JPH0892707A - 導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板材 - Google Patents
導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板材Info
- Publication number
- JPH0892707A JPH0892707A JP25922794A JP25922794A JPH0892707A JP H0892707 A JPH0892707 A JP H0892707A JP 25922794 A JP25922794 A JP 25922794A JP 25922794 A JP25922794 A JP 25922794A JP H0892707 A JPH0892707 A JP H0892707A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製
集電用パンタグラフすり板材を提供する。 【構成】 集電用パンタグラフすり板材が、分散相形成
成分としてＴｉＢ2 および／またはＺｒＢ2 ：５〜３０
％、以下いずれも素地形成成分として、Ｎｉ，Ｃｕ、お
よびＭｎのうちの１種以上：０．１〜７％を含有し、さ
らに必要に応じてＣｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜
３％、並びにＣ：０．０５〜０．５％のいずれか、また
は両方を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するＦｅ基焼結合金からなる。
集電用パンタグラフすり板材を提供する。 【構成】 集電用パンタグラフすり板材が、分散相形成
成分としてＴｉＢ2 および／またはＺｒＢ2 ：５〜３０
％、以下いずれも素地形成成分として、Ｎｉ，Ｃｕ、お
よびＭｎのうちの１種以上：０．１〜７％を含有し、さ
らに必要に応じてＣｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜
３％、並びにＣ：０．０５〜０．５％のいずれか、また
は両方を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有する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、すぐれた導電性を有
し、かつ耐摩耗性にもすぐれ、さらに低い相手攻撃性を
有し、したがって高集電能力を可能とした状態で、長期
に亘ってすぐれた性能を発揮するＦｅ基焼結合金製集電
用パンタグラフすり板材に関するものである。
し、かつ耐摩耗性にもすぐれ、さらに低い相手攻撃性を
有し、したがって高集電能力を可能とした状態で、長期
に亘ってすぐれた性能を発揮するＦｅ基焼結合金製集電
用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、一般に電気車の集電用パンタグラ
フすり板材として、Ｆｅ基合金素地に硬質粒子が分散分
布した組織を有するＦｅ基焼結合金製のものが各種提案
され、実用に供されている。
フすり板材として、Ｆｅ基合金素地に硬質粒子が分散分
布した組織を有するＦｅ基焼結合金製のものが各種提案
され、実用に供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の電気車の
大型化および多連結化、さらに高速化はめざましく、こ
れに伴ない、集電用パンタグラフすり板材には、できる
だけ多くの電流を取り入れることのできる特性、すなわ
ち高い導電性と、一段の耐摩耗性向上が要求されるが、
現在提案され、実用に供されているＦｅ基焼結合金製集
電用パンタグラフすり板材（以下、単に集電すり板材と
いう）においては、耐摩耗性にすぐれるものは導電性が
低く、反対に導電性の良好なものは耐摩耗性が劣り、導
電性と耐摩耗性の両特性を兼ね備えたものでないため
に、これらの要求に満足に対応することができないのが
現状である。
大型化および多連結化、さらに高速化はめざましく、こ
れに伴ない、集電用パンタグラフすり板材には、できる
だけ多くの電流を取り入れることのできる特性、すなわ
ち高い導電性と、一段の耐摩耗性向上が要求されるが、
現在提案され、実用に供されているＦｅ基焼結合金製集
電用パンタグラフすり板材（以下、単に集電すり板材と
いう）においては、耐摩耗性にすぐれるものは導電性が
低く、反対に導電性の良好なものは耐摩耗性が劣り、導
電性と耐摩耗性の両特性を兼ね備えたものでないため
に、これらの要求に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、導電性および耐摩耗性にすぐれ
た集電すり板材を開発すべく研究を行なった結果、集電
すり板材を、重量％で（以下、％は重量％を示す）、分
散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物（以
下、それぞれＴｉＢ2およびＺｒＢ2 で示す）のうちの
１種または２種：５〜３０％、以下いずれも素地形成成
分として、Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの１種または
２種以上：０．１〜７％、を含有し、さらに必要に応じ
て、（ａ） Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜３
％、（ｂ） Ｃ：０．０５〜０．５％、以上（ａ）およ
び／または（ｂ）を含有し、残りがＦｅと不可避不純物
からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成すると、上
記分散相を構成するＴｉＢ2 およびＺｒＢ2 は、表１に
示される通り、素地の主要成分であるＦｅとほぼ同等の
比抵抗を有し、かつ著しく高い硬さを有し、さらにＦｅ
基合金素地との密着性にもすぐれていることから、この
結果の集電すり板材は、きわめて導電性のすぐれたもの
となるばかりでなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するとい
う研究結果を得たのである。
上述のような観点から、導電性および耐摩耗性にすぐれ
た集電すり板材を開発すべく研究を行なった結果、集電
すり板材を、重量％で（以下、％は重量％を示す）、分
