JPH04131353A - 耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料 - Google Patents
耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料Info
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- JPH04131353A JPH04131353A JP25308590A JP25308590A JPH04131353A JP H04131353 A JPH04131353 A JP H04131353A JP 25308590 A JP25308590 A JP 25308590A JP 25308590 A JP25308590 A JP 25308590A JP H04131353 A JPH04131353 A JP H04131353A
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Landscapes
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (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】
Ｃ産業上の利用分野〕
この発明は、電気車等のパンタグラフすり板に用いる耐
摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料に関するもので
ある。
摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料に関するもので
ある。
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Ｃυ基焼結材料やＦｅ基焼
結材料か用いられている。
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Ｃυ基焼結材料やＦｅ基焼
結材料か用いられている。
これらの従来焼結材料製すり板材は、いずれも材料を構
成する素地によっ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って相手材との潤滑性
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。
成する素地によっ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って相手材との潤滑性
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。
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、したがって、より一層すぐれた特性を
有する集電摺動材料の開発が望まれているのが現状であ
る。
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、したがって、より一層すぐれた特性を
有する集電摺動材料の開発が望まれているのが現状であ
る。
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うちでも特に耐摩耗性が優れかつ
相手攻撃性の少ないＦｅ基焼結集電摺動材料を開発すべ
く研究を行なった結果、多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中
に、 平均外径；５〜２５ｍ、 平均厚さ＝１〜１０ａｎ 。
材に要求される特性のうちでも特に耐摩耗性が優れかつ
相手攻撃性の少ないＦｅ基焼結集電摺動材料を開発すべ
く研究を行なった結果、多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中
に、 平均外径；５〜２５ｍ、 平均厚さ＝１〜１０ａｎ 。
の寸法を有し、殻状に凝集した微細な酸化アルミニウム
を含有する殻状硬質相内包Ｎ１合金粉末を２〜２０容量
％含有せしめることにより耐摩耗性が優れかつ相手攻撃
性の少ないＦｅ基焼結集電摺動材料を得ることができる
という知見を得たのである。
を含有する殻状硬質相内包Ｎ１合金粉末を２〜２０容量
％含有せしめることにより耐摩耗性が優れかつ相手攻撃
性の少ないＦｅ基焼結集電摺動材料を得ることができる
という知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中に、 平均外径：５〜２５趨、 平均厚さ＝１〜ｌＯｍ、 の寸法を有し、殻状に凝集した微細な酸化アルミニウム
を含有する殻状硬質相内包Ｎ１合金粉末を２〜２０容量
％含有した組織を有する耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集
電摺動材料に特徴を有するものである。
って、 多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中に、 平均外径：５〜２５趨、 平均厚さ＝１〜ｌＯｍ、 の寸法を有し、殻状に凝集した微細な酸化アルミニウム
を含有する殻状硬質相内包Ｎ１合金粉末を２〜２０容量
％含有した組織を有する耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集
電摺動材料に特徴を有するものである。
この発明の耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料素
地中に均一に分散している殻状に凝集した微細な酸化ア
ルミニウムを主体とする殻状硬質相は、 平均外径：５〜２５ ｔｓ。
地中に均一に分散している殻状に凝集した微細な酸化ア
ルミニウムを主体とする殻状硬質相は、 平均外径：５〜２５ ｔｓ。
平均厚さ＝１〜１０−１
の寸法を有し、２〜２０容量％分布していることが必要
であり、その理由は、平均外径＝５−未満および平均厚
さ＝１１ｎ１００殻状硬質相が２容量％未満分布してい
ても耐摩耗性を十分に改善することができず、一方、平
均外径：２５−を越えかつ平均厚さ：ｌ〇−を越えた殻
