物を配合してそ
の金属硫化物により’）ｉ’ｊ １．：代わる潤滑性能
を発揮させ、かつ焼結合＠”’ｉ” ＋＝ ６０〜１５
０メツシュの粒粉状の単体クロームをしっかりと抱き込
んだ鉄系耐摩焼結合金の製造法を発明した（特許第１０
０９４２０号、特公昭５４４２３３２号公報参照）１゜ ［発明が解決しようとする課題］ この先発用によれば、２２０〜２４０ｋｍ ／ ｌ［程
度であれば良好な耐摩性能と潤滑→１能を発揮できろが
、それ以」二の２７０〜３５０ ）−ｗ ／ １１にア
ップさせた場合には而・１摩（１能及び潤滑性能かや゛
ぐ）不−］分である。本発明は前記の如き従来技術の問
題点に鑑み、速度２７０〜３５０ｋｍ ／ Ｈにおいて
も優秀ろ゛耐摩性能を発揮ずろと共に、摺板及び架線の
師１久力を著しく向］−させることが出来、しかも釦公
害を皆無に出来る朶電摺動用鉄系耐摩焼鯖合金を提供せ
んとするものである。
ると共に公害をなくするため、鉄粉中に二硫化モリフテ
ン、ニ硫化タンクステンなとの金属硫化物を配合してそ
の金属硫化物により’）ｉ’ｊ １．：代わる潤滑性能
を発揮させ、かつ焼結合＠”’ｉ” ＋＝ ６０〜１５
０メツシュの粒粉状の単体クロームをしっかりと抱き込
んだ鉄系耐摩焼結合金の製造法を発明した（特許第１０
０９４２０号、特公昭５４４２３３２号公報参照）１゜ ［発明が解決しようとする課題］ この先発用によれば、２２０〜２４０ｋｍ ／ ｌ［程
度であれば良好な耐摩性能と潤滑→１能を発揮できろが
、それ以」二の２７０〜３５０ ）−ｗ ／ １１にア
ップさせた場合には而・１摩（１能及び潤滑性能かや゛
ぐ）不−］分である。本発明は前記の如き従来技術の問
題点に鑑み、速度２７０〜３５０ｋｍ ／ Ｈにおいて
も優秀ろ゛耐摩性能を発揮ずろと共に、摺板及び架線の
師１久力を著しく向］−させることが出来、しかも釦公
害を皆無に出来る朶電摺動用鉄系耐摩焼鯖合金を提供せ
んとするものである。
［課題祭解決するための手段］
本発明は前記の如き問題を解決するため、耐摩成分とし
て単体クローム粒粉２３〜３５％、潤滑成分として金属
硫化物７〜士５％、燐−Ｌ％以下、残部鉄粉よりなる粉
末を混合し、これを高圧て圧縮成形後に比較的高温で非
酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気中で焼結し、同雰囲気
中で焼鈍ずろことを特徴とする。
て単体クローム粒粉２３〜３５％、潤滑成分として金属
硫化物７〜士５％、燐−Ｌ％以下、残部鉄粉よりなる粉
末を混合し、これを高圧て圧縮成形後に比較的高温で非
酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気中で焼結し、同雰囲気
中で焼鈍ずろことを特徴とする。
［作用］
本発明は、前記の如く鉄粉を主体とし、これ１．こ２７
０〜３５０］（ＴＩ ／ ｕの高速における耐摩性能と
潤滑性能を発揮さ仕るために、先発用（特？１′１第１
００９４、２０号、持分Ｉ’ｌｌ ５４−４２３３２号
公報参照）のクローム０．：（〜７％、に対し本発明は
クローム２３〜３５％に増量し、これに従って潤滑剤の
金属硫化物０．２〜６％も本発明は７〜１５％に増量し
た１、また、先発用の圧粉体は６ ｔ ／ ａ１ｉ′で
力１１圧したが、本発明の圧粉体ば８〜９１．／罐て加
汀”ｌ・た。次１．こ先発用の圧粉体の力゛１結温度は
還元雰囲気中１：］、５０’ｃ−３０分てあったか、本
発明は」」９０〜１２７０°Ｃ−５０分て焼結する。こ
のようにして焼結すると７トリツクスにＦｅ−Ｃｒが所
定通り（こ固溶し、焼結合金の母体中に先発用より多量
のクロームを、主成分の鉄と潤滑剤の金属硫化物かしっ
かりと抱き込むことになる。更にこの焼結合金を非酸化
雰囲気中あるいは還元雰囲気中で７５０〜８８０℃−６
０分間焼鈍して、２７０〜３３５０］＜ｍ ／ ｌ−１
の高速に適応する耐摩性、潤滑性及び機械的強度と靭性
を増加した集電摺動用鉄系耐摩焼結１合金を得た。
０〜３５０］（ＴＩ ／ ｕの高速における耐摩性能と
潤滑性能を発揮さ仕るために、先発用（特？１′１第１
００９４、２０号、持分Ｉ’ｌｌ ５４−４２３３２号
公報参照）のクローム０．：（〜７％、に対し本発明は
クローム２３〜３５％に増量し、これに従って潤滑剤の
金属硫化物０．２〜６％も本発明は７〜１５％に増量し
た１、また、先発用の圧粉体は６ ｔ ／ ａ１ｉ′で
力１１圧したが、本発明の圧粉体ば８〜９１．／罐て加
汀”ｌ・た。次１．こ先発用の圧粉体の力゛１結温度は
還元雰囲気中１：］、５０’ｃ−３０分てあったか、本
発明は」」９０〜１２７０°Ｃ−５０分て焼結する。こ
のようにして焼結すると７トリツクスにＦｅ−Ｃｒが所
定通り（こ固溶し、焼結合金の母体中に先発用より多量
のクロームを、主成分の鉄と潤滑剤の金属硫化物かしっ
かりと抱き込むことになる。更にこの焼結合金を非酸化
雰囲気中あるいは還元雰囲気中で７５０〜８８０℃−６