散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物（以
下、それぞれＴｉＢ2およびＺｒＢ2 で示す）のうちの
１種または２種：５〜３０％、以下いずれも素地形成成
分として、Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの１種または
２種以上：０．１〜７％、を含有し、さらに必要に応じ
て、（ａ） Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜３
％、（ｂ） Ｃ：０．０５〜０．５％、以上（ａ）およ
び／または（ｂ）を含有し、残りがＦｅと不可避不純物
からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成すると、上
記分散相を構成するＴｉＢ2 およびＺｒＢ2 は、表１に
示される通り、素地の主要成分であるＦｅとほぼ同等の
比抵抗を有し、かつ著しく高い硬さを有し、さらにＦｅ
基合金素地との密着性にもすぐれていることから、この
結果の集電すり板材は、きわめて導電性のすぐれたもの
となるばかりでなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するとい
う研究結果を得たのである。
【０００５】
【表１】
【０００６】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、分散相形成成分として、ＴｉＢ
2 および／またはＺｒＢ2 ：５〜３０％、以下いずれも
素地形成成分として、Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの
１種または２種以上：０．１〜７％、を含有し、さらに
必要に応じて、（ａ） Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．
０５〜３％、（ｂ） Ｃ：０．０５〜０．５％、以上
（ａ）および／または（ｂ）を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成
してなる、導電性にすぐれた耐摩耗性集電すり板材に特
徴を有するものである。
なされたものであって、分散相形成成分として、ＴｉＢ
2 および／またはＺｒＢ2 ：５〜３０％、以下いずれも
素地形成成分として、Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの
１種または２種以上：０．１〜７％、を含有し、さらに
必要に応じて、（ａ） Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．
０５〜３％、（ｂ） Ｃ：０．０５〜０．５％、以上
（ａ）および／または（ｂ）を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成
してなる、導電性にすぐれた耐摩耗性集電すり板材に特
徴を有するものである。
【０００７】つぎに、この発明の集電すり板材におい
て、これを構成するＦｅ基焼結合金の成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＴｉＢ2 およびＺｒＢ2 これらの成分は、Ｆｅ成分とほぼ同等の比抵抗を有する
ので、これの含有によってすり板材の導電性が低下する
ことなく、著しく高い状態に保持され、かつ相対的に硬
質なものなので、耐摩耗性の向上効果も著しく、したが
ってこれらの成分の含有によってすり板材は高い導電性
とすぐれた耐摩耗性をもつようになるが、その含有量が
５％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３０％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５〜３０％
と定めた。なお、望ましくは８〜１５％の含有がよい。
て、これを構成するＦｅ基焼結合金の成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＴｉＢ2 およびＺｒＢ2 これらの成分は、Ｆｅ成分とほぼ同等の比抵抗を有する
ので、これの含有によってすり板材の導電性が低下する
ことなく、著しく高い状態に保持され、かつ相対的に硬
質なものなので、耐摩耗性の向上効果も著しく、したが
ってこれらの成分の含有によってすり板材は高い導電性
とすぐれた耐摩耗性をもつようになるが、その含有量が
５％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３０％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５〜３０％
と定めた。なお、望ましくは８〜１５％の含有がよい。
【０００８】（ｂ） Ｎｉ，Ｃｕ、およびＭｎ これらの成分には、素地に固溶して、これを強化すると
共に、分散相を構成する硬質粒子の素地に対する密着性
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７％を越えると靭性が低下するようになることから、
その含有量を０．１〜７％と定めた。望ましくは１．５
〜４％の含有がよい。
共に、分散相を構成する硬質粒子の素地に対する密着性
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７％を越えると靭性が低下するようになることから、
その含有量を０．１〜７％と定めた。望ましくは１．５
〜４％の含有がよい。
【０００９】（ｃ） ＣｒおよびＭｏ これらの成分には、素地に固溶して、これの強度を一段
と向上させると共に、耐熱性を向上させ、もってすり板
材の耐摩耗性向上に寄与する作用があるので、必要に応
じて含有されるが、その含有量が０．０５％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３％
を越えると、分散相形成の硬質粒子の素地に対する密着
性が低下し、この結果として耐摩耗性の低下をもたらす
ようになることから、その含有量を０．０５〜３％と定
めた。望ましくは０．３〜１．５％の含有がよい。
と向上させると共に、耐熱性を向上させ、もってすり板
材の耐摩耗性向上に寄与する作用があるので、必要に応
じて含有されるが、その含有量が０．０５％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３％
