JPH05230603A - 耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材Info
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- JPH05230603A JPH05230603A JP8965291A JP8965291A JPH05230603A JP H05230603 A JPH05230603 A JP H05230603A JP 8965291 A JP8965291 A JP 8965291A JP 8965291 A JP8965291 A JP 8965291A JP H05230603 A JPH05230603 A JP H05230603A
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- Japan
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- wear resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特に高速走行する電気車のパンタグラフすり
板材の耐摩耗性を向上させる。 【構成】 電気車のパンタグラフすり板材が、硬質のＦ
ｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ−
Ｃｒ金属間化合物のうちの１種または２種：５〜３０
％、硬質のＦｅ−Ｍｏ合金およびＣｒのうちの１種また
は２種：３〜１５％、を含有し、さらに素地形成成分と
して、Ｎｉ：０．１〜５％、を含有し、さらに必要に応
じて、Ｍｏ：０．１〜３％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに、５〜
１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂを含
浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金からなる。
板材の耐摩耗性を向上させる。 【構成】 電気車のパンタグラフすり板材が、硬質のＦ
ｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ−
Ｃｒ金属間化合物のうちの１種または２種：５〜３０
％、硬質のＦｅ−Ｍｏ合金およびＣｒのうちの１種また
は２種：３〜１５％、を含有し、さらに素地形成成分と
して、Ｎｉ：０．１〜５％、を含有し、さらに必要に応
じて、Ｍｏ：０．１〜３％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに、５〜
１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂを含
浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に高速で走行する
電気車に用いた場合にすぐれた耐摩耗性を発揮するＰｂ
含浸Ｆｅ基焼結合金製パンタグラフすり板材に関するも
のである。
電気車に用いた場合にすぐれた耐摩耗性を発揮するＰｂ
含浸Ｆｅ基焼結合金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、例えば特開昭６２−５０４４５号
公報に記載される通り、電気車のパンタグラフすり板材
の製造に、分散相形成成分として、 Ｍｏ：０．１〜８％、Ｆｅ−Ｍｏ合金：１〜１５％、を
含有し、さらに必要に応じて、Ｃｒ：１〜１５％、を含
有し、素地形成成分として、Ｃｕ：０．１〜５％、Ｎ
ｉ：０．１〜５％、Ｃ：０．０２〜０．５％、を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重量
％、以下％は重量％を示す）、並びに、５〜３０％の気
孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂを含浸してなる
Ｐｂ含浸Ｆｅ基焼結合金をはじめ、その他多くの材料が
用いられていることは良く知られるところである。
公報に記載される通り、電気車のパンタグラフすり板材
の製造に、分散相形成成分として、 Ｍｏ：０．１〜８％、Ｆｅ−Ｍｏ合金：１〜１５％、を
含有し、さらに必要に応じて、Ｃｒ：１〜１５％、を含
有し、素地形成成分として、Ｃｕ：０．１〜５％、Ｎ
ｉ：０．１〜５％、Ｃ：０．０２〜０．５％、を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重量
％、以下％は重量％を示す）、並びに、５〜３０％の気
孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂを含浸してなる
Ｐｂ含浸Ｆｅ基焼結合金をはじめ、その他多くの材料が
用いられていることは良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、電気車の高速化
はめざましく、これに伴ない、パンタグラフすり板材に
もより一層の耐摩耗性が要求されるが、上記の従来Ｐｂ
含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材に
おいては、例えば電気車の速度が２５０km／hrを越える
と、急速に摩耗が進行し、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
はめざましく、これに伴ない、パンタグラフすり板材に
もより一層の耐摩耗性が要求されるが、上記の従来Ｐｂ
含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材に
おいては、例えば電気車の速度が２５０km／hrを越える
と、急速に摩耗が進行し、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
【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、電気車の高速走行にもすぐれた
