JPH07170605A - 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸Ｃｕ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Ｃｕ基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材Info
- Publication number
- JPH07170605A JPH07170605A JP31138192A JP31138192A JPH07170605A JP H07170605 A JPH07170605 A JP H07170605A JP 31138192 A JP31138192 A JP 31138192A JP 31138192 A JP31138192 A JP 31138192A JP H07170605 A JPH07170605 A JP H07170605A
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- Japan
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- sintered alloy
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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、Ｆｅ：７〜
２０％と、Ｓｎ：０．０５〜４％， Ｎｉ：０．１〜
５％、のうちの１種または２種、を含有し、残りがＣｕ
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Ｃｕ基焼結合金に、Ｐｂ
またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ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、Ｆｅ：７〜
２０％と、Ｓｎ：０．０５〜４％， Ｎｉ：０．１〜
５％、のうちの１種または２種、を含有し、残りがＣｕ
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Ｃｕ基焼結合金に、Ｐｂ
またはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ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し、かつ
相手攻撃性も低い鉛含浸Ｃｕ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し、かつ
相手攻撃性も低い鉛含浸Ｃｕ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、いずれも全体に占める割合で、分散相形成成
分とて、Ｍｏ：０．１〜８％，Ｆｅ−Ｍｏ合金：１〜１
５％、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：０．０２〜０．５
％、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また
はＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ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、いずれも全体に占める割合で、分散相形成成
分とて、Ｍｏ：０．１〜８％，Ｆｅ−Ｍｏ合金：１〜１
５％、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：０．０２〜０．５
％、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また
はＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ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、従来の各種電気
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
あるトロリ線の損耗も増大するのが現状である。
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、従来の各種電気
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
あるトロリ線の損耗も増大するのが現状である。
【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
耐摩耗性および低い相手攻撃性を発揮するパンタグラフ
すり板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、いずれも全体に占める割合で、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、Ｆ
ｅ：７〜２０％と、Ｓｎ：０．０５〜４％， Ｎｉ：
０．１〜５％、のうちの１種または２種、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成、並びに、５〜１
５％の気孔率、を有するＣｕ基焼結合金に、Ｐｂまたは
Ｐｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ基焼結合金で構成す
ると、この結果の鉛含浸Ｃｕ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Ｃｕ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
耐摩耗性および低い相手攻撃性を発揮するパンタグラフ
すり板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、いずれも全体に占める割合で、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、Ｆ
ｅ：７〜２０％と、Ｓｎ：０．０５〜４％， Ｎｉ：
０．１〜５％、のうちの１種または２種、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成、並びに、５〜１
５％の気孔率、を有するＣｕ基焼結合金に、Ｐｂまたは
Ｐｂ合金を含浸してなる鉛含浸Ｃｕ基焼結合金で構成す
ると、この結果の鉛含浸Ｃｕ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Ｃｕ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Ｃｕ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Ｃｕ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％を越えると相手攻撃性が増
大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％を越えると相手攻撃性が増
大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 Ｆｅ成分には、一部がＣｕに固溶して、これを強化し、
もって強固な素地を形成する作用があるが、その含有量
が７％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、電気伝導性および耐ア
ーク性が低下し、耐摩耗性低下の原因となることから、
その含有量を７〜２０％と定めた。
もって強固な素地を形成する作用があるが、その含有量
が７％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、電気伝導性および耐ア
ーク性が低下し、耐摩耗性低下の原因となることから、
その含有量を７〜２０％と定めた。
【０００８】（ｃ） ＳｎおよびＮｉ これらの成分には、素地を形成するＣｕに固溶して、こ
れを強化する作用があるが、その含有量が、それぞれＳ
ｎ：０．０５％未満およびＮｉ：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Ｓｎ：
４％，Ｎｉ：５％を越えると、ＦｅおよびＣｕへの固溶
割合が多くなりすぎて脆化するようになることから、そ
の含有量をＳｎ：０．０５〜４％，Ｎｉ：０．１〜５％
と定めた。
れを強化する作用があるが、その含有量が、それぞれＳ
ｎ：０．０５％未満およびＮｉ：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Ｓｎ：
４％，Ｎｉ：５％を越えると、ＦｅおよびＣｕへの固溶
割合が多くなりすぎて脆化するようになることから、そ
の含有量をＳｎ：０．０５〜４％，Ｎｉ：０．１〜５％
と定めた。
【０００９】Ｂ． 気孔率 その割合が５％未満では、Ｃｕ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、
