JPS6365741B2 - - Google Patents
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- JPS6365741B2 JPS6365741B2 JP14684285A JP14684285A JPS6365741B2 JP S6365741 B2 JPS6365741 B2 JP S6365741B2 JP 14684285 A JP14684285 A JP 14684285A JP 14684285 A JP14684285 A JP 14684285A JP S6365741 B2 JPS6365741 B2 JP S6365741B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、潤滑油を用いないで集電摺動部分に
使用される耐磨性に秀れた鉄系焼結合金、特に、
速度260Km/H〜270Km/Hで走行する高速電気車
のパンタグラフ用摺板として好適な集電摺動用鉄
系耐磨焼結合金の製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 現在新幹線用摺板として使用している鉄系耐磨
焼結合金は、鉄粉が主体で潤滑性に欠けるため、
所望の気孔率を有する鉄系焼結合金母体をつく
り、その焼結合金母体中に17〜27%の鉛を含浸さ
せている。ところが、このように多量の鉛を含浸
させると、鉛は低融点金属であるため、架線と摺
板とが離間する際の火花放電により摺板の表面が
溶解され、鉛が溶出して摺板の表面を荒損するお
それがあり、これらの原因で摺動磨耗が比較的多
くて改良の余地が残されている。 本発明者などの一人は、前記の如き問題点を改
善するため、鉄粉中に二硫化モリブテン、二硫化
タングステンなどの金属硫化物を配合してその金
属硫化物により潤滑性能を発揮させ、かつ、鉄系
合金中に80〜150メツシユの粒粉状クロームを確
りと抱き込み、粒粉状クロームによる耐磨性と金
属硫化物による潤滑性能とを有する鉄系耐磨焼結
合金の製造方法を先に発明した(特許第1009420
号、特公昭54−42332号公報参照)。 この先発明によれば、速度220Km/H程度であ
れば鉛を含浸せしめることなく良好な耐磨性と潤
滑性能とを発揮させることができるが、それより
更に速度を260Km/H〜270Km/Hとアツプさせた
場合には耐磨性および潤滑性能が不充分である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前記の如き従来技術の問題点に鑑
み、速度260Km/H〜270Km/Hにおいても優秀な
耐磨性を発揮すると共に、摺板および架線の耐久
力をも向上させることができる集電摺動用鉄系耐
磨焼結合金を提供せんとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記の如き問題点を解決するため、
重量比にて、粒粉状クローム2〜14%、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステン、硫化鉄、硫化銅
などの金属硫化物2〜7%、燐1%以下、残部鉄
粉よりなる粉末材料を混合し、これを6〜8T/
cm2で圧縮成形した後焼結して約10%程度の気孔率
を有する焼結合金母体をつくり、その焼結合金母
体中に鉛ないし鉛合金を2〜8%含浸せしめるこ
とを特徴とする。 〔作用〕 本発明は、前記の如く、鉄粉を主体とし、これ
に高速度における耐磨性の向上のために先発明よ
り多量のクロームを配合してこれを焼結合金母体
中に確りと抱き込むと共に、二硫化モリブテン、
二硫化タングステン、硫化鉄、硫化銅などの金属
硫化物を配合してそれ自体潤滑性能を有すると共
に鉛含浸に際し濡れ性が劣る焼結合金母体をつく
り、その焼結合金母体に鉛なしい鉛合金を含浸さ
せるので、含浸鉛量は2〜8%と低くおさえら
れ、粒粉状クロームによる耐磨性と、焼結合金母
体中に均一に分布する金属硫化物による潤滑性能
および含浸された鉛ないし鉛合金の潤滑性能とが
面々相俟つて極めて優秀な耐磨性を発揮すると共
に、摺板のみならず架線の耐久力をも顕著に向上
させることができる。 さらに詳しく云うと、本発明に使用する二硫化
モリブデン、二硫化タングステン、硫化鉄、硫化
銅などの金属硫化物は極めて微細なもので、これ
が鉄粉の間に均一に混合され、80〜150メツシユ
の粒粉状クロームを抱き込んだ状態になつて鉄系
焼結合金中に均斎に分布されている。そして、後
述の試験結果により明らかなように、粒粉状クロ
ームの耐磨性と焼結合金母体中に含有する金属硫
化物および焼結後含浸された鉛ないし鉛合金の潤
滑性能とが相俟つて260〜270Km/Hの高速時にお
ける極めて優秀な耐磨性と潤滑性能とを発揮す
る。そして、前記の如きクロームと鉄粉との配合
比において、金属硫化物の配合料は2〜7%が適
量であつて、2%未満ではその効果が少なく、7
%以上になると合金の機械的強度が低下する。 燐は、前記鉄、クローム、金属硫化物の混合粉
よりなる成形体を焼結する際、その強い脱酸作用