耐摩耗性を発揮するパンタグラフすり板材を開発すべく
研究を行なった結果、電気車のパンタグラフすり板材
を、硬質のＦｅとＭｏとＳｉの金属間化合物およびＦｅ
とＭｏとＳｉとＣｒの金属間化合物のうちの１種または
２種：５〜３０％、同じく硬質のＦｅ−Ｍｏ合金および
Ｃｒのうちの１種または２種：３〜１５％、を含有し、
さらに素地形成成分として、Ｎｉ：０．１〜５％、を含
有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．１〜３％、を含
有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並び
に、５〜１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、
Ｐｂ含浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金で構成する
と、この結果のＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパン
タグラフすり板材は、特に上記Ｆｅ基焼結合金を構成す
るＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓ
ｉ−Ｃｒ金属間化合物の作用で、高速走行でも相手材で
あるトロリ線を損傷することなく、すぐれた耐摩耗性を
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、電気車の高速走行にもすぐれた
耐摩耗性を発揮するパンタグラフすり板材を開発すべく
研究を行なった結果、電気車のパンタグラフすり板材
を、硬質のＦｅとＭｏとＳｉの金属間化合物およびＦｅ
とＭｏとＳｉとＣｒの金属間化合物のうちの１種または
２種：５〜３０％、同じく硬質のＦｅ−Ｍｏ合金および
Ｃｒのうちの１種または２種：３〜１５％、を含有し、
さらに素地形成成分として、Ｎｉ：０．１〜５％、を含
有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．１〜３％、を含
有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並び
に、５〜１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、
Ｐｂ含浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金で構成する
と、この結果のＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパン
タグラフすり板材は、特に上記Ｆｅ基焼結合金を構成す
るＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓ
ｉ−Ｃｒ金属間化合物の作用で、高速走行でも相手材で
あるトロリ線を損傷することなく、すぐれた耐摩耗性を
示すようになるという研究結果を得たのである。
【０００５】したがって、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って、以下にパンタグラフ
すり板材を構成するＦｅ基焼結合金の成分組成および気
孔率を上記の通りに限定した理由を説明する。
もとづいてなされたものであって、以下にパンタグラフ
すり板材を構成するＦｅ基焼結合金の成分組成および気
孔率を上記の通りに限定した理由を説明する。
【０００６】Ａ．成分組成 （ａ）金属間化合物 これらの成分は、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で８００〜１
３００の高硬度を有し、すり板材の摺動面直下の表面部
にあっては、摺動に伴なう素地の塑性変形を抑制し、ま
たすり板材の摺動面に露出した状態では、これの結晶形
が六方晶であるのに対して、相手材であるトロリ線を構
成する銅材の結晶形が立方晶であることから、相互凝着
性およびアブレイシブ性（砥粒制）が小さく、さらに実
用時に潤滑性のある酸化被膜が形成されることと合まっ
て、相手攻撃性の小さい状態で、特に高速走行下でのす
り板材の耐摩耗性を著しく向上させる作用をもつが、そ
の含有量が５％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３０％を越えると強度が低下する
ようになることから、その含有量を５〜３０％と定め
た。
３００の高硬度を有し、すり板材の摺動面直下の表面部
にあっては、摺動に伴なう素地の塑性変形を抑制し、ま
たすり板材の摺動面に露出した状態では、これの結晶形
が六方晶であるのに対して、相手材であるトロリ線を構
成する銅材の結晶形が立方晶であることから、相互凝着
性およびアブレイシブ性（砥粒制）が小さく、さらに実
用時に潤滑性のある酸化被膜が形成されることと合まっ
て、相手攻撃性の小さい状態で、特に高速走行下でのす
り板材の耐摩耗性を著しく向上させる作用をもつが、そ
の含有量が５％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３０％を越えると強度が低下する
ようになることから、その含有量を５〜３０％と定め
た。
【０００７】（ｂ）Ｆｅ−Ｍｏ合金およびＣｒ Ｆｅ−Ｍｏ合金はＨｖ：１０００〜１５００、ＣｒはＨ
ｖ：７００〜１０００の高硬度を有し、すり板材の耐摩
耗性を向上させる作用をもつが、その含有量が３％未満
では所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その
含有量が１５％を越えると相手攻撃性が急激に増大する
ようになることから、その含有量を３〜１５％と定め
た。
ｖ：７００〜１０００の高硬度を有し、すり板材の耐摩
耗性を向上させる作用をもつが、その含有量が３％未満
では所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その
