JPH05105995A - 高速電気車両用パンタグラフすり板 - Google Patents
高速電気車両用パンタグラフすり板Info
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- JPH05105995A JPH05105995A JP29502591A JP29502591A JPH05105995A JP H05105995 A JPH05105995 A JP H05105995A JP 29502591 A JP29502591 A JP 29502591A JP 29502591 A JP29502591 A JP 29502591A JP H05105995 A JPH05105995 A JP H05105995A
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- Japan
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- alloy
- speed electric
- dispersed
- sintered
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Abstract
(57)【要約】
[目的] トロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上
させることができる高速電気車両用パンタグラフの提
供。 [構成] Feを基地とする焼結すり板内にFe−Ti
合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金の
1種若しくは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で1
5〜50重量%を分散析出した組織を有する焼結体にP
bを1〜10重量%含浸したもの、或いはこれにMoS
2及び/又はWS2を1〜5重量%分散析出した組織を有
する焼結体にPbを1〜10重量%含浸してなるものか
らなる高速電気車両用パンタグラフ。
させることができる高速電気車両用パンタグラフの提
供。 [構成] Feを基地とする焼結すり板内にFe−Ti
合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金の
1種若しくは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で1
5〜50重量%を分散析出した組織を有する焼結体にP
bを1〜10重量%含浸したもの、或いはこれにMoS
2及び/又はWS2を1〜5重量%分散析出した組織を有
する焼結体にPbを1〜10重量%含浸してなるものか
らなる高速電気車両用パンタグラフ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高速電気車両用パンタグ
ラフすり板に係り、詳しくは、高速電気車両における集
電用すり板であって、これを集電材として用いると、ト
ロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上させることが
できる高速電気車両用パンタグラフすり板に係る。
ラフすり板に係り、詳しくは、高速電気車両における集
電用すり板であって、これを集電材として用いると、ト
ロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上させることが
できる高速電気車両用パンタグラフすり板に係る。
【0002】
【従来の技術】従来から、電気車両に電気を集電するた
めに金属焼結体あるいは複合焼結体からなるパンタグラ
フ集電用すり板が使用されている。これらのすり板は振
動の激しい所で使用されるため、次のような性能が要求
されている。 (1)接点としての耐ア−ク性のよいこと、(2)断線
事故のおこらないように摩擦係数が小さいこと、(3)
車両の高速化に伴う振動に耐えるよう軽比重であるこ
と、(4)急熱急冷に耐えること、等である。
めに金属焼結体あるいは複合焼結体からなるパンタグラ
フ集電用すり板が使用されている。これらのすり板は振
動の激しい所で使用されるため、次のような性能が要求
されている。 (1)接点としての耐ア−ク性のよいこと、(2)断線
事故のおこらないように摩擦係数が小さいこと、(3)
車両の高速化に伴う振動に耐えるよう軽比重であるこ
と、(4)急熱急冷に耐えること、等である。
【0003】このような要求に対し、従来はCu系のす
り板などを用いていたが、Cu系のすり板は車両の高速
化による離線の増大によりすり板の摩耗が大であるた
め、Fe系の焼結合金からなるすり板が用いられるよう
になった。
り板などを用いていたが、Cu系のすり板は車両の高速
化による離線の増大によりすり板の摩耗が大であるた
め、Fe系の焼結合金からなるすり板が用いられるよう
になった。
【0004】これはCu系は材質の安定性および熱伝導
と電気伝導という点ではすぐれているが、融点、摩擦係
数、比重の点でFe系がすぐれているからである。
と電気伝導という点ではすぐれているが、融点、摩擦係