０分間焼鈍して、２７０〜３３５０］＜ｍ ／ ｌ−１
の高速に適応する耐摩性、潤滑性及び機械的強度と靭性
を増加した集電摺動用鉄系耐摩焼結１合金を得た。
本発明に使用する二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン、硫化鉄、硫化銅などの金属硫化物は７〜１５％が適
正で、７％以下では潤滑性能が不十勿で１５％以上では
機械的強度が不足する。
ン、硫化鉄、硫化銅などの金属硫化物は７〜１５％が適
正で、７％以下では潤滑性能が不十勿で１５％以上では
機械的強度が不足する。
燐は、前記鉄粉、クローム、金属硫化物の混合圧粉体を
焼結する際、その強い脱酸作用によって焼結の際形成さ
れるＦｅ５Ｐ−Ｆｅ共品組成の液相量を増して、焼結体
中に耐摩耗の目的で混入しているクローム、及び潤滑の
目的で混入している金属硫化物をしっかりと抱き込んだ
状態で収縮し、緻密化して強度を促進させるものである
。ただし１％を超える配合をするとかえって脆弱どなる
。また燐は焼結炉内の還元零Ｉ１１気が完全に近くかつ
原料が清浄であれば、その配合料を滅して零に近づ［づ
ても前記の作用効果を発揮させることができろ。
焼結する際、その強い脱酸作用によって焼結の際形成さ
れるＦｅ５Ｐ−Ｆｅ共品組成の液相量を増して、焼結体
中に耐摩耗の目的で混入しているクローム、及び潤滑の
目的で混入している金属硫化物をしっかりと抱き込んだ
状態で収縮し、緻密化して強度を促進させるものである
。ただし１％を超える配合をするとかえって脆弱どなる
。また燐は焼結炉内の還元零Ｉ１１気が完全に近くかつ
原料が清浄であれば、その配合料を滅して零に近づ［づ
ても前記の作用効果を発揮させることができろ。
単体クロームは、６０〜」５０メツシユのものをイ吏用
する。クロームは燐の配合と成形圧の増力１１ど、先発
用の焼結温度１１５０°Ｃを」１９０〜１２７０℃に白
土することによって収縮緻密化された鉄系焼結合金中に
おいて、クローム単体及び７トリツクスが一部鉄と固溶
して脱落することなく強く抱き込まれた状態で存在し、
クローム特有の耐錯、耐冷性能を発揮する。その含有量
は２７０〜３５０ｋｍ ／ ｌ−１において２３％以下
では耐摩性の向」二に不十分てあり、３５％以」二では
含有焼結合金の機械的強度を低下させる、。
する。クロームは燐の配合と成形圧の増力１１ど、先発
用の焼結温度１１５０°Ｃを」１９０〜１２７０℃に白
土することによって収縮緻密化された鉄系焼結合金中に
おいて、クローム単体及び７トリツクスが一部鉄と固溶
して脱落することなく強く抱き込まれた状態で存在し、
クローム特有の耐錯、耐冷性能を発揮する。その含有量
は２７０〜３５０ｋｍ ／ ｌ−１において２３％以下
では耐摩性の向」二に不十分てあり、３５％以」二では
含有焼結合金の機械的強度を低下させる、。
［実施例］
以下本発明の具体例を各実施例により説明する。
実施例１
重旦比にて、６０〜］５０メツシユの粒粉Ｃｒ２３％、
ＭｏＳ、 ７％、Ｐｏ、７％＋ Ｃｕ ０．４ ％
Ｉ Ｃ。
ＭｏＳ、 ７％、Ｐｏ、７％＋ Ｃｕ ０．４ ％
Ｉ Ｃ。
Ｑ 、 ５％、 ｌｉｓ、 ０．３％、Ｎｊ ０．５％
、残部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、９し／α
ｌＩ２で圧縮成形し、還元雰囲気中で１十９０°Ｃ−５
０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲気中で７
５○°Ｃ−６０分間で焼鈍して、本発明の焼結合金を製
造した。
、残部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、９し／α
ｌＩ２で圧縮成形し、還元雰囲気中で１十９０°Ｃ−５
０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲気中で７
５○°Ｃ−６０分間で焼鈍して、本発明の焼結合金を製
造した。
実施例２
重量比にて、６０〜］５０メツシユの粒粉Ｃｒ２８％、
Ｎｏ５１９％、１０２５％、Ｗｏ、５％、 Ｃｌｌ５
Ｏ１３％、残部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、
８ｔ／■２で圧縮成形し、還元雰囲気中で］２５０°Ｃ
−５０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲気中
で８２０ ’Ｃ−６０分間で焼ｔ＞＋ｉ シて、本発明
の焼釘１合金を製造した。
Ｎｏ５１９％、１０２５％、Ｗｏ、５％、 Ｃｌｌ５
Ｏ１３％、残部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、
８ｔ／■２で圧縮成形し、還元雰囲気中で］２５０°Ｃ
−５０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲気中
