JPS628490B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS628490B2 JPS628490B2 JP7283779A JP7283779A JPS628490B2 JP S628490 B2 JPS628490 B2 JP S628490B2 JP 7283779 A JP7283779 A JP 7283779A JP 7283779 A JP7283779 A JP 7283779A JP S628490 B2 JPS628490 B2 JP S628490B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- copper
- molybdenum disulfide
- weight
- sliding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な集電摺動材料に関する。
集電摺動材料たとえば電気車用パンタグラフす
り板としては、従来銅、または銅系若しくは鉄系
の焼結合金、或いはカーボン、黒鉛若しくはこれ
らに鉛、銅などの金属を含浸させた材料等が使用
されている。しかしながら銅、または銅系若しく
は鉄系の焼結合金製のすり板は機械的強度が大
で、集電容量も大きいが、一般に潤滑性が不足し
グリースの供給等外部からの潤滑が必須であり、
架線の摩耗や摺動音が比較的大であるという欠点
がある。一方カーボン、黒鉛系の材料はそれ自身
が潤滑性を有する材料である所より架線の摩耗や
摺動音が小さいという長所を持つが、電気抵抗が
大きいため集電容量が小さく、機械的強度も劣る
という欠点があり、いずれも理想的特性を具えた
材料とは言い難い。 斯かる欠点を除去することを目的として二硫化
モリブデン粉を含む集電摺動材料が過去に数件特
許出願されている。しかしながらそのいずれも二
硫化モリブデン粉を単体で添加する方法であり、
これらの方法では、粉末を配合する過程で二硫化
モリブデン粉が砕けたり、成形時に偏析する度合
が大きくて材料強度や摺動特性が劣化しやすいと
いう欠点があつた。 本発明は上記従来の摺動材料の欠点を改良し、
金属系のすぐれた材料強度と二硫化モリブデン系
のすぐれた潤滑性を兼備した集電摺動材料を提供
することを目的とするものである。 すなわち本発明は１〜15重量％の銅被覆二硫化
モリブデン粉、３〜20重量％の鉄、クロム及びフ
エロモリブデンからなる群から選ばれた１種又は
２種以上の硬質金属粉、残余の銅粉を含む全銅量
とすず量との合計量に対するすずの割合が５〜13
重量％となるすず粉、および残余銅粉からなる混
合粉末の焼結体よりなる集電摺動材料に係る。 本発明で使用される銅被覆二硫化モリブデン粉
は、二硫化モリブデン粉の表面を銅でもつて被覆
したものであつて、例えば約80〜350メツシユの
二硫化モリブデン粉に、厚さ約３〜５μの銅被覆
をできるだけ均一に施したものが好ましく、銅被
覆二硫化モリブデン粉における銅と二硫化モリブ
デンの割合は前者の約20〜50重量％に対し、後者
を約50〜80重量％とするのが好ましい。この場合
銅被覆二硫化モリブデン粉を１〜15重量％配合し
た混合粉中の二硫化モリブデン粉の割合は約0.5
〜12重量％となる。銅粉に二硫化モリブデン粉を
配合した場合は、例えば粉末を配合して混ぜ合わ
せる際に二硫化モリブデン粉が細かく破砕されや
すく、このため焼結体の材料強度が小さくなり、
また成形時に二硫化モリブデン粉が偏析する傾向
が大きい。銅被覆二硫化モリブデン粉を用いた場
合は銅の被覆層が二硫化モリブデン粉粒子に対す
る機械的破壊力を阻止するし、銅の被覆層が銅粉
とからみ合つたり、二硫化モリブデン粉同士が直
接に接することがないので二硫化モリブデン粉の
偏析がなくなる。従つて二硫化モリブデン粉を単
体で配合するのではなく、銅を被覆した二硫化モ
リブデン粉を配合することが本発明の必須要件の
一つである。 本発明において二硫化モリブデン粉は焼結材中
に固型潤滑相として散在させて摺動相手材料との
溶着やひつかき作用を減じるために加えるもので
あつて、その量が0.5重量％より少ないと上述し
た効果が不充分であり、また12重量％を越えると
きは材料強度が低下して材料の耐摩耗性が劣化す
る。鉄、クロムおよびフエロモリブデン粉は焼結
材の中に硬質相として散在させて耐摩耗性を向上