状硬質相が２０容量％を越えて分布していると合金の強
度および靭性を向上させることができず、返って相手攻
撃性が増すので好ましくないことによるものである。
であり、その理由は、平均外径＝５−未満および平均厚
さ＝１１ｎ１００殻状硬質相が２容量％未満分布してい
ても耐摩耗性を十分に改善することができず、一方、平
均外径：２５−を越えかつ平均厚さ：ｌ〇−を越えた殻
状硬質相が２０容量％を越えて分布していると合金の強
度および靭性を向上させることができず、返って相手攻
撃性が増すので好ましくないことによるものである。
上記多孔質Ｆｅ基焼結材料は、一般のすり板に用いられ
る多孔質Ｆｅ基焼結材料であればいずれの材料であって
もよいが、特に、重量％で、（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Ｍ ｏ ＋ 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％、 からなる上記（ａ）および（ｂ）粒子を分散相として含
有し、 さらに、必要に応じて、 （ｃ）Ｃｒ粒子：１−１５％、 を同じく分散相として含有し、 （ｄ） 残りが素地を形成するＦｅ基合金がらなり、
かつ上記Ｆｅ基合金は Ｃｕ：０．１〜５％、 Ｃ：０．０２〜０．５％、 を含有し、残りが実質的にＦｅからなる組成を有する多
孔質Ｆｅ基焼結材料であることが好ましい。
る多孔質Ｆｅ基焼結材料であればいずれの材料であって
もよいが、特に、重量％で、（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Ｍ ｏ ＋ 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％、 からなる上記（ａ）および（ｂ）粒子を分散相として含
有し、 さらに、必要に応じて、 （ｃ）Ｃｒ粒子：１−１５％、 を同じく分散相として含有し、 （ｄ） 残りが素地を形成するＦｅ基合金がらなり、
かつ上記Ｆｅ基合金は Ｃｕ：０．１〜５％、 Ｃ：０．０２〜０．５％、 を含有し、残りが実質的にＦｅからなる組成を有する多
孔質Ｆｅ基焼結材料であることが好ましい。
これらの多孔質Ｆｅ基焼結材料は、いずれも公知の材料
であるが（特開昭６２−５０４４５号公報、特開昭６２
−４０４５１号公報を参照）、これら多孔質Ｆｅ基焼結
材料をパンタグラフのすり板などの集電摺動材料として
用いるには、２〜１５重量％のｐｂを含浸させるか、ま
たは０．２〜５重量％の固体潤滑剤（例えば、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステン、窒化ボロン、黒鉛など
）粒子を分散せしめることが一般に行なわれている。
であるが（特開昭６２−５０４４５号公報、特開昭６２
−４０４５１号公報を参照）、これら多孔質Ｆｅ基焼結
材料をパンタグラフのすり板などの集電摺動材料として
用いるには、２〜１５重量％のｐｂを含浸させるか、ま
たは０．２〜５重量％の固体潤滑剤（例えば、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステン、窒化ボロン、黒鉛など
）粒子を分散せしめることが一般に行なわれている。
この発明の耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料を
製造するには、Ｍｏ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末、Ｆｅ−
Ｍｏ合金粉末、Ｃｒ粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｕ粉末、Ｃ粉末
、固体潤滑剤粉末などのほかに、ＮｉまたはＮＩ合金粉
末内部に微細な酸化アルミニウムを主体とした酸化物が
シェル状に凝集して形成されている特殊なＮｉ合金粉末
（以下、このＮｉ合金粉末を殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉
末という）を用いる。
製造するには、Ｍｏ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末、Ｆｅ−
Ｍｏ合金粉末、Ｃｒ粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｕ粉末、Ｃ粉末
、固体潤滑剤粉末などのほかに、ＮｉまたはＮＩ合金粉
末内部に微細な酸化アルミニウムを主体とした酸化物が
シェル状に凝集して形成されている特殊なＮｉ合金粉末
（以下、このＮｉ合金粉末を殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉
末という）を用いる。
この殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉末は、次のようにして製
造される。
造される。
まずＡｌ ：１．５〜１０重量％含有のＮｉ−Ａｌ合金
粉末を用意し、このＮｉ−Ａ１１合金粉末をｒｏｏｏ〜
１３００℃の温度で酸化すると、主体が酸化ニッケルか
らなる素地に微細なＮｉ −Ａｌ７の複合酸化物か殻
状に凝集してなる構造の酸化粉末が得られ、得られた酸
化粉末を２００〜５００”Ｃの温度で還元すると、酸化
粉末の素地を形成していた主体の酸化ニッケルがＮ」に
還元されて微細な酸化アルミニウムを主体とした酸化物
がシェル状に凝集して形成され、上記殻状硬質相内包Ｎ
ｉ合金粉末が得られるのである。この殻状硬質相内包Ｎ
ｉ合金粉末の表面には、酸化アルミニウムが存在せず、
Ｎ１合金で覆われているところから、焼結性が極めて良
好である。
粉末を用意し、このＮｉ−Ａ１１合金粉末をｒｏｏｏ〜
１３００℃の温度で酸化すると、主体が酸化ニッケルか
らなる素地に微細なＮｉ −Ａｌ７の複合酸化物か殻
状に凝集してなる構造の酸化粉末が得られ、得られた酸
化粉末を２００〜５００”Ｃの温度で還元すると、酸化
粉末の素地を形成していた主体の酸化ニッケルがＮ」に
還元されて微細な酸化アルミニウムを主体とした酸化物
がシェル状に凝集して形成され、上記殻状硬質相内包Ｎ
ｉ合金粉末が得られるのである。この殻状硬質相内包Ｎ
ｉ合金粉末の表面には、酸化アルミニウムが存在せず、
