JPH05122804A - 電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材 - Google Patents
電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材Info
- Publication number
- JPH05122804A JPH05122804A JP30548991A JP30548991A JPH05122804A JP H05122804 A JPH05122804 A JP H05122804A JP 30548991 A JP30548991 A JP 30548991A JP 30548991 A JP30548991 A JP 30548991A JP H05122804 A JPH05122804 A JP H05122804A
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- JP
- Japan
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- particles
- sintered material
- alloy
- iron group
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフ
すり板材の耐摩耗性を向上させると共に、相手攻撃性を
低減せしめる。 【構成】 電気車のパンタグラフすり板材を、重量%
で、Mo粒子:0.1〜5%、Fe−Mo合金(Mo:
40〜70%含有)粒子:1〜20%、MoS2 粒子:
0.05〜2%、およびCr粒子:1〜20%を分散相
として含有し、残りが素地を形成する鉄基合金からな
り、かつこの鉄基合金が、多孔質鉄基焼結材料に占める
割合で、Ni:0.1〜5%、C:0.02〜0.5%
を含有し、残りが実質的にFeからなる組成を有する多
孔質鉄基焼結材料に、全体に占める割合で2〜15%の
PbまたはPb合金を溶浸してなる鉛溶浸鉄基焼結材料
で構成する。
すり板材の耐摩耗性を向上させると共に、相手攻撃性を
低減せしめる。 【構成】 電気車のパンタグラフすり板材を、重量%
で、Mo粒子:0.1〜5%、Fe−Mo合金(Mo:
40〜70%含有)粒子:1〜20%、MoS2 粒子:
0.05〜2%、およびCr粒子:1〜20%を分散相
として含有し、残りが素地を形成する鉄基合金からな
り、かつこの鉄基合金が、多孔質鉄基焼結材料に占める
割合で、Ni:0.1〜5%、C:0.02〜0.5%
を含有し、残りが実質的にFeからなる組成を有する多
孔質鉄基焼結材料に、全体に占める割合で2〜15%の
PbまたはPb合金を溶浸してなる鉛溶浸鉄基焼結材料
で構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、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、かつ著しく
低い摩擦抵抗を有し、この結果としてすぐれた耐摩耗性
を示すと共に、相手攻撃性もきわめて低い電気車の鉛溶
浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材に関するもので
ある。
における潤滑性、および耐溶着性にすぐれ、かつ著しく
低い摩擦抵抗を有し、この結果としてすぐれた耐摩耗性
を示すと共に、相手攻撃性もきわめて低い電気車の鉛溶
浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、電気車のパンタグラフすり板材
(以下、単にすり板材という)の製造には、各種の金属
硬質粒子や金属硫化物粒子、さらに黒鉛粒子などを素地
に分散させた組織を有する多孔質鉄基焼結材料に、金属
鉛(以下Pbで示す)またはPb合金を溶浸してなる鉛
溶浸鉄基焼結材料が広く用いられている。
(以下、単にすり板材という)の製造には、各種の金属
硬質粒子や金属硫化物粒子、さらに黒鉛粒子などを素地
に分散させた組織を有する多孔質鉄基焼結材料に、金属
鉛(以下Pbで示す)またはPb合金を溶浸してなる鉛
溶浸鉄基焼結材料が広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の電気車の
高速化および高性能化はめざましく、これに伴ない、す
り板材にはより一段とすぐれた耐摩耗性と低い相手攻撃
性が要求されるが、上記の従来鉛溶浸鉄基焼結材料製す
り板材は、いずれも苛酷な条件下での実用では十分な耐
摩耗性を示さず、かつ相手攻撃性も増すようになるた
め、これらの要求には満足に対応することができないの
が現状である。
高速化および高性能化はめざましく、これに伴ない、す
り板材にはより一段とすぐれた耐摩耗性と低い相手攻撃
性が要求されるが、上記の従来鉛溶浸鉄基焼結材料製す
り板材は、いずれも苛酷な条件下での実用では十分な耐
摩耗性を示さず、かつ相手攻撃性も増すようになるた
め、これらの要求には満足に対応することができないの