によつて鉄を浄化すると共に、焼結の初期に粒粉
表面に形成されるFe3P−Fe共晶組成の液相量を
増して、焼結体中に耐磨性の目的で混合している
クロームと潤滑性増強の目的で混合している金属
硫化物とを確りと抱き込んだ状態で収縮し、緻密
化を促進させるものである。そして、燐の配合量
は1%以上になるとかえつて脆弱となる。また、
燐は焼結炉内の還元雰囲気が完全に近くかつ原料
が清浄であればその配合量が減じても前記の作用
効果を発揮させることができる。 粒粉状クロームは、80−150メツシユのものを
使用し、これが前記の如くして緻密化された鉄系
焼結合金中にクローム単体の固体として強く抱き
込まれた状態で存在し、単体クローム特有の耐
錆、耐磨性能を発揮する。その含有量は2%未満
では耐磨性の向上に不十分であり、14%以上では
焼結合金全体の機械的強度が低下する。 また、本発明においては、前述の如く焼結合金
母体中に鉛ないし鉛合金を含浸せしめるのである
が、その際、焼結合金母体中にはすでに潤滑材で
ある金属硫化物が配合されているので、鉛含浸に
際し濡性が劣つていて鉛の含浸をある程度妨げ、
これと混合粉の成形圧を6〜8T/cm2にすること
と相俟つて鉛含浸率を2〜8%にすることができ
る。なお、鉛含浸に際し必要に応じ焼結合金母体
を再加圧することもある。鉛の含浸量は、2%未
満では潤滑性の効果が不十分であり、8%以上は
不必要である。 なお、上記Fe−Cr−P−MoS2(WS2、FeS、
CuS)の焼結合金のうち、鉄の小量をモリブテ
ン、タングステン、ニツケル、コバルト、チタ
ン、銅、炭素、クロームなどの単体またはこれら
の化合物の一種ないし数種におきかえても摺板お
よび架線の耐磨性に大きな影響がない。従つて、
鉄の小量を前記の如き金属またはその化合物にお
きかえることも本発明に包含される、また、以下
の実施例においては鉛を含浸させた例を示した
が、鉛に代えて鉛合金を含浸させることもでき、
この場合も当然本発明に包含される。 〔実施例〕 以下、本発明の具体例を各実施例について説明
する。 実施例 1 重量比にて、80〜150メツシユの粒粉状クロー
ム(以下単にクロームという)5%、燐0.5%、
モリブテン2%、ニツケル0.7%、銅2%、タン
グステンカーバイト1%、炭素0.3%、二硫化モ
リブテン4%、残部鉄粉の割合で各原料を配合
し、これを混和機により均一に混和した後7T/
cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中1150℃−30分で焼
結した。得られた焼結合金母体を鉛単体の固体と
一緒に真空炉に設置し、温度680℃−120分で鉛が
4.5%含浸された製品を得た。 実施例 2 重量比にて、クローム6%、燐0.3%、銅1%、
FeW3%、炭素0.2%、二硫化モリブテン5%、残
部鉄粉の割合で各原料を配合し、これを混和機に
より均一に混和した後6.5T/cm2で圧縮成形し、
還元雰囲気中1150℃−30分で焼結した。得られた
焼結合金母体を鉛単体の固体と一縮に真空炉に設
置し、温度680℃−120分で鉛が4.8%含浸された
製品を得た。 実施例 3 重量比にて、クローム8%、二硫化タングステ
ン3%、硫化銅1.5%、燐0.4%、残部鉄粉の割合
で各原料を配合し、これを混和機により均一に混
和した後6T/cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中
1150℃−30分で焼結した。得られた焼結合金母体
を鉛単体の固体と一緒に真空炉中に設置し、温度
680℃−120分で鉛が5%含浸された製品を得た。 実施例 4 重量比にて、クローム9%、燐0.2%、二硫化
モリブテン3%、二硫化タングステン2%、残部
鉄粉の割合で各原料を配合し、これを混和機によ
り均一に混和した後8T/cm2で圧縮成形し、還元
雰囲気中1150℃−30分で焼結した。得られた焼結
合金母体を鉛単体の固体と一諸に真空炉に設置
し、温度680℃−120分で鉛が4.0%含浸された製
品を得た。 実施例 5 重量比にて、クローム12%、二硫化モリブテン
3%、硫化鉄1.5%、残部鉄粉の割合で各原料を
配合し、これを混和機により均一に混和した後
7.5T/cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中1150℃−
30分で焼結した。得られた焼結合金母体を鉛単体
の固体と一緒に真空炉に設置し、温度680℃−120
分で鉛が4.3%含浸された製品を得た。 上記各実施例により得た焼結合金の物理特性を
示すと第1表のとおりである。
使用される耐磨性に秀れた鉄系焼結合金、特に、
速度260Km/H〜270Km/Hで走行する高速電気車
のパンタグラフ用摺板として好適な集電摺動用鉄
系耐磨焼結合金の製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 現在新幹線用摺板として使用している鉄系耐磨
焼結合金は、鉄粉が主体で潤滑性に欠けるため、
所望の気孔率を有する鉄系焼結合金母体をつく
り、その焼結合金母体中に17〜27%の鉛を含浸さ
