【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、主として起重機等の低速域走行運搬機械の集
電装置に用いられるトロリーホイール並びにトロリーシ
ュー（以下集電子という）に適した耐摩耗性、耐アーク
性焼結集電材の製造法に関するものである。
前記の如き集電子は、電気的性質良好で、架線との接触
摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性、耐アーク性に秀れた
材料で々くてはならないが、これらの条件をすべて具備
する集電子を得ることはきわめて困難である。すなわち
、起重機等の走行運搬機械は通常２０ Ｋｍ／ Ｈ以下
の速度であるため、その集電子は新幹線その他の高速車
用と比較すると架線との摩擦が大きく、架線への攻撃性
を小さくするためソフトな材質のもの全周いる必要があ
り、このため、賜金含有する青銅鋳物や銅系焼結合が
一般に使用されている。しかし乍ら、青銅鋳物は潤滑材
不足による高摩擦のため相手架線を傷めると同時に自分
自身の摩耗を早め、また低融点金属である錫を含有して
いるところからアークに弱く、溶損などの欠点が生じや
すい。銅系焼結合金は前者に比較すると耐摩耗性および
相手方架線を傷めない点ではるかに優れているが、青銅
鋳物と同様ＶＣ錫ｋ 含有しているため耐アーク性の点
において問題がある。
本発明は、前記従来の集電子の欠点を改善するのみなら
ず、さらにその性能の向上を目指したものである。すな
わち、従来の青銅鋳物や銅系焼結合金の基本的素地であ
る銅−錫にかえて融点の高い鉄−銅で素地全形成し、こ
れによつ′て耐摩耗性。
耐アーク性を大巾に改善し、さらに潤滑材であるグラフ
ァイトに加えて耐アーク性の高い二硫化モリプデン等の
金属硫化物を配合１．て、七の潤滑性能全飛躍的に向上
せしめんとするものである。
本発明は、前記の目的全達成するため、重舞比にて、金
属硫化物０．５〜７％、グラファイト０．５〜５％、燐
２％以下、銅Ｚ）〜５０％、残部鉄よりなり、これらの
粉末を混合後圧組成形The present invention relates to a method for manufacturing a wear-resistant and arc-resistant sintered current collector material suitable for trolley wheels and trolley shoes (hereinafter referred to as "collector") used mainly in current collectors of low-speed transport machines such as hoists. be. The current collector described above must be made of a material that has good electrical properties, a low coefficient of friction when contacting with the overhead wire, and has excellent wear resistance and arc resistance, and it must meet all of these conditions. Obtaining a current collector is extremely difficult. In other words, since the speed of traveling transport machines such as hoists is usually less than 20 km/h, their collectors have more friction with the overhead wires than those for Shinkansen and other high-speed vehicles, so it is necessary to reduce the aggressiveness of the overhead wires. It is necessary to use a soft material all around, and for this reason bronze castings containing gold or copper-based sintered joints are not suitable.
Commonly used. However, due to the high friction caused by the lack of lubricant, bronze castings damage the other overhead wires and accelerate their own wear, and because they contain tin, a metal with a low melting point, they are susceptible to arcing and are susceptible to melting and damage. Defects are likely to occur. Copper-based sintered alloys are much better than the former in terms of wear resistance and not damaging the other party's overhead wires, but like bronze castings, they contain VCtin, so they have problems in terms of arc resistance. The present invention aims not only to improve the drawbacks of the conventional current collectors but also to further improve their performance. That is, instead of copper-tin, which is the basic base of conventional bronze castings and copper-based sintered alloys, the entire base is made of iron-copper, which has a high melting point, and this makes it wear-resistant. The arc resistance has been greatly improved, and in addition to graphite, which is a lubricant, metal sulfides such as molybdenum disulfide, which has high arc resistance, are added.1. The aim is to dramatically improve all lubrication performance. In order to achieve all of the above objects, the present invention has a weight ratio of 0.5 to 7% of metal sulfide, 0.5 to 5% of graphite, 2% or less of phosphorus, 50% of copper (Z), and the balance of iron. After mixing these powders, pressure composition is formed.