Ｃｕ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、電気伝導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、
Ｃｕ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、電気伝導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。原料粉末として、粒
度：−８０メッシュのアトマイズ鉄粉、同−１００メッ
シュの電解銅粉、同−３０メッシュの電解Ｃｒ粉、Ｓ
ｎ：１０％含有の粒度：−１００メッシュのアトマイズ
青銅粉、平均粒径：１．５μｍのカーボニルＮｉ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−１０％Ｓ
ｉ−２％Ｃｒ）のアトマイズ粉、粒度：−３０メッシュ
の粉砕Ｆｅ−Ｍｏ合金粉（Ｍｏ：６０％含有）、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、９００〜１
０５０℃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Ｃｕ基焼結合金を製造し、
ついでこれらのＣｕ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Ｐ
ｂ合金（同＊印）を含浸することにより幅：２５mm×長
さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明鉛含浸
Ｃｕ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６
２−５０４４５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。
実施例により具体的に説明する。原料粉末として、粒
度：−８０メッシュのアトマイズ鉄粉、同−１００メッ
シュの電解銅粉、同−３０メッシュの電解Ｃｒ粉、Ｓ
ｎ：１０％含有の粒度：−１００メッシュのアトマイズ
青銅粉、平均粒径：１．５μｍのカーボニルＮｉ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−１０％Ｓ
ｉ−２％Ｃｒ）のアトマイズ粉、粒度：−３０メッシュ
の粉砕Ｆｅ−Ｍｏ合金粉（Ｍｏ：６０％含有）、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、９００〜１
０５０℃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Ｃｕ基焼結合金を製造し、
ついでこれらのＣｕ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Ｐ
ｂ合金（同＊印）を含浸することにより幅：２５mm×長
さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明鉛含浸
Ｃｕ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６
２−５０４４５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。
【００１１】
【表１】
【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。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の円板の片側面に、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、上記硬銅リングに、直径線上の２個所で
すり板材を３．５kgの押付力で長さ：８０mm×幅：２５
mm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。
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の円板の片側面に、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、上記硬銅リングに、直径線上の２個所で
すり板材を３．５kgの押付力で長さ：８０mm×幅：２５
mm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。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【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、かつ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。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、かつ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。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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 守彦 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 西野 仁 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 (72)発明者 岩瀬 勝 埼玉県南埼玉郡宮代町学園台４−１ 日本 工業大学内 (72)発明者 森 正美 埼玉県南埼玉郡宮代町学園台４−１ 日本 工業大学内 (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 (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
Claims (1)
- 【請求項１】 いずれも全体に占める重量割合で、 硬質のＦｅとＭｏとＳｉの金属間化合物およびＦｅとＭ
ｏ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、 Ｆｅ：７〜２０％と、 Ｓｎ：０．０５〜４％， Ｎｉ：０．１〜５％、 のうちの１種または２種、 を含有し、残りがＣｕ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Ｃｕ基焼結合金に、ＰｂまたはＰｂ合金を含浸
してなる鉛含浸Ｃｕ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Ｃｕ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 |
|---|---|---|---|
| JP31138192A JPH07170605A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸Ｃｕ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 |
|---|---|---|---|
| JP31138192A JPH07170605A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸Ｃｕ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 |
|---|---|
| JPH07170605A true JPH07170605A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18016498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31138192A Withdrawn JPH07170605A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 耐摩耗性のすぐれた鉛含浸Ｃｕ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) | JPH07170605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107460361A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-12-12 | 西南交通大学 | 一种高速列车功能分区受电弓滑板及其制造工艺 |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP31138192A patent/JPH07170605A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107460361A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-12-12 | 西南交通大学 | 一种高速列车功能分区受电弓滑板及其制造工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |