JPH06108197A - 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸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鉛含浸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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- JPH06108197A JPH06108197A JP28255492A JP28255492A JPH06108197A JP H06108197 A JPH06108197 A JP H06108197A JP 28255492 A JP28255492 A JP 28255492A JP 28255492 A JP28255492 A JP 28255492A JP H06108197 A JPH06108197 A JP H06108197A
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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
％、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またはＰｂ
合金を含浸してなる鉛含浸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
％、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またはＰｂ
合金を含浸してなる鉛含浸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、低い相手攻撃性ですぐれた耐摩
耗性を発揮する鉛含浸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、低い相手攻撃性ですぐれた耐摩
耗性を発揮する鉛含浸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％、Ｎｉ：０．１〜５％、Ｃ：０．０
２〜０．５％、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またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸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％、Ｎｉ：０．１〜５％、Ｃ：０．０
２〜０．５％、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またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸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、上記の従来鉛含
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
るばかりでなく、相手材であるトロリ線の損傷も増大す
るようになるのが現状である。
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、上記の従来鉛含
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
るばかりでなく、相手材であるトロリ線の損傷も増大す
るようになるのが現状である。
【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低い相手
攻撃性で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％、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またはＰｂ合金を含浸して
なる鉛含浸Ｆｅ基焼結合金で構成すると、この結果の鉛
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−Ｓ
ｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ−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低い相手
攻撃性で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％、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またはＰｂ合金を含浸して
なる鉛含浸Ｆｅ基焼結合金で構成すると、この結果の鉛
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−Ｓ
ｉ金属間化合物およびＦｅ−Ｍｏ−Ｓｉ−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（砥粒性）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（砥粒性）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）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。
【０００８】（ｃ）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。
【０００９】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またはＰｂ合金の割合が少なすぎて、このＰｂおよ
びＰｂ合金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またはＰｂ合金の割合が少なすぎて、このＰｂおよ
びＰｂ合金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。
【００１０】
【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。
【００１１】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合金粉（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、純鉛（表１の気孔率の欄：無印）またはＰｂ
−３０％Ｓｎの組成をもったＰｂ合金（同＊印）を含浸
させることにより幅：２５mm×長さ：８０mm×厚さ：１
０mmの寸法をもった本発明鉛含浸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鉛含浸Ｆ
ｅ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合金粉（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、純鉛（表１の気孔率の欄：無印）またはＰｂ
−３０％Ｓｎの組成をもったＰｂ合金（同＊印）を含浸
させることにより幅：２５mm×長さ：８０mm×厚さ：１
０mmの寸法をもった本発明鉛含浸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鉛含浸Ｆ
ｅ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。
【００１２】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。
【００１３】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材間に１００
Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５．５分で２
７０km／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材間に１００
Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５．５分で２
７０km／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。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【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に比して低い
相手攻撃性を示した状態で、これよりすぐれた耐摩耗性
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に比して低い
相手攻撃性を示した状態で、これよりすぐれた耐摩耗性
を示すことが明らかである。
【００１７】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、低い相手攻撃性ですぐれた耐摩耗
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、低い相手攻撃性ですぐれた耐摩耗
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 岩橋 俊三 新潟県新潟市小金町３−１ 三菱マテリア ル株式会社新潟製作所内 (72)発明者 寺岡 利雄 新潟県新潟市小金町３−１ 三菱マテリア ル株式会社新潟製作所内
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％、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
またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸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鉛含浸Ｆ
ｅ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％、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
またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸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鉛含浸Ｆ
ｅ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 |
|---|---|---|---|
| JP28255492A JPH06108197A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸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 |
|---|---|---|---|
| JP28255492A JPH06108197A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸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 |
|---|---|
| JPH06108197A true JPH06108197A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17653988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28255492A Pending JPH06108197A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸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) | JPH06108197A (ja) |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28255492A patent/JPH06108197A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010227 |