が現状である。
【0004】
【課題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、相反する特性(摩耗の少ないも
のは相手攻撃性が大きく、摩耗の多いものは相手攻撃性
が小さいという特性)である耐摩耗性と相手攻撃性の面
で、苛酷な条件下での実用に際しても十分満足するすぐ
れた結果を示す鉛溶浸鉄基焼結材料製すり板材を開発す
べく研究を行なった結果、すり板材を、重量%で(以下
%は重量%を示す)、(a) 金属モリブデン(以下Moで
示す)粒子:0.1〜5%、(b) 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:1〜20%、(c) 二硫化モリブデン
(以下MoS2 で示す):0.05〜2%、(d) 金属ク
ロム(以下Crで示す)粒子:1〜20%、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
する鉄基合金からなり、かっこの鉄基合金が、多孔質鉄
基焼結材料に占める割合で、Ni:0.1〜5%、
C:0.02〜0.5%、を含有し、残りが実質的にF
eからなる組成を有する多孔質鉄基焼結材料に、(f) 全
体に占める割合で2〜15%のPbまたはPb合金を溶
浸してなる鉛溶浸鉄基焼結材料で構成すると、この結果
の鉛溶浸鉄基焼結材料製すり板材は、特に構成成分であ
るMo粒子によってすぐれた耐溶着性を、同じくFe−
Mo合金粒子、およびCr粒子によってすぐれた耐アー
ク性および高温化における潤滑性を具備し、さらにMo
S2 粒子によって著しく低い摩擦抵抗および相手攻撃性
をもつようになり、これらの特性によりすぐれた耐摩耗
性と、きわめて小さい相手攻撃性を示すようになるとい
う研究結果を得たのである。
上述のような観点から、相反する特性(摩耗の少ないも
のは相手攻撃性が大きく、摩耗の多いものは相手攻撃性
が小さいという特性)である耐摩耗性と相手攻撃性の面
で、苛酷な条件下での実用に際しても十分満足するすぐ
れた結果を示す鉛溶浸鉄基焼結材料製すり板材を開発す
べく研究を行なった結果、すり板材を、重量%で(以下
%は重量%を示す)、(a) 金属モリブデン(以下Moで
示す)粒子:0.1〜5%、(b) 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:1〜20%、(c) 二硫化モリブデン
(以下MoS2 で示す):0.05〜2%、(d) 金属ク
ロム(以下Crで示す)粒子:1〜20%、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
する鉄基合金からなり、かっこの鉄基合金が、多孔質鉄
基焼結材料に占める割合で、Ni:0.1〜5%、
C:0.02〜0.5%、を含有し、残りが実質的にF
eからなる組成を有する多孔質鉄基焼結材料に、(f) 全
体に占める割合で2〜15%のPbまたはPb合金を溶
浸してなる鉛溶浸鉄基焼結材料で構成すると、この結果
の鉛溶浸鉄基焼結材料製すり板材は、特に構成成分であ
るMo粒子によってすぐれた耐溶着性を、同じくFe−
Mo合金粒子、およびCr粒子によってすぐれた耐アー
ク性および高温化における潤滑性を具備し、さらにMo
S2 粒子によって著しく低い摩擦抵抗および相手攻撃性
をもつようになり、これらの特性によりすぐれた耐摩耗
性と、きわめて小さい相手攻撃性を示すようになるとい
う研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、以下にすり板材を構成する多孔
質鉄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。
なされたものであって、以下にすり板材を構成する多孔
質鉄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。
【0006】(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易い
成分なので、すり板材の実用時に摺動によって発生する
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粒子の含有によって
すり板材の耐溶着性が著しく向上するようになるが、そ
り含有量が0.1%未満では所望の耐溶着性向上効果が
得られず、一方その含有量が5%を越えると、すり板材
の強度が低下するようになることから、その含有量を
0.1〜5%と定めた。
成分なので、すり板材の実用時に摺動によって発生する
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粒子の含有によって
すり板材の耐溶着性が著しく向上するようになるが、そ
り含有量が0.1%未満では所望の耐溶着性向上効果が
得られず、一方その含有量が5%を越えると、すり板材
の強度が低下するようになることから、その含有量を
0.1〜5%と定めた。
【0007】(b) Fe−Mo合金粒子 Fe−Mo合金粒子は、分散相を形成し、もってすり板