【−２、これ全加熱して焼結する
ことを特徴とする。
上記の組成よりなる本発明の合金は、低融点金属である
錫や亜鉛を含有していないため、還元雰囲気中で高い焼
結温度を用いることができ、これによって極めて強固な
鉄−銅素地全形成［７て優れた耐摩耗性、耐アーク性を
発揮することができる。
金属硫化物並びにグラファイトは微粒の粉末状で鉄−銅
素地中に均斉に混在されており、これにより高度の潤滑
性能全発揮することができる。ただし、潤滑成分はその
総量が１２％を超えると鉄〜銅素地の機械的強度が弱く
なり、１％以下では摩擦・４ □７、＊＃ ＜ 、、
、９□−カ□□−２２，える。燐は、前記鉄−銅−金属
硫化物−グラフ了イトの焼結合金をつくる際、その強い
脱酸作用によって含有金属を清浄化して母体合金の機械
的強度を高めるもので、２％以以上台するとかえって機
械的強度を低下させる。ただし、還元雰囲気が完全で含
有金属が酸化しないときには添加する必要がない。また
、本発明により得た集電子は、焼結後約１％含油せしめ
る。これは、鉄粉含有のため発錆防止と架線との摩擦力
低減のためである。
次に、本発明の具体的実施例を述べる。
配合比（重量％）
Ｆｅ Ｃｕ ＭＯ８！ ＷＳｔ ＣＰ実施
例］ ６０ ３０ ４ − ３ １／２６
０３０２２３０
／３５０４０３−３］
〃 ４５０４０２２３０
前記各実施例の割合で配合した材料を混合機で均斉に混
合後、これｆ ５ Ｔ／ｃＪで圧縮成形し、環元雰囲気
中にて１０５０℃で焼結１．、その後約１％含油して製
品を得た。
上記各実施例により得た焼結合金の物理的特性を示すと
第１表のと卦りである。
第 】 表
上記本発明品と性能比較試験ヲするための資料として、
青銅鋳物と銅系焼結合金全入手した。その物理的特性ケ
示すと第２表のとかりである。
第２表、第３表の各材料から試験片１（Ｉ Ｘ ２５
Ｘ匍１！１１１’（＋７切出１７、これを回転式摺動試
験機にとりつけ、押付力５ｋｙ、通電電流ＡＣ１００Ａ
、摺動速度５４Ｋｍ／）Ｉ。
４！１０ ｒ、ｐ、ｍで１００分間無潤滑で硬銅トロリ
ー線に摺動させ、その時の各試験片の比摩耗ｌ（試験片
の摩耗【−た体積ｔｔａｎ”ｋ試験片押付力ｋｆと摩擦
距離■の積で除したもの）と、トロリー線の摩耗寸法部
の測定、並びに試験片の摺面の状態を観察し、た。
その結果を第３表に示す。
前記第１表により明らかなように、本発明により得た焼
結合金は、集電子に必要とする電気的。
機械的特性を具備し、かつ、第３表により明らかなよう
に、現在使用されている錫含有の有銅鋳物や銅系焼結合
金製集電子に比較【７て、矛の耐Ｍ耗性、耐アーク性を
顕著に向上せしめると共Ｖこ、相手方架線を痛めないこ
とが立証される。
特に、本発明においでは、前記の如く、耐摩耗性、耐ア
ーク性が向上し、ているだけではなく、その摺面は平滑
で黒褐色の８！！滑光沢があり、従って相手方架線の摺
動表面の損傷と摩耗全顕著に減少せし、めることができ
る効果があり、低速域走行用集電子としてきわめて有益
で７ｔＩ）る。[-2, This is characterized by being completely heated and sintered. Since the alloy of the present invention having the above composition does not contain tin or zinc, which are low melting point metals, it is possible to use a high sintering temperature in a reducing atmosphere. Formation [7] can exhibit excellent wear resistance and arc resistance. Metal sulfides and graphite are uniformly mixed in the iron-copper matrix in the form of fine powder, and this makes it possible to fully exhibit a high level of lubrication performance. However, if the total amount of lubricating components exceeds 12%, the mechanical strength of the iron-copper base will weaken, and if it is less than 1%, it will cause friction.
, 9□-ka□□-22, get. When making the iron-copper-metal sulfide-graphite sintered alloy, phosphorus cleans the contained metals by its strong deoxidizing action and increases the mechanical strength of the base alloy, and is used in amounts of 2% or more. A stand will actually reduce the mechanical strength. However, it is not necessary to add it when the reducing atmosphere is complete and the contained metal is not oxidized. Further, the current collector obtained according to the present invention is impregnated with about 1% oil after sintering. This is because it contains iron powder to prevent rust and reduce frictional force with overhead wires. Next, specific examples of the present invention will be described. Blending ratio (weight%) Fe Cu MO8! WSt CP Example] 60 30 4 - 3 1/26
0302230 /350403-3] 〃 450402230 After uniformly mixing the materials blended in the proportions of each of the above examples in a mixer, this was compression molded at f 5 T/cJ, and sintered at 1050°C in a ring atmosphere. ．． , and then impregnated with about 1% oil to obtain a product. Table 1 shows the physical properties of the sintered alloys obtained in each of the above examples. ] As a material for performing a performance comparison test with the above-mentioned invention product,
Obtained all bronze castings and copper-based sintered alloys. Its physical properties are shown in Table 2. Test piece 1 (I x 25
The
, sliding speed 54Km/)I. 4!Slide on a hard copper trolley wire without lubrication at 4.10r, p, m for 100 minutes, and calculate the specific wear of each test piece at that time l (wear of the test piece - volume ttan''k test piece pressing force kf) The results are shown in Table 3. The results are shown in Table 3. The results are shown in Table 3. As shown in Table 3, the sintered alloy obtained according to the present invention has the electrical and mechanical properties necessary for current collection, and as is clear from Table 3, it is superior to the currently used tin-containing alloys. Compared to collectors made of copper castings or copper-based sintered alloys, it has been proven that the wear resistance and arc resistance of the spears are significantly improved, and that they do not damage the other party's overhead wires. In particular, In the present invention, not only the abrasion resistance and arc resistance are improved as described above, but also the sliding surface is smooth and has a blackish-brown 8!! gloss, so that the sliding surface of the mating overhead wire is It has the effect of significantly reducing damage and wear, making it extremely useful as a current collector for low-speed driving.