含有量が１５％を越えると相手攻撃性が急激に増大する
ようになることから、その含有量を３〜１５％と定め
た。
【０００８】（ｃ）Ｎｉ Ｎｉ成分には、素地を形成するＦｅに固溶して、これを
強化する作用があるが、その含有量が０．１％未満では
所望の素地強化作用が得られず、一方その含有量が５％
を越えると完全固溶がはかれず、粒界に残留したＮｉが
素地の強度を低下させることから、その含有量を０．１
〜５％と定めた。
強化する作用があるが、その含有量が０．１％未満では
所望の素地強化作用が得られず、一方その含有量が５％
を越えると完全固溶がはかれず、粒界に残留したＮｉが
素地の強度を低下させることから、その含有量を０．１
〜５％と定めた。
【０００９】（ｄ）Ｍｏ Ｍｏ成分には、Ｎｉと同じく素地を形成するＦｅに固溶
し、Ｎｉとの共存において素地の強度を一段と向上させ
る作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含
有量が０．１％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が３％を越えると、Ｎｉと同様に粒
界に残留するようになって素地の強度を低下させること
から、その含有量を０．１〜３％と定めた。
し、Ｎｉとの共存において素地の強度を一段と向上させ
る作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含
有量が０．１％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が３％を越えると、Ｎｉと同様に粒
界に残留するようになって素地の強度を低下させること
から、その含有量を０．１〜３％と定めた。
【００１０】Ｂ．気孔率 その割合が５％未満では、Ｆｅ基焼結合金に含浸される
Ｐｂの割合が少なすぎて、このＰｂによってもたらされ
るすぐれた潤滑性を確保することができず、一方その割
合が１５％を越えると、Ｆｅ基焼結合金の強度、すなわ
ちすり板材の強度が低下するばかりでなく、耐アーク性
も低下するようになって摩耗が急激に進行するようにな
ることから、その割合を５〜１５％と定めた。
Ｐｂの割合が少なすぎて、このＰｂによってもたらされ
るすぐれた潤滑性を確保することができず、一方その割
合が１５％を越えると、Ｆｅ基焼結合金の強度、すなわ
ちすり板材の強度が低下するばかりでなく、耐アーク性
も低下するようになって摩耗が急激に進行するようにな
ることから、その割合を５〜１５％と定めた。
【００１１】
【実施例】つぎに、この発明のパンタグラフすり板材を
実施例により具体的に説明する。
実施例により具体的に説明する。
【００１２】原料粉末として、粒度：−８０メッシュの
アトマイズ鉄粉、平均粒径：１．５μｍのカーボニルＮ
ｉ粉、粒度：−３０メッシュのＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間
化合物（Ｆｅ−４０％Ｍｏ−１０％Ｓｉ）およびＦｅ−
Ｍｏ−Ｓｉ−Ｃｒ金属間化合物（Ｆｅ−４０％Ｍｏ−１
０％Ｓｉ−２％Ｃｒ）のアトマイズ粉、粒度：−３０メ
ッシュの鉄粉Ｆｅ−Ｍｏ含金粉（Ｍｏ：６０％含有）お
よび電解Ｃｒ粉、平均粒径：３μｍの還元Ｍｏ粉を用意
し、これら原料粉末を表１に示される配合組成に配合
し、混合した後、３〜６ ton／cm2 の範囲の所定の圧力
で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を、アンモニア分
解ガス雰囲気中、１１３０〜１２００℃の範囲内の所定
の温度に６０分間保持の条件で焼結して、実質的に配合
組成と同じ組成並びに同じく表１に示される気孔率をも
ったＦｅ基焼結合金を製造し、ついでこれらのＦｅ基焼
結合金にＰｂ溶浸を行なうことにより幅：２５mm×長
さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明Ｐｂ含
浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材（以
下本発明すり板という）１〜１３、並びに上記の特開昭
６２−５０４４５号公報に記載される材料に相当する組
成をもった従来Ｐｂ含浸Ｆｅ基焼結材料製電気車のパン
タグラフすり板材（以下従来すり板材という）をそれぞ
れ製造した。
アトマイズ鉄粉、平均粒径：１．５μｍのカーボニルＮ
ｉ粉、粒度：−３０メッシュのＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ金属間
化合物（Ｆｅ−４０％Ｍｏ−１０％Ｓｉ）およびＦｅ−
Ｍｏ−Ｓｉ−Ｃｒ金属間化合物（Ｆｅ−４０％Ｍｏ−１
０％Ｓｉ−２％Ｃｒ）のアトマイズ粉、粒度：−３０メ
ッシュの鉄粉Ｆｅ−Ｍｏ含金粉（Ｍｏ：６０％含有）お
よび電解Ｃｒ粉、平均粒径：３μｍの還元Ｍｏ粉を用意
し、これら原料粉末を表１に示される配合組成に配合
し、混合した後、３〜６ ton／cm2 の範囲の所定の圧力
で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を、アンモニア分
解ガス雰囲気中、１１３０〜１２００℃の範囲内の所定
の温度に６０分間保持の条件で焼結して、実質的に配合
組成と同じ組成並びに同じく表１に示される気孔率をも
ったＦｅ基焼結合金を製造し、ついでこれらのＦｅ基焼
結合金にＰｂ溶浸を行なうことにより幅：２５mm×長
さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明Ｐｂ含
浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材（以
下本発明すり板という）１〜１３、並びに上記の特開昭
６２−５０４４５号公報に記載される材料に相当する組
成をもった従来Ｐｂ含浸Ｆｅ基焼結材料製電気車のパン
タグラフすり板材（以下従来すり板材という）をそれぞ
れ製造した。
【００１３】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。