Ｎ１合金で覆われているところから、焼結性が極めて良
好である。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
原料粉末として、それぞれ−８０ｍｅｓｈ 〜＋ １５
０Ｉｌｅｓｈの範囲内の粒度をもったＭｏ粉末、Ｆｅ−
Ｃｒ合金（ｃｒ：ｆ３０％含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ合金
（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｕ粉末、Ｃ粉
末、Ｃｒ粉末、Ａｐ２０３粉末を用意し、 さらに、平均粒径：Ｉ５−を有し、Ａｌ：５．２０重量
％含有の成分組成を有するＮｒ−Ａ１合金原料粉末を用
意し、このＮｉ−Ａｇ合金原料粉末を温度：１．１５０
℃、大気中、２時間保持の条件で酸化処理し、ついで水
素雰囲気中、温度＝４ｏｏ℃、３時間保持の条件で還元
処理することにより、内部に平均外径：１２−および平
均厚さ；３−を有する殻状酸化アルミニウムが内包され
ている殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉末を作成した。
０Ｉｌｅｓｈの範囲内の粒度をもったＭｏ粉末、Ｆｅ−
Ｃｒ合金（ｃｒ：ｆ３０％含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ合金
（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｕ粉末、Ｃ粉
末、Ｃｒ粉末、Ａｐ２０３粉末を用意し、 さらに、平均粒径：Ｉ５−を有し、Ａｌ：５．２０重量
％含有の成分組成を有するＮｒ−Ａ１合金原料粉末を用
意し、このＮｉ−Ａｇ合金原料粉末を温度：１．１５０
℃、大気中、２時間保持の条件で酸化処理し、ついで水
素雰囲気中、温度＝４ｏｏ℃、３時間保持の条件で還元
処理することにより、内部に平均外径：１２−および平
均厚さ；３−を有する殻状酸化アルミニウムが内包され
ている殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉末を作成した。
これら原料粉末を、
Ｍｏ粉末＝３重量％、
Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末：６重量％、
Ｆｅ−Ｍｏ合金粉末：１０重量％、
Ｃｒ粉末：５重量％、
Ｃｕ粉末＝１重量％、
Ｃ粉末＝０．１重量％、
Ｆｅ粉末：残部、
となるように配合し、さらにこの配合粉末に対して上記
殻状酸化アルミニウムが内包されている殻状硬質相内包
Ｎ１合金粉末を１０容量％配合した。
殻状酸化アルミニウムが内包されている殻状硬質相内包
Ｎ１合金粉末を１０容量％配合した。
このようにして得られた配合粉末を混合して混合粉末と
したのち、圧カニ５ｔｏｎ／ｃシでプレス成形して圧粉
体とし、この圧粉体を分解アンモニアガス雰囲気中、温
度： １１５０℃、１時間保持の条件で焼結し、多孔質
Ｆｅ基焼結材料を作製した。
したのち、圧カニ５ｔｏｎ／ｃシでプレス成形して圧粉
体とし、この圧粉体を分解アンモニアガス雰囲気中、温
度： １１５０℃、１時間保持の条件で焼結し、多孔質
Ｆｅ基焼結材料を作製した。
」二紀多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中には、上記殻状硬
質相内包Ｎｉ合金粉末に含まれている酸化アルミニウム
を主体とした平均外径：１ｏ１ｓ、平均厚さ：２虜の殻
状硬質相が分布している組織が見られた。
質相内包Ｎｉ合金粉末に含まれている酸化アルミニウム
を主体とした平均外径：１ｏ１ｓ、平均厚さ：２虜の殻
状硬質相が分布している組織が見られた。
上記多孔質Ｆｅ基焼結材料にｐｂを７重量％含浸させる
ことにより本発明Ｆｅ基焼結集電摺動材料を作製した。
ことにより本発明Ｆｅ基焼結集電摺動材料を作製した。
この本発明Ｆｅ基焼結集電摺動材料について、
摺動速度： ２７０ｋｍ／ ｈｒ。
摺動路Ｍ：１１００ｋ、
押付カニ５ｋｇｆ、
相手材：硬銅、
通電条件＋ １．ｏＯＶ １００Ａ
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６１定して、その測定結
果を第１表に示した。
、相手材である硬銅の摩耗量を６１定して、その測定結
果を第１表に示した。
一方、比較の目的で、上記配合粉末を混合して混合粉末
とし、この混合粉末を圧粉体としたのち、上記条件と同
一条件にて焼結し、多孔質Ｆｅ基焼結材料を作製し、さ
らに上記多孔質Ｆｅ基焼結材料にｐｂを７重量％含浸さ
せることにより従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料を作製し、
この従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料についても上記条件て
摺動試験を行ない、この材料の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、その結果を第
１表に示した。
とし、この混合粉末を圧粉体としたのち、上記条件と同
一条件にて焼結し、多孔質Ｆｅ基焼結材料を作製し、さ
らに上記多孔質Ｆｅ基焼結材料にｐｂを７重量％含浸さ
せることにより従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料を作製し、
この従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料についても上記条件て
摺動試験を行ない、この材料の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、その結果を第
１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明Ｆｅ基焼結集電摺動
材料は、従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料に比べて相手材で
ある硬銅の摩耗量がほぼ等しいことから相手攻撃性は変
らないが、比摩耗量が約１／２であることから優れた耐
摩耗性を育することがわかる。したがって、この発明の