の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、一方その含有量が20%を越える
と、すり板材の強度が低下するようになることから、そ
の含有量を1〜20%と定めた。
の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、一方その含有量が20%を越える
と、すり板材の強度が低下するようになることから、そ
の含有量を1〜20%と定めた。
【0008】また、Fe−Mo合金粒子におけるMoの
含有量を40〜70%と限定したのは、その含有量が4
0%未満のFe−Mo合金粒子では、所望の特性向上効
果、すなわち耐アーク性および高温下での潤滑性に所望
の改善効果が得られず、一方、その含有量が70%を越
えた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もとづくものである。
含有量を40〜70%と限定したのは、その含有量が4
0%未満のFe−Mo合金粒子では、所望の特性向上効
果、すなわち耐アーク性および高温下での潤滑性に所望
の改善効果が得られず、一方、その含有量が70%を越
えた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もとづくものである。
【0009】(c) Cr粒子 Cr粒子も分散相を形成し、Fe−Mo合金粒子との共
存において、この合金粒子によってもたらされる耐アー
ク性および高温における潤滑性を一段と向上させる作用
があるが、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、一方その含有量が10%を越えると、
すり板材の強度低下が著しくなることから、その含有量
を1〜10%と定めた。
存において、この合金粒子によってもたらされる耐アー
ク性および高温における潤滑性を一段と向上させる作用
があるが、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、一方その含有量が10%を越えると、
すり板材の強度低下が著しくなることから、その含有量
を1〜10%と定めた。
【0010】(d) MoS2 粒子 MoS2 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って、すり板材の摩
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0.05%未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方2%を越えて含有させると、強度が低下す
るようになることから、その含有量を0.05〜2%と
定めた。
低速域から高速域までの広範囲に亘って、すり板材の摩
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0.05%未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方2%を越えて含有させると、強度が低下す
るようになることから、その含有量を0.05〜2%と
定めた。
【0011】(e) Ni成分 Ni成分には、多孔質鉄基焼結材料の素地を形成する鉄
基合金に固溶して、これを強化するほか、多孔質鉄基焼
結材料の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、
一方その含有量が5%を越えると、素地の硬さが上昇す
るばかりでなく、強度も低下するようになることから、
その含有量を0.1〜5%と定めた。
基合金に固溶して、これを強化するほか、多孔質鉄基焼
結材料の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、
一方その含有量が5%を越えると、素地の硬さが上昇す
るばかりでなく、強度も低下するようになることから、
その含有量を0.1〜5%と定めた。
【0012】(f) C成分 C成分も多孔質鉄基焼結材料の素地に固溶して、これを
強化し、かつNi成分によってもたらされる焼結性向上
効果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%を越えると硬さが急激に上昇するよう
になって、相手攻撃性の増大が避けられなくなることか
ら、その含有量を0.02〜0.5%と定めた。
強化し、かつNi成分によってもたらされる焼結性向上
効果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%を越えると硬さが急激に上昇するよう
になって、相手攻撃性の増大が避けられなくなることか
ら、その含有量を0.02〜0.5%と定めた。
【0013】さらに、この発明のすり板材は、上記の通
り多孔質鉄基焼結材料に、摩擦抵抗および相手攻撃性を
低減させる目的で、すり板材全体に占める割合で2〜1
5%のPbまたはPb合金を溶浸したものからなるが、