で８２０ ’Ｃ−６０分間で焼ｔ＞＋ｉ シて、本発明
の焼釘１合金を製造した。
実施例３
重量比にて、６０〜１５０メノシコの粒粉Ｃｒ３］％、
ＭｏＳ２１２％、Ｐｏ、４％、Ｔｊｏ、５％。
ＭｏＳ２１２％、Ｐｏ、４％、Ｔｊｏ、５％。
Ｃ０１３％、残部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後
、９ｔ／釦２て圧縮成形し、還元雰囲気中てコ２２０°
（、−５０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲
気中で８２０°Ｃ−６０分間で焼鈍して、本発明の焼結
合金を１ｑ造した。
、９ｔ／釦２て圧縮成形し、還元雰囲気中てコ２２０°
（、−５０分間焼結した。得られた焼結合金を還元雰囲
気中で８２０°Ｃ−６０分間で焼鈍して、本発明の焼結
合金を１ｑ造した。
実施例４
重量比にて、６０〜１５０メツシユの粒粉Ｃｒ３５％、
ＭｏＳ、１４％、Ｐｏ、３％、 （１ｓ、０．３％、残
部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、９Ｌ／ ｃｓ
’で圧縮成形し、還元雰囲気中で：Ｉ２７０’Ｃ５０
分間焼結した。得られた焼結合金を還元界１ｍ気中で９
００’Ｃ−６０分ｍ１テ焼鈍シテ、本発明の焼結合金を
製造した。
ＭｏＳ、１４％、Ｐｏ、３％、 （１ｓ、０．３％、残
部鉄粉の割合で各原料を配合混和した後、９Ｌ／ ｃｓ
’で圧縮成形し、還元雰囲気中で：Ｉ２７０’Ｃ５０
分間焼結した。得られた焼結合金を還元界１ｍ気中で９
００’Ｃ−６０分ｍ１テ焼鈍シテ、本発明の焼結合金を
製造した。
実施例５
重量比にて、６０〜１５０メツシユの粒粉Ｃｒ３０％、
Ｍｏｂ、 １５％、 Ｐ Ｏ，３％、残部鉄粉の割合
で各原料を配合混和した後、９Ｉ／ｃＩＩ＋２で圧縮成
形し、還元雰囲気中で１２５０’Ｃ−５０分間焼結した
。得られた焼結合金を還元雰囲気中で８７０°Ｃ−６０
分間で焼鈍して、本発明の焼結合金を製造した。
Ｍｏｂ、 １５％、 Ｐ Ｏ，３％、残部鉄粉の割合
で各原料を配合混和した後、９Ｉ／ｃＩＩ＋２で圧縮成
形し、還元雰囲気中で１２５０’Ｃ−５０分間焼結した
。得られた焼結合金を還元雰囲気中で８７０°Ｃ−６０
分間で焼鈍して、本発明の焼結合金を製造した。
上記実施例１〜５により得た焼結合金の物理特性を示す
と第１表のとおりである。
と第１表のとおりである。
（以下余白）
第１表
幹線（速度２２０ｋｍ／＋１）で使用している鉄系焼結
合金よりなる試験）−１’ ］、 ＯＸ ２５ Ｘ ９
０ｍｎ１を回転式集電摺動試験機に取付け、押上刃５．
５に、ｇ、通電電流Ａ Ｃ］、 ５０Ａ、摺動速度７５
ｋｍ／肌６０分間無潤滑でトロリー線に摺動さ仕、その
時の各試験片の比摩耗率と相手方１〜ロリー線の厚みの
摩耗をｄｌり定した。
合金よりなる試験）−１’ ］、 ＯＸ ２５ Ｘ ９
０ｍｎ１を回転式集電摺動試験機に取付け、押上刃５．
５に、ｇ、通電電流Ａ Ｃ］、 ５０Ａ、摺動速度７５
ｋｍ／肌６０分間無潤滑でトロリー線に摺動さ仕、その
時の各試験片の比摩耗率と相手方１〜ロリー線の厚みの
摩耗をｄｌり定した。
その結果を第２表に示す。
第２表
また前記各実施例コーないし５より得られた焼結合金よ
り明り出した各試験片、および現在Ｊ Ｒ新前記第１表
により明らかな如く、本発明により得られた焼結合金は
、２７０〜３５０ｋｍ／ｌ（の高速電車のパンタグラフ
すり板として必要な特性を具備し、かつ第２表により明
１らかな如く、現在速度２２０ｋｍ／［１前後で使用さ
れている鉄系摺板と比較すると、その耐摩性を数倍に向
」二せしめると共に相手方架線を痛めないことが実証さ
れた。また各実施例ならびに第１表および第２表により
明らかな如く、クローム２３〜３５％、金属硫化物７〜
千５％、燐１％以下、残部鉄粉よりなる圧粉体を焼結後
焼鈍した本発明の焼結合金において、鉄の少量をＮ１．
ＩＡ、 Ｔｉ＋ Ｃｏ、 Ｃｕ、 Ｃ，Ｃｒまたはそ
れらの化合物におきかえても」量比組成の範囲内にＪろ
る焼結合金の耐摩性と潤滑性に大きな影響はない。
り明り出した各試験片、および現在Ｊ Ｒ新前記第１表
により明らかな如く、本発明により得られた焼結合金は
、２７０〜３５０ｋｍ／ｌ（の高速電車のパンタグラフ
すり板として必要な特性を具備し、かつ第２表により明
１らかな如く、現在速度２２０ｋｍ／［１前後で使用さ
れている鉄系摺板と比較すると、その耐摩性を数倍に向
」二せしめると共に相手方架線を痛めないことが実証さ
れた。また各実施例ならびに第１表および第２表により
明らかな如く、クローム２３〜３５％、金属硫化物７〜
千５％、燐１％以下、残部鉄粉よりなる圧粉体を焼結後
焼鈍した本発明の焼結合金において、鉄の少量をＮ１．
ＩＡ、 Ｔｉ＋ Ｃｏ、 Ｃｕ、 Ｃ，Ｃｒまたはそ
れらの化合物におきかえても」量比組成の範囲内にＪろ