数、比重の点でFe系がすぐれているからである。
【0005】ところで近年、走行距離の延長化、高速度
化および走行頻度の増加に伴って、パンタグラフの集電
用すり板の摩耗が著しく、更に耐摩耗性の高いものが要
求されるようになった。
化および走行頻度の増加に伴って、パンタグラフの集電
用すり板の摩耗が著しく、更に耐摩耗性の高いものが要
求されるようになった。
【0006】例えば、新幹線用すり板として用いられて
いるFe系焼結合金はFe粉末を主体とするもので潤滑
性に劣るため、所定の気孔率を有するFe系焼結合金母
体をつくり、この焼結合金母体中に鉛を17〜27%程
度含浸させたものである。
いるFe系焼結合金はFe粉末を主体とするもので潤滑
性に劣るため、所定の気孔率を有するFe系焼結合金母
体をつくり、この焼結合金母体中に鉛を17〜27%程
度含浸させたものである。
【0007】このような鉛を多量に含む焼結合金はスケ
ルトンが多孔質になりすぎるため、高速集電時にア−ク
による高熱に耐えられなくなり、摩耗が多くなる。
ルトンが多孔質になりすぎるため、高速集電時にア−ク
による高熱に耐えられなくなり、摩耗が多くなる。
【0008】これを改良する方法として、例えば、特開
昭62−10238号公報記載の如く、粒粉状クロム2
〜14%、金属硫化物2〜7%、燐1%以下を含み残部
がFe粉末からなる粉状素材を混合圧縮成形後、焼結合
金母体とし、これに鉛若しくは鉛合金を2〜8%含浸さ
せる方法がある。
昭62−10238号公報記載の如く、粒粉状クロム2
〜14%、金属硫化物2〜7%、燐1%以下を含み残部
がFe粉末からなる粉状素材を混合圧縮成形後、焼結合
金母体とし、これに鉛若しくは鉛合金を2〜8%含浸さ
せる方法がある。
【0009】また、特開昭62−50451号公報に記
載の如く、分散相形成成分としてMo:0.1〜8%、
Fe−Cr合金及び/又はFe−Mo合金1〜15%、
WS2、Pb、BNの内1種以上の潤滑剤0.2〜10
%を含み、素地形成成分としてNi 0.1〜5%、C
0.02〜0.5%を含有し、残部がFeと不可避成
分とから成る焼結合金材料がある。これらの方法は耐摩
耗性ならびに潤滑性については一応の効果が認められる
が、これらは高速用パンタグラフすり板に要求される物
性、特に耐摩耗性については更に向上が求められてい
る。
載の如く、分散相形成成分としてMo:0.1〜8%、
Fe−Cr合金及び/又はFe−Mo合金1〜15%、
WS2、Pb、BNの内1種以上の潤滑剤0.2〜10
%を含み、素地形成成分としてNi 0.1〜5%、C
0.02〜0.5%を含有し、残部がFeと不可避成
分とから成る焼結合金材料がある。これらの方法は耐摩
耗性ならびに潤滑性については一応の効果が認められる
が、これらは高速用パンタグラフすり板に要求される物
性、特に耐摩耗性については更に向上が求められてい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれら問題の
解決を目的とし、具体的には、トロリ線を損耗させずに
その耐摩耗性を向上させた高速電気車両用パンタグラフ
すり板を提案することを目的とする。
解決を目的とし、具体的には、トロリ線を損耗させずに
その耐摩耗性を向上させた高速電気車両用パンタグラフ
すり板を提案することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、F
eを基地とする焼結すり板内にFe−Ti合金、Fe−
V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若し
くは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50
重量%を分散析出した組織を有する焼結体にPbを1〜
10重量%含浸してなることを特徴とし、Feを基地と
する焼結すり板内に、Fe−Ti合金、Fe−V合金、
Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若しくは2種
以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50重量%と
MoS2及び/又はWS2を1〜5重量%を分散析出した
組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸してな
ることを特徴とする。
eを基地とする焼結すり板内にFe−Ti合金、Fe−
V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若し
くは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50
重量%を分散析出した組織を有する焼結体にPbを1〜
10重量%含浸してなることを特徴とし、Feを基地と
する焼結すり板内に、Fe−Ti合金、Fe−V合金、
Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若しくは2種
以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50重量%と