させるために加えるものであつて、その量が３重
量％より少ないと、耐摩耗性向上の効果が不充分
であり、また20重量％を越えると材料強度が低下
すると共に、相手摺動材を摩耗させる度合が大き
くなる。すず粉は残余添加する銅粉および二硫化
モリブデン粉を被覆する銅層とを合わせた全銅成
分と焼結中に合金化して材料強度の大きな青銅素
地を構成するために加えるもので、必要とする強
度に応じて、銅とすずの合計量に対するすずの割
合が５〜13重量％となるように配合する。この割
合が５重量％より少ないと焼結体の材料強度が小
さく、また13重量％を越えるときはそれ以上の強
度向上が期待できないことと、素地の融点が下が
つて耐アーク性が低下する。 本発明では上記成分にさらに残余として銅粉を
配合して合計100重量％とする。また本発明では
上記成分以外に必要に応じて、ニツケル、りん、
ポロンまたはこれらを含む合金等の強化成分を配
合してもよい。 本発明の集電摺動材料を製造するには上記各種
原料粉をＶ型混合機等を用いて均一に混合したの
ち、粉末成形機により成形し、焼結すればよい。
成形は通常約２〜４トン／cm2の圧力で行われ、焼
結は水素、窒素、アンモニア分解ガス等の非酸化
性雰囲気の下、約700〜900℃の温度で約0.5〜３
時間加熱焼結するのがよい。 以下本発明の実施例をあげて説明する。 実施例 １ 80〜350メツシユの二硫化モリブデン粉を硫酸
銅溶液に浸し撹拌しながら、亜鉛粉を加え置換法
によつて二硫化モリブデン粉の表面に３〜５μの
銅被覆を形成し、重量比で約40％の銅を含む銅被
覆二硫化モリブデン粉を得た。この銅被覆二硫化
モリブデン粉と電解銅粉、搗砕すず粉及び鉄粉を
第１表記載の割合で均一に混合し、４トン／cm2の
圧力で圧縮成形ののち、850℃で１時間アンモニ
ア分解ガス雰囲気中で焼結して10×23×180mmの
寸法の試料を得た。 実施例 ２ 実施例１に示す成分にさらにクロム粉を使用し
て、第１表記載の割合で配合し、実施例１と同一
の製作条件下で製作して10×23×180mm寸法の試
料を得た。 実施例 ３ 実施例１に示す成分のうち鉄粉をフエロモリブ
デン粉に替えて第１表記載の割合で配合し、実施
例１と同一の製作条件下で製作して10×23×180
mm寸法の試料を得た。 実施例 ４ 実施例１に示すのと同一の成分を含み、第１表
記載の割合で配合し、実施例１と同一の製作条件
下で製作して10×23×180mmの寸法の試料を得
た。 なお比較品として銅被覆二硫化モリブデン粉を
20重量％配合した場合、および二硫化モリブデン
粉を単体で配合した場合について示す。また第１
表にこれら試料の引張強さおよび摺動試験の結果
を示す。なお摺動試験は直径385mm、巾６mmの硬
銅リングを10mmだけ偏心させたものに、寸法形状
20×25mm×高さ（約10mm）の試料を押し付けて摺
動速度80Km／hrで摺動させた。なお摺動周期は５
秒間押付け、25秒間休止で60回繰り返した。また
通電は静接触時に100Ampの電流が流れるように
設定して行つた。摺動後の相手材の面の状態は目
視で行い、面荒れの様子などを観測した。 第１表の成績の示す通り本発明品である試料１
と比較品２を較べると引張強さ、摺動試験の結果
ともに試料１のほうがすぐれている。さらに銅被
覆二硫化モリブデンの量を20％にすると引張強
さ、摺動試験の結果ともに劣化することがわか
る。また、クロムやフエロモリブデン粉を加える
と摺動試験の摩耗量が著しく少なくなる。 以上の結果、本発明品は二硫化モリブデン粉を
単体で加えた場合に比して材料強度および摺動特
性が著しく改善され、安全性および経済性の立場
から有益な摺動材料である。 【表】
り板としては、従来銅、または銅系若しくは鉄系
の焼結合金、或いはカーボン、黒鉛若しくはこれ
らに鉛、銅などの金属を含浸させた材料等が使用
されている。しかしながら銅、または銅系若しく
は鉄系の焼結合金製のすり板は機械的強度が大
で、集電容量も大きいが、一般に潤滑性が不足し
グリースの供給等外部からの潤滑が必須であり、
架線の摩耗や摺動音が比較的大であるという欠点
がある。一方カーボン、黒鉛系の材料はそれ自身
が潤滑性を有する材料である所より架線の摩耗や
摺動音が小さいという長所を持つが、電気抵抗が
大きいため集電容量が小さく、機械的強度も劣る
という欠点があり、いずれも理想的特性を具えた
材料とは言い難い。 斯かる欠点を除去することを目的として二硫化