その割合が2%未満では前記作用に所望の向上効果が得
られず、一方その割合が15%を越えると、それだけ多
孔質鉄基焼結材料の理論密度比が低くなり、強度および
耐摩耗性の低下をもたらすことから、その割合を2〜1
5%と定めたものである。
り多孔質鉄基焼結材料に、摩擦抵抗および相手攻撃性を
低減させる目的で、すり板材全体に占める割合で2〜1
5%のPbまたはPb合金を溶浸したものからなるが、
その割合が2%未満では前記作用に所望の向上効果が得
られず、一方その割合が15%を越えると、それだけ多
孔質鉄基焼結材料の理論密度比が低くなり、強度および
耐摩耗性の低下をもたらすことから、その割合を2〜1
5%と定めたものである。
【0014】なお、この発明のすり板材は、原料粉末と
して、望ましくは粒度:−100meshのMo粉末および
MoS2 粉末、同−20mesh〜+250meshの範囲内の
所定の粒度を有する、Fe−Mo合金粉末およびCr粉
末、さらに同−100meshのFe粉末、Ni粉末、およ
び炭素粉末を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、いずれも通常の条件で、混合し、圧粉体に成形
し、焼結して所定の空孔率を有する多孔質鉄基焼結材料
を形成し、ついでこれの空孔にPbまたはPb合金を溶
浸することにより製造されるものである。
して、望ましくは粒度:−100meshのMo粉末および
MoS2 粉末、同−20mesh〜+250meshの範囲内の
所定の粒度を有する、Fe−Mo合金粉末およびCr粉
末、さらに同−100meshのFe粉末、Ni粉末、およ
び炭素粉末を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、いずれも通常の条件で、混合し、圧粉体に成形
し、焼結して所定の空孔率を有する多孔質鉄基焼結材料
を形成し、ついでこれの空孔にPbまたはPb合金を溶
浸することにより製造されるものである。
【0015】
【実施例】つぎに、この発明の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−60me
sh〜+150meshの範囲内の所定の粒度をもったCr粉
末、およびFe−Mo合金(Mo:60%含有)粉末、
さらにそれぞれ−100meshの粒度をもったMo粉末、
MoS2 粉末、Fe粉末、Ni粉末、および炭素粉末を
用意し、これら原料粉末をそれぞれ表1に示される配合
組成に配合し、混合した後、3〜6ton /cm2 の範囲内
の所定の圧力にて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、1100〜1200
℃の範囲内の所定温度に60分間保持の条件で焼結し
て、実質的に配合組成と同一の成分組成および表1に示
される理論密度比をもった多孔質鉄基焼結材料を形成
し、引続いてこの多孔質鉄基焼結材料に同じく表1に示
される条件で鉛溶浸を行なうことにより10mm×25mm
×80mmの寸法をもった本発明すり板材1〜7をそれぞ
れ製造した。
具体的に説明する。原料粉末として、それぞれ−60me
sh〜+150meshの範囲内の所定の粒度をもったCr粉
末、およびFe−Mo合金(Mo:60%含有)粉末、
さらにそれぞれ−100meshの粒度をもったMo粉末、
MoS2 粉末、Fe粉末、Ni粉末、および炭素粉末を
用意し、これら原料粉末をそれぞれ表1に示される配合
組成に配合し、混合した後、3〜6ton /cm2 の範囲内
の所定の圧力にて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、1100〜1200
℃の範囲内の所定温度に60分間保持の条件で焼結し
て、実質的に配合組成と同一の成分組成および表1に示
される理論密度比をもった多孔質鉄基焼結材料を形成
し、引続いてこの多孔質鉄基焼結材料に同じく表1に示
される条件で鉛溶浸を行なうことにより10mm×25mm
×80mmの寸法をもった本発明すり板材1〜7をそれぞ
れ製造した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】ついで、これらの各種すり板材に対して加
速摩耗試験を行なった。加速摩耗試験は、モータの水平
回転軸に中心を固定することにより直立支持された外
径:2.2mの円板の他方面に、模擬トロリ線として外
径:2m×高さ:15mm×幅:5mmの硬銅リング(JI
S・C1100・BB−H)を50mm偏心して取り付け
た装置を用い、上記硬銅リングの水平直径線上の両側に
それぞれすり板材を5kgの押付力で長さ:80mm×幅:
25mmの寸法面を面接触させ、上記模擬トロリ線とすり
板間に100Aの電流を流しながら、上記円板の回転を
5.5分で240km/hrの回転速度に上げ、この速度に
5.5分間保持した後、5.5分かけて停止を1サイク
ルとし、これを3回繰り返すことにより行ない、すり板
材の比摩耗量および相手材である模擬トロリ線の摩耗深