MoS2及び/又はWS2を1〜5重量%を分散析出した
組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸してな
ることを特徴とする。
【0012】以下、本発明の手段たる構成ならびにその
作用について詳しく説明すると、次の通りである。
作用について詳しく説明すると、次の通りである。
【0013】まず、本発明の請求項1記載の発明につい
て説明する。
て説明する。
【0014】本発明のFeを基地とする焼結すり板内に
Fe−Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−
Mo合金(以下、地金分散材という。)を分散析出した
組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸したも
のである。これら地金分散材を上記のように限定したの
は各成分が耐摩耗性が大であり、しかも、摺動時には敷
石効果による耐摩耗成分として働くからである。また、
鉛(Pb)はトロリ線とすり板との間に介在して潤滑剤
の役目を持たせるもので、例えば、焼結体のスケルトン
の空隙に溶浸法によって含浸させるものである。
Fe−Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−
Mo合金(以下、地金分散材という。)を分散析出した
組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸したも
のである。これら地金分散材を上記のように限定したの
は各成分が耐摩耗性が大であり、しかも、摺動時には敷
石効果による耐摩耗成分として働くからである。また、
鉛(Pb)はトロリ線とすり板との間に介在して潤滑剤
の役目を持たせるもので、例えば、焼結体のスケルトン
の空隙に溶浸法によって含浸させるものである。
【0015】地金分散材の分散析出量はFe地金内に1
5〜50%、好ましくは20〜50%、更に好ましくは
30〜50%である。15%未満ではその添加効果は少
なく、また、50%をこえると、すり板全体の強度が低
下すると共に焼結時の各粒子の結合が不十分となり、そ
の摩耗が増大する。
5〜50%、好ましくは20〜50%、更に好ましくは
30〜50%である。15%未満ではその添加効果は少
なく、また、50%をこえると、すり板全体の強度が低
下すると共に焼結時の各粒子の結合が不十分となり、そ
の摩耗が増大する。
【0016】また、含有させる鉛は金属鉛若しくは鉛を
主体とする鉛合金であってもよいが、金属鉛として1〜
10%が好ましい。その含有量は1%未満では潤滑効果
は少なく、また、10%をこえる含有量とするには焼結
体スケルトンの密度を低下させ、気孔を増やす必要があ
り、そのため強度が低下する。
主体とする鉛合金であってもよいが、金属鉛として1〜
10%が好ましい。その含有量は1%未満では潤滑効果
は少なく、また、10%をこえる含有量とするには焼結
体スケルトンの密度を低下させ、気孔を増やす必要があ
り、そのため強度が低下する。
【0017】また、すり板の使用条件等によりすり板全
体の強度を更に必要とする場合には溶製法等による鋼板
又は鉄板をロ−付け等の裏打により補強して使用でき
る。
体の強度を更に必要とする場合には溶製法等による鋼板
又は鉄板をロ−付け等の裏打により補強して使用でき
る。
【0018】次に、その製造法について説明する。
【0019】例えば、粒度150μm以下の鉄粉85〜
40部と粒度450μm以下の地金分散材粉15〜50
部と公知の潤滑剤、例えば、ステアリン酸鉛0.5部を
V型混合機に入れ、これらを十分に混合する。この混合
物を所定の形状の金型内に充填し、約7t/cm2の圧
力でプレスして成型する。次いで、この成型体をこれら
の混合物の溶融点以下の温度で還元ガス又は中性ガス雰
囲気下焼結した後、この焼結体を還元又は中性ガス雰囲
気下鉛の融点(327.4℃)以上沸点(1750℃)
以下の温度に保持し、焼結体スケルトン内に含浸させれ
ばよい。
40部と粒度450μm以下の地金分散材粉15〜50
部と公知の潤滑剤、例えば、ステアリン酸鉛0.5部を
V型混合機に入れ、これらを十分に混合する。この混合
物を所定の形状の金型内に充填し、約7t/cm2の圧
力でプレスして成型する。次いで、この成型体をこれら
の混合物の溶融点以下の温度で還元ガス又は中性ガス雰
囲気下焼結した後、この焼結体を還元又は中性ガス雰囲
気下鉛の融点(327.4℃)以上沸点(1750℃)
以下の温度に保持し、焼結体スケルトン内に含浸させれ
ばよい。
【0020】次に、請求項2記載の発明ならびにその製
造法について説明する。
造法について説明する。
【0021】請求項2記載の発明は請求項1記載の発明
において潤滑性を付与するため、更にMoS2及び/又
はWS2を分散し析出するようにしたものである。
において潤滑性を付与するため、更にMoS2及び/又
はWS2を分散し析出するようにしたものである。
【0022】MoS2及び/又はWS2は一般的に固体潤
滑剤として広く用いられているものであるが、これら微