モリブデン粉を含む集電摺動材料が過去に数件特
許出願されている。しかしながらそのいずれも二
硫化モリブデン粉を単体で添加する方法であり、
これらの方法では、粉末を配合する過程で二硫化
モリブデン粉が砕けたり、成形時に偏析する度合
が大きくて材料強度や摺動特性が劣化しやすいと
いう欠点があつた。 本発明は上記従来の摺動材料の欠点を改良し、
金属系のすぐれた材料強度と二硫化モリブデン系
のすぐれた潤滑性を兼備した集電摺動材料を提供
することを目的とするものである。 すなわち本発明は１〜15重量％の銅被覆二硫化
モリブデン粉、３〜20重量％の鉄、クロム及びフ
エロモリブデンからなる群から選ばれた１種又は
２種以上の硬質金属粉、残余の銅粉を含む全銅量
とすず量との合計量に対するすずの割合が５〜13
重量％となるすず粉、および残余銅粉からなる混
合粉末の焼結体よりなる集電摺動材料に係る。 本発明で使用される銅被覆二硫化モリブデン粉
は、二硫化モリブデン粉の表面を銅でもつて被覆
したものであつて、例えば約80〜350メツシユの
二硫化モリブデン粉に、厚さ約３〜５μの銅被覆
をできるだけ均一に施したものが好ましく、銅被
覆二硫化モリブデン粉における銅と二硫化モリブ
デンの割合は前者の約20〜50重量％に対し、後者
を約50〜80重量％とするのが好ましい。この場合
銅被覆二硫化モリブデン粉を１〜15重量％配合し
た混合粉中の二硫化モリブデン粉の割合は約0.5
〜12重量％となる。銅粉に二硫化モリブデン粉を
配合した場合は、例えば粉末を配合して混ぜ合わ
せる際に二硫化モリブデン粉が細かく破砕されや
すく、このため焼結体の材料強度が小さくなり、
また成形時に二硫化モリブデン粉が偏析する傾向
が大きい。銅被覆二硫化モリブデン粉を用いた場
合は銅の被覆層が二硫化モリブデン粉粒子に対す
る機械的破壊力を阻止するし、銅の被覆層が銅粉
とからみ合つたり、二硫化モリブデン粉同士が直
接に接することがないので二硫化モリブデン粉の
偏析がなくなる。従つて二硫化モリブデン粉を単
体で配合するのではなく、銅を被覆した二硫化モ
リブデン粉を配合することが本発明の必須要件の
一つである。 本発明において二硫化モリブデン粉は焼結材中
に固型潤滑相として散在させて摺動相手材料との
溶着やひつかき作用を減じるために加えるもので
あつて、その量が0.5重量％より少ないと上述し
た効果が不充分であり、また12重量％を越えると
きは材料強度が低下して材料の耐摩耗性が劣化す
る。鉄、クロムおよびフエロモリブデン粉は焼結
材の中に硬質相として散在させて耐摩耗性を向上
させるために加えるものであつて、その量が３重
量％より少ないと、耐摩耗性向上の効果が不充分
であり、また20重量％を越えると材料強度が低下
すると共に、相手摺動材を摩耗させる度合が大き
くなる。すず粉は残余添加する銅粉および二硫化
モリブデン粉を被覆する銅層とを合わせた全銅成
分と焼結中に合金化して材料強度の大きな青銅素
地を構成するために加えるもので、必要とする強
度に応じて、銅とすずの合計量に対するすずの割
合が５〜13重量％となるように配合する。この割
合が５重量％より少ないと焼結体の材料強度が小
さく、また13重量％を越えるときはそれ以上の強
度向上が期待できないことと、素地の融点が下が
つて耐アーク性が低下する。 本発明では上記成分にさらに残余として銅粉を
配合して合計100重量％とする。また本発明では
上記成分以外に必要に応じて、ニツケル、りん、
ポロンまたはこれらを含む合金等の強化成分を配
合してもよい。 本発明の集電摺動材料を製造するには上記各種
原料粉をＶ型混合機等を用いて均一に混合したの
ち、粉末成形機により成形し、焼結すればよい。
成形は通常約２〜４トン／cm2の圧力で行われ、焼
結は水素、窒素、アンモニア分解ガス等の非酸化
性雰囲気の下、約700〜900℃の温度で約0.5〜３
時間加熱焼結するのがよい。 以下本発明の実施例をあげて説明する。 実施例 １ 80〜350メツシユの二硫化モリブデン粉を硫酸
銅溶液に浸し撹拌しながら、亜鉛粉を加え置換法
によつて二硫化モリブデン粉の表面に３〜５μの
銅被覆を形成し、重量比で約40％の銅を含む銅被
覆二硫化モリブデン粉を得た。この銅被覆二硫化
モリブデン粉と電解銅粉、搗砕すず粉及び鉄粉を
第１表記載の割合で均一に混合し、４トン／cm2の
圧力で圧縮成形ののち、850℃で１時間アンモニ
ア分解ガス雰囲気中で焼結して10×23×180mmの