さを測定した。これらの測定結果を、模擬トロリ線50
00回転当りの値に換算し、かつ2本のすり板材の平均
値として表2に示した。
速摩耗試験を行なった。加速摩耗試験は、モータの水平
回転軸に中心を固定することにより直立支持された外
径:2.2mの円板の他方面に、模擬トロリ線として外
径:2m×高さ:15mm×幅:5mmの硬銅リング(JI
S・C1100・BB−H)を50mm偏心して取り付け
た装置を用い、上記硬銅リングの水平直径線上の両側に
それぞれすり板材を5kgの押付力で長さ:80mm×幅:
25mmの寸法面を面接触させ、上記模擬トロリ線とすり
板間に100Aの電流を流しながら、上記円板の回転を
5.5分で240km/hrの回転速度に上げ、この速度に
5.5分間保持した後、5.5分かけて停止を1サイク
ルとし、これを3回繰り返すことにより行ない、すり板
材の比摩耗量および相手材である模擬トロリ線の摩耗深
さを測定した。これらの測定結果を、模擬トロリ線50
00回転当りの値に換算し、かつ2本のすり板材の平均
値として表2に示した。
【0019】
【発明の効果】表1〜2に示される結果から、本発明す
り板材1〜7は、いずれも耐アーク性、高温下における
潤滑性、および耐溶着性にすぐれ、かつ著しく低い摩擦
抵抗をもつので、従来すり板材に比して一段とすぐれた
耐摩耗性を示すと共に、相手攻撃性もきわめて小さく、
すぐれた摺動特性をもつことが明らかである。
り板材1〜7は、いずれも耐アーク性、高温下における
潤滑性、および耐溶着性にすぐれ、かつ著しく低い摩擦
抵抗をもつので、従来すり板材に比して一段とすぐれた
耐摩耗性を示すと共に、相手攻撃性もきわめて小さく、
すぐれた摺動特性をもつことが明らかである。
Claims (1)
- 【請求項1】(a) 金属モリブデン粒子:0.1〜5%、 (b) 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:1〜20
%、 (c) 二硫化モリブデン粒子:0.05〜2%、 (d) 金属クロム粒子:1〜10%、 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鉄基合金からなり、かっこの
鉄基合金が、多孔質鉄基焼結材料に占める割合で、 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
%)を有する多孔質鉄基焼結材料に、 (f) 全体に占める割合で2〜15重量%の金属鉛または
鉛合金を溶浸してなる電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パ
ンタグラフすり板材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30548991A JPH05122804A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30548991A JPH05122804A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05122804A true JPH05122804A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17945779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30548991A Pending JPH05122804A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電気車の鉛溶浸鉄基焼結材料製パンタグラフすり板材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05122804A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140626A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-07-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 押出導光板用メタクリル樹脂組成物及びそれより構成される導光板 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP30548991A patent/JPH05122804A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140626A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-07-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 押出導光板用メタクリル樹脂組成物及びそれより構成される導光板 |
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