粉、例えば、50μm以下の粒度のものを製造時に鉄
粉、Fe−Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、F
e−Mo合金の1種若しくは2種以上とともに添加混
合、焼結して、このFe系焼結すり板内に分散析出する
組織を有する焼結体としたものである。MoS2及び/
又はWS2の微粉の分散析出量としては1〜5%であ
る。
滑剤として広く用いられているものであるが、これら微
粉、例えば、50μm以下の粒度のものを製造時に鉄
粉、Fe−Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、F
e−Mo合金の1種若しくは2種以上とともに添加混
合、焼結して、このFe系焼結すり板内に分散析出する
組織を有する焼結体としたものである。MoS2及び/
又はWS2の微粉の分散析出量としては1〜5%であ
る。
【0023】このように特定したのは1%未満では潤滑
効果は少なく、また5%をこえると焼結時に分解した
り、またその他の化学反応によって基地強度を弱め摩耗
が増大するからである。また、鉛については前述の通り
である。なお、明細書記載の部ならびに%はいずれも重
量基準で示した。
効果は少なく、また5%をこえると焼結時に分解した
り、またその他の化学反応によって基地強度を弱め摩耗
が増大するからである。また、鉛については前述の通り
である。なお、明細書記載の部ならびに%はいずれも重
量基準で示した。
【0024】
【実施例】以下、実施例について述べる。
【0025】表1に示す組成の原料粉末を用いて、粉末
冶金法により焼結体とした後、加工してすり板本体を製
造した。
冶金法により焼結体とした後、加工してすり板本体を製
造した。
【0026】なお、焼結体製造用原料のFe粉末は15
0μm以下の粒度のもの、地金分散材のものはそれぞれ
450μm以下のものを用いた。また、MoS2、WS2
からなる固体潤滑剤の粉末はそれぞれ50μm以下のも
のを用いた。
0μm以下の粒度のもの、地金分散材のものはそれぞれ
450μm以下のものを用いた。また、MoS2、WS2
からなる固体潤滑剤の粉末はそれぞれ50μm以下のも
のを用いた。
【0027】これら原料粉末に潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛を0.5%添加し、V型混合機により30分間撹
拌して均一な混合物とした。
酸亜鉛を0.5%添加し、V型混合機により30分間撹
拌して均一な混合物とした。
【0028】次いで、これを所定形状の型に入れ、圧力
7ton/cm2の圧力を加えて加圧成形した。
7ton/cm2の圧力を加えて加圧成形した。
【0029】この成形体を焼結炉で還元雰囲気下120
分、1150℃の温度に加熱し焼結体とし、更に、この
焼結物を還元雰囲気下1080℃に60分間保持しPb
を含浸させた。この焼結体の物性試験を行なった結果を
表1に示した。なお、比摩耗量試験装置は図1に示す装
置を用い、その試験条件を表2に示した。
分、1150℃の温度に加熱し焼結体とし、更に、この
焼結物を還元雰囲気下1080℃に60分間保持しPb
を含浸させた。この焼結体の物性試験を行なった結果を
表1に示した。なお、比摩耗量試験装置は図1に示す装
置を用い、その試験条件を表2に示した。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は、
Feを基地とする焼結すり板内にFe−Ti合金、Fe
−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若
しくは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜5
0重量%を分散析出した組織を有する焼結体にPbを1
〜10重量%含浸してなることを特徴とし、Feを基地
とする焼結すり板内に、Fe−Ti合金、Fe−V合
金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若しくは
2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50重量
%とMoS2及び/又はWS2を1〜5重量%を分散析出
した組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸し
てなることを特徴とする。
Feを基地とする焼結すり板内にFe−Ti合金、Fe
−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若
しくは2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜5
0重量%を分散析出した組織を有する焼結体にPbを1
〜10重量%含浸してなることを特徴とし、Feを基地
とする焼結すり板内に、Fe−Ti合金、Fe−V合
金、Fe−W合金、Fe−Mo合金のうち1種若しくは
2種以上をそれぞれ単味若しくは合計で15〜50重量
%とMoS2及び/又はWS2を1〜5重量%を分散析出