寸法の試料を得た。 実施例 ２ 実施例１に示す成分にさらにクロム粉を使用し
て、第１表記載の割合で配合し、実施例１と同一
の製作条件下で製作して10×23×180mm寸法の試
料を得た。 実施例 ３ 実施例１に示す成分のうち鉄粉をフエロモリブ
デン粉に替えて第１表記載の割合で配合し、実施
例１と同一の製作条件下で製作して10×23×180
mm寸法の試料を得た。 実施例 ４ 実施例１に示すのと同一の成分を含み、第１表
記載の割合で配合し、実施例１と同一の製作条件
下で製作して10×23×180mmの寸法の試料を得
た。 なお比較品として銅被覆二硫化モリブデン粉を
20重量％配合した場合、および二硫化モリブデン
粉を単体で配合した場合について示す。また第１
表にこれら試料の引張強さおよび摺動試験の結果
を示す。なお摺動試験は直径385mm、巾６mmの硬
銅リングを10mmだけ偏心させたものに、寸法形状
20×25mm×高さ（約10mm）の試料を押し付けて摺
動速度80Km／hrで摺動させた。なお摺動周期は５
秒間押付け、25秒間休止で60回繰り返した。また
通電は静接触時に100Ampの電流が流れるように
設定して行つた。摺動後の相手材の面の状態は目
視で行い、面荒れの様子などを観測した。 第１表の成績の示す通り本発明品である試料１
と比較品２を較べると引張強さ、摺動試験の結果
ともに試料１のほうがすぐれている。さらに銅被
覆二硫化モリブデンの量を20％にすると引張強
さ、摺動試験の結果ともに劣化することがわか
る。また、クロムやフエロモリブデン粉を加える
と摺動試験の摩耗量が著しく少なくなる。 以上の結果、本発明品は二硫化モリブデン粉を
単体で加えた場合に比して材料強度および摺動特
性が著しく改善され、安全性および経済性の立場
から有益な摺動材料である。 【表】
Claims (1)
- １ １〜15重量％の銅被覆二硫化モリブデン粉、
３〜20重量％の鉄、クロム及びフエロモリブデン
からなる群から選ばれた１種又は２種以上の硬質
金属粉、残余の銅粉を含む全銅量とすず量との合
計量に対するすずの割合が５〜13重量％となる量
のすず粉、及び残余銅粉からなる混合粉末の焼結
体よりなる集電摺動材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283779A JPS55164049A (en) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Sliding material for current collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283779A JPS55164049A (en) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Sliding material for current collector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55164049A JPS55164049A (en) | 1980-12-20 |
| JPS628490B2 true JPS628490B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=13500914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283779A Granted JPS55164049A (en) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Sliding material for current collector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55164049A (ja) |
-
1979
- 1979-06-08 JP JP7283779A patent/JPS55164049A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55164049A (en) | 1980-12-20 |
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