Ｆｅ基焼結集電摺動材料を用いて耐久性の優れたパンタ
グラフ用すり板を提供することができ、産業上すぐれた
効果を奏するものである。
材料は、従来Ｆｅ基焼結集電摺動材料に比べて相手材で
ある硬銅の摩耗量がほぼ等しいことから相手攻撃性は変
らないが、比摩耗量が約１／２であることから優れた耐
摩耗性を育することがわかる。したがって、この発明の
Ｆｅ基焼結集電摺動材料を用いて耐久性の優れたパンタ
グラフ用すり板を提供することができ、産業上すぐれた
効果を奏するものである。
Claims (5)
- （１）多孔質Ｆｅ基焼結材料の素地中に、 平均外径：５〜２５μｍ、 平均厚さ：１〜１０μｍ、 の寸法を有し、殻状に凝集した微細な酸化アルミニウム
を含有する殻状硬質相内包Ｎｉ合金粉末を２〜２０容量
％含有した組織を有することを特徴とする耐摩耗性に優
れたＦｅ基焼結集電摺動材料。 - （２）上記多孔質Ｆｅ基焼結材料は、 （ａ）Ｍｏ粒子：０．１〜８％、 （ｂ）Ｃｒ：４０〜７０％を含有し、残りが実質的にＦ
ｅからなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ合金粒子、およびＭ
ｏ：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％、 からなる上記（ａ）および（ｂ）粒子を分散相として含
有し、 （ｃ）残りが素地を形成するＦｅ基合金からなり、上記
Ｆｅ基合金は、 Ｃｕ：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
％）であることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗性に
優れたＦｅ基焼結集電摺動材料。 - （３）上記多孔質Ｆｅ基焼結材料は、 （ａ）Ｍｏ粒子：０．１〜８％、 （ｂ）Ｃｒ：４０〜７０％を含有し、残りが実質的にＦ
ｅからなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ合金粒子、およびＭ
ｏ：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）Ｃｒ粒子：１〜１５％、 からなる上記（ａ）、（ｂ）、および（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基合金からなり、上記
Ｆｅ基合金は、 Ｃｕ：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
％）であることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗性に
優れたＦｅ基焼結集電摺動材料。 - （４）請求項１、２または３記載のＦｅ基焼結集電摺動
材料に、Ｐｂ：２〜１５重量％含浸させてなる耐摩耗性
に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料。 - （５）請求項１、２または３記載のＦｅ基焼結集電摺動
材料に、固体潤滑剤粒子を０．２〜５重量％を分散相と
して含有せしめてなる耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電
摺動材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25308590A JPH04131353A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25308590A JPH04131353A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131353A true JPH04131353A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17246284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25308590A Pending JPH04131353A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 耐摩耗性に優れたＦｅ基焼結集電摺動材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04131353A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102672164A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 太仓市锦立得粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金 |
| CN109158611A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-08 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种基于粉末冶金的铜基受电弓滑板制备工艺 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25308590A patent/JPH04131353A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102672164A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 太仓市锦立得粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金 |
| CN109158611A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-08 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种基于粉末冶金的铜基受电弓滑板制备工艺 |
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