した組織を有する焼結体にPbを1〜10重量%含浸し
てなることを特徴とする。
【0033】従って、本発明品は高速電気車両用パンタ
グラフ用すり板であって、これをすり板として用いる
と、地金分散材を多量に分散させるようにしたため、ト
ロリ線を損耗させずに耐摩耗性を向上させることができ
る。
グラフ用すり板であって、これをすり板として用いる
と、地金分散材を多量に分散させるようにしたため、ト
ロリ線を損耗させずに耐摩耗性を向上させることができ
る。
【0034】また、Fe地金中に地金分散材以外にMo
S2及び/又はWS2を1〜5重量%分散させたため、よ
り潤滑性が向上する効果を有する。
S2及び/又はWS2を1〜5重量%分散させたため、よ
り潤滑性が向上する効果を有する。
【図1】本発明の実施例に用いた比摩耗量試験装置の説
明図である。
明図である。
1 擬似トロリ線 2 テストピ−ス 3 エアシリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 邦夫 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 冨山 嘉孝 京都府京都市山科区栗栖野狐塚5−1 日 本粉末合金株式会社山科事業所内 (72)発明者 斎藤 浩次郎 京都府京都市山科区栗栖野狐塚5−1 日 本粉末合金株式会社山科事業所内
Claims (2)
- 【請求項1】 Feを基地とする焼結すり板内にFe−
Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo合
金のうち1種若しくは2種以上をそれぞれ単味若しくは
合計で15〜50重量%を分散析出した組織を有する焼
結体にPbを1〜10重量%含浸してなることを特徴と
する高速電気車両用パンタグラフすり板。 - 【請求項2】 Feを基地とする焼結すり板内に、Fe
−Ti合金、Fe−V合金、Fe−W合金、Fe−Mo
合金のうち1種若しくは2種以上をそれぞれ単味若しく
は合計で15〜50重量%とMoS2及び/又はWS2を
1〜5重量%を分散析出した組織を有する焼結体にPb
を1〜10重量%含浸してなることを特徴とする高速電
気車両用パンタグラフすり板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29502591A JPH05105995A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29502591A JPH05105995A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05105995A true JPH05105995A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17815357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29502591A Pending JPH05105995A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05105995A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0718351A (ja) * | 1993-07-07 | 1995-01-20 | Railway Technical Res Inst | 焼結集電摺動材料 |
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 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6210238A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-19 | Teikoku Carbon Kogyo Kk | 集電摺動用鉄系耐磨焼結合金の製造法 |
JPS6250445A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Fe基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 |
JPS63171858A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-15 | Toyota Motor Corp | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP29502591A patent/JPH05105995A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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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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