を越えると、分散相形成の硬質粒子の素地に対する密着
性が低下し、この結果として耐摩耗性の低下をもたらす
ようになることから、その含有量を０．０５〜３％と定
めた。望ましくは０．３〜１．５％の含有がよい。
【００１０】（ｄ） Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して、これを強化し、かつ焼結
性を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０．０５％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
と靭性が低下するようになることから、その含有量を
０．０５〜０．５％と定めた。望ましくは０．１〜０．
３％の含有がよい。
性を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０．０５％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
と靭性が低下するようになることから、その含有量を
０．０５〜０．５％と定めた。望ましくは０．１〜０．
３％の含有がよい。
【００１１】
【実施例】つぎに、この発明の集電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、いずれも１〜
１５０μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＴｉＢ2
粉末、ＺｒＢ2 粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｕ粉末、およびＭｎ
粉末、さらにいずれも８０メッシュ以下の所定の粒度を
有するアトマイズ鉄粉、Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：６５％
含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ合金（Ｍｏ：６５％含有）粉
末、および３２５メッシュ以下の粒度を有する黒鉛粉末
を用意し、これら原料粉末を表２，３に示される配合組
成に配合し、混合した後、６ton ／cm2 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℃の範囲内の所定温度に１
時間保持の条件で焼結することにより、上記配合組成と
実質的に同じ成分組成を有し、かつ幅：２５mm×長さ：
８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明集電すり板
材１〜１７および比較集電すり板材１〜３をそれぞれ製
造した。なお、比較集電すり板材１〜３は、分散相を構
成するＴｉＢ2 およびＺｒＢ2の含有量がこの発明の範
囲から低い方に外れた組成をもつものである。
より具体的に説明する。原料粉末として、いずれも１〜
１５０μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＴｉＢ2
粉末、ＺｒＢ2 粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｕ粉末、およびＭｎ
粉末、さらにいずれも８０メッシュ以下の所定の粒度を
有するアトマイズ鉄粉、Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：６５％
含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ合金（Ｍｏ：６５％含有）粉
末、および３２５メッシュ以下の粒度を有する黒鉛粉末
を用意し、これら原料粉末を表２，３に示される配合組
成に配合し、混合した後、６ton ／cm2 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℃の範囲内の所定温度に１
時間保持の条件で焼結することにより、上記配合組成と
実質的に同じ成分組成を有し、かつ幅：２５mm×長さ：
８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発明集電すり板
材１〜１７および比較集電すり板材１〜３をそれぞれ製
造した。なお、比較集電すり板材１〜３は、分散相を構
成するＴｉＢ2 およびＺｒＢ2の含有量がこの発明の範
囲から低い方に外れた組成をもつものである。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】この結果得られた各種集電すり板材につい
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の円板の前記固定側とは反対側面に、模
擬トロリ線として外径：２ｍ×幅：５mm×厚さ：１５mm
の硬銅リング（ＪＩＳ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０
mm偏心して取付けた装置を用い、上記硬銅リングの直径
線上の両側にそれぞれ集電すり板材を４kgの押付力で長
さ：８０mm×幅：２５mmの寸法面を面接触させ、上記模
擬トロリ線と集電すり板材間に１００Ａの電流を流しな
がら、上記円板の回転を６分で２６０km／hrの回転速度
に上げ、この速度に５分間保持した後、６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、集電すり板材の比摩耗量と相手材である模擬トロリ
線の摩耗深さを測定した。この測定結果を表４に示し
た。また表４には導電性を評価する目的で集電すり板材
の比抵抗の測定結果も示した。
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の円板の前記固定側とは反対側面に、模
擬トロリ線として外径：２ｍ×幅：５mm×厚さ：１５mm
の硬銅リング（ＪＩＳ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０
mm偏心して取付けた装置を用い、上記硬銅リングの直径
線上の両側にそれぞれ集電すり板材を４kgの押付力で長
さ：８０mm×幅：２５mmの寸法面を面接触させ、上記模
擬トロリ線と集電すり板材間に１００Ａの電流を流しな
がら、上記円板の回転を６分で２６０km／hrの回転速度
に上げ、この速度に５分間保持した後、６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、集電すり板材の比摩耗量と相手材である模擬トロリ