る焼結合金の耐摩性と潤滑性に大きな影響はない。
従って−［量比の焼結合金において鉄の少量を、前記の
如き金属またはその化合物におきかえることも本発明に
包含される。
如き金属またはその化合物におきかえることも本発明に
包含される。
［発明の効果］
以」二述べたように、本発明によれば、摺板の耐摩性を
顕著に向上させると共に、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、２７０〜３５０ ｋｍ ／ Ｈの高速電気車の
バンタタ゛ラフ用摺板として有益である。
顕著に向上させると共に、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、２７０〜３５０ ｋｍ ／ Ｈの高速電気車の
バンタタ゛ラフ用摺板として有益である。
Claims (1)
- １、重量比にて、単体クローム２３〜３５％、金属硫化
物７〜１５％、燐１％以下、残部鉄粉よりなる粉末材料
を混合圧縮成形後、非酸化雰囲気中あるいは還元雰囲気
中において１１９０〜１２７０℃で焼結し、その後同雰
囲気中で焼鈍することを特徴とする鉛を含まない集電摺
動用鉄系耐摩焼結合金の製造法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226767A JPH0772319B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226767A JPH0772319B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04110442A true JPH04110442A (ja) | 1992-04-10 |
| JPH0772319B2 JPH0772319B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=16850298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2226767A Expired - Fee Related JPH0772319B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 集電摺動用鉄系耐摩焼結合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772319B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05320817A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Teikoku Carbon Kogyo Kk | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342109A (en) * | 1976-09-29 | 1978-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered sliding part material |
| JPS5442332A (en) * | 1977-08-25 | 1979-04-04 | Honda Motor Co Ltd | Production of fiberrreinforced composite material |
-
1990
- 1990-08-30 JP JP2226767A patent/JPH0772319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342109A (en) * | 1976-09-29 | 1978-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered sliding part material |
| JPS5442332A (en) * | 1977-08-25 | 1979-04-04 | Honda Motor Co Ltd | Production of fiberrreinforced composite material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05320817A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Teikoku Carbon Kogyo Kk | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772319B2 (ja) | 1995-08-02 |
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