速摩耗試験を行なった。
【００１４】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（ＪＩＳ・Ｃ１１０
０・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１０
０Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５．５分で
２８０km／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５０００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。
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（ＪＩＳ・Ｃ１１０
０・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１０
０Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５．５分で
２８０km／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５０００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。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明す
り板材１〜１３は、いずれも従来すり板材と同等の低い
相手攻撃性を示した状態で、これより一段とすぐれた耐
摩耗性を示すことが明らかである。
り板材１〜１３は、いずれも従来すり板材と同等の低い
相手攻撃性を示した状態で、これより一段とすぐれた耐
摩耗性を示すことが明らかである。
【００１８】上述のように、この発明のパンタグラフす
り板材は、通常走行は勿論のこと、特に高速走行の電気
車に用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿
命の一段の延命化を可能とするものである。
り板材は、通常走行は勿論のこと、特に高速走行の電気
車に用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿
命の一段の延命化を可能とするものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 純久 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 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
Claims (2)
- 【請求項１】 硬質のＦｅとＭｏとＳｉの金属間化合物
およびＦｅとＭｏとＳｉとＣｒの金属間化合物のうちの
１種または２種：５〜３０％、 同じく硬質のＦｅ−Ｍｏ合金およびＣｒのうちの１種ま
たは２種：３〜１５％、を含有し、さらに素地形成成分
として、 Ｎｉ：０．１〜５％、を含有し、残りがＦｅと不可避不
純物からなる組成（以上重量％）、並びに、 ５〜１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂ
を含浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金で構成したこと
を特徴とする耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合
金製電気車のパンタグラフすり板材。 - 【請求項２】 硬質のＦｅとＭｏとＳｉの金属間化合物
およびＦｅとＭｏとＳｉとＣｒの金属間化合物のうちの
１種または２種：５〜３０％、 同じく硬質のＦｅ−Ｍｏ合金およびＣｒのうちの１種ま
たは２種：３〜１５％、を含有し、さらに素地形成成分
として、 Ｎｉ：０．１〜５％、Ｍｏ：０．１〜３％、を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重量
％）、並びに、 ５〜１５％の気孔率、を有するＦｅ基焼結合金に、Ｐｂ
を含浸してなるＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金で構成したこと
を特徴とする耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合
金製電気車のパンタグラフすり板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8965291A JPH05230603A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8965291A JPH05230603A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230603A true JPH05230603A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13976696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8965291A Pending JPH05230603A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐摩耗性のすぐれたＰｂ含浸Ｆｅ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05230603A (ja) |
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
- 1991-03-28 JP JP8965291A patent/JPH05230603A/ja active Pending
Patent 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961001 |