線の摩耗深さを測定した。この測定結果を表４に示し
た。また表４には導電性を評価する目的で集電すり板材
の比抵抗の測定結果も示した。
【００１６】
【発明の効果】表２〜４に示される結果から、本発明集
電すり板材１〜１７は、硬質のＴｉＢ2 およびＺｒＢ2
の含有にもかかわらず相手攻撃性の低い状態で高い導電
性を有し、かつすぐれた耐摩耗性を示すのに対して、比
較集電すり板材１〜３に見られるように、ＴｉＢ2 およ
び／またはＺｒＢ2 がこの発明の範囲が外れた低い含有
量であると所望のすぐれた耐摩耗性を確保することがで
きないことが明らかである。上述のように、この発明の
集電すり板材は、すぐれた導電性と耐摩耗性を具備する
ので、電気車の著しい進歩にも十分満足に対応すること
ができるなど工業上有用な効果をもたらすものである。
電すり板材１〜１７は、硬質のＴｉＢ2 およびＺｒＢ2
の含有にもかかわらず相手攻撃性の低い状態で高い導電
性を有し、かつすぐれた耐摩耗性を示すのに対して、比
較集電すり板材１〜３に見られるように、ＴｉＢ2 およ
び／またはＺｒＢ2 がこの発明の範囲が外れた低い含有
量であると所望のすぐれた耐摩耗性を確保することがで
きないことが明らかである。上述のように、この発明の
集電すり板材は、すぐれた導電性と耐摩耗性を具備する
ので、電気車の著しい進歩にも十分満足に対応すること
ができるなど工業上有用な効果をもたらすものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/50 38/58 // Ｃ２２Ｃ 33/02 １０３ Ｇ
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 分散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物のう
ちの１種または２種：５〜３０％、 素地形成成分として、Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの
１種または２種以上：０．１〜７％、を含有し、残りが
同じく素地形成成分としてのＦｅと不可避不純物からな
る組成を有するＦｅ基焼結合金で構成したことを特徴と
する導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用
パンタグラフすり板材。 - 【請求項２】 重量％で、 分散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物のう
ちの１種または２種：５〜３０％、 以下いずれも素地形成成分として、 Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの１種または２種以上：
０．１〜７％、 Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜３％、を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有するＦｅ基
焼結合金で構成したことを特徴とする導電性にすぐれた
耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板
材。 - 【請求項３】 重量％で、 分散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物のう
ちの１種または２種：５〜３０％、 以下いずれも素地形成成分として、 Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの１種または２種以上：
０．１〜７％、 Ｃ：０．０５〜０．５％、を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成し
たことを特徴とする導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼
結合金製集電用パンタグラフすり板材。 - 【請求項４】 重量％で、 分散相形成成分として、ＴｉおよびＺｒのほう化物のう
ちの１種または２種：５〜３０％、 以下いずれも素地形成成分として、 Ｎｉ，Ｃｕ，およびＭｎのうちの１種または２種以上：
０．１〜７％、 Ｃｒおよび／またはＭｏ：０．０５〜３％、 Ｃ：０．０５〜０．５％、を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成を有するＦｅ基焼結合金で構成し
たことを特徴とする導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼
結合金製集電用パンタグラフすり板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25922794A JPH0892707A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25922794A JPH0892707A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892707A true JPH0892707A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17331176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25922794A Withdrawn JPH0892707A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 導電性にすぐれた耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金製集電用パンタグラフすり板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0892707A (ja) |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP25922794A patent/JPH0892707A/ja not_active Withdrawn
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