せている。ところが、このように多量の鉛を含浸
させると、鉛は低融点金属であるため、架線と摺
板とが離間する際の火花放電により摺板の表面が
溶解され、鉛が溶出して摺板の表面を荒損するお
それがあり、これらの原因で摺動磨耗が比較的多
くて改良の余地が残されている。 本発明者などの一人は、前記の如き問題点を改
善するため、鉄粉中に二硫化モリブテン、二硫化
タングステンなどの金属硫化物を配合してその金
属硫化物により潤滑性能を発揮させ、かつ、鉄系
合金中に80〜150メツシユの粒粉状クロームを確
りと抱き込み、粒粉状クロームによる耐磨性と金
属硫化物による潤滑性能とを有する鉄系耐磨焼結
合金の製造方法を先に発明した(特許第1009420
号、特公昭54−42332号公報参照)。 この先発明によれば、速度220Km/H程度であ
れば鉛を含浸せしめることなく良好な耐磨性と潤
滑性能とを発揮させることができるが、それより
更に速度を260Km/H〜270Km/Hとアツプさせた
場合には耐磨性および潤滑性能が不充分である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前記の如き従来技術の問題点に鑑
み、速度260Km/H〜270Km/Hにおいても優秀な
耐磨性を発揮すると共に、摺板および架線の耐久
力をも向上させることができる集電摺動用鉄系耐
磨焼結合金を提供せんとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記の如き問題点を解決するため、
重量比にて、粒粉状クローム2〜14%、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステン、硫化鉄、硫化銅
などの金属硫化物2〜7%、燐1%以下、残部鉄
粉よりなる粉末材料を混合し、これを6〜8T/
cm2で圧縮成形した後焼結して約10%程度の気孔率
を有する焼結合金母体をつくり、その焼結合金母
体中に鉛ないし鉛合金を2〜8%含浸せしめるこ
とを特徴とする。 〔作用〕 本発明は、前記の如く、鉄粉を主体とし、これ
に高速度における耐磨性の向上のために先発明よ
り多量のクロームを配合してこれを焼結合金母体
中に確りと抱き込むと共に、二硫化モリブテン、
二硫化タングステン、硫化鉄、硫化銅などの金属
硫化物を配合してそれ自体潤滑性能を有すると共
に鉛含浸に際し濡れ性が劣る焼結合金母体をつく
り、その焼結合金母体に鉛なしい鉛合金を含浸さ
せるので、含浸鉛量は2〜8%と低くおさえら
れ、粒粉状クロームによる耐磨性と、焼結合金母
体中に均一に分布する金属硫化物による潤滑性能
および含浸された鉛ないし鉛合金の潤滑性能とが
面々相俟つて極めて優秀な耐磨性を発揮すると共
に、摺板のみならず架線の耐久力をも顕著に向上
させることができる。 さらに詳しく云うと、本発明に使用する二硫化
モリブデン、二硫化タングステン、硫化鉄、硫化
銅などの金属硫化物は極めて微細なもので、これ
が鉄粉の間に均一に混合され、80〜150メツシユ
の粒粉状クロームを抱き込んだ状態になつて鉄系
焼結合金中に均斎に分布されている。そして、後
述の試験結果により明らかなように、粒粉状クロ
ームの耐磨性と焼結合金母体中に含有する金属硫
化物および焼結後含浸された鉛ないし鉛合金の潤
滑性能とが相俟つて260〜270Km/Hの高速時にお
ける極めて優秀な耐磨性と潤滑性能とを発揮す
る。そして、前記の如きクロームと鉄粉との配合
比において、金属硫化物の配合料は2〜7%が適
量であつて、2%未満ではその効果が少なく、7
%以上になると合金の機械的強度が低下する。 燐は、前記鉄、クローム、金属硫化物の混合粉
よりなる成形体を焼結する際、その強い脱酸作用
によつて鉄を浄化すると共に、焼結の初期に粒粉
表面に形成されるFe3P−Fe共晶組成の液相量を
増して、焼結体中に耐磨性の目的で混合している
クロームと潤滑性増強の目的で混合している金属
硫化物とを確りと抱き込んだ状態で収縮し、緻密
化を促進させるものである。そして、燐の配合量
は1%以上になるとかえつて脆弱となる。また、
燐は焼結炉内の還元雰囲気が完全に近くかつ原料
が清浄であればその配合量が減じても前記の作用
効果を発揮させることができる。 粒粉状クロームは、80−150メツシユのものを
使用し、これが前記の如くして緻密化された鉄系
焼結合金中にクローム単体の固体として強く抱き
込まれた状態で存在し、単体クローム特有の耐
錆、耐磨性能を発揮する。その含有量は2%未満
では耐磨性の向上に不十分であり、14%以上では
焼結合金全体の機械的強度が低下する。 また、本発明においては、前述の如く焼結合金
母体中に鉛ないし鉛合金を含浸せしめるのである
が、その際、焼結合金母体中にはすでに潤滑材で
ある金属硫化物が配合されているので、鉛含浸に
際し濡性が劣つていて鉛の含浸をある程度妨げ、
これと混合粉の成形圧を6〜8T/cm2にすること
と相俟つて鉛含浸率を2〜8%にすることができ
る。なお、鉛含浸に際し必要に応じ焼結合金母体
を再加圧することもある。鉛の含浸量は、2%未
満では潤滑性の効果が不十分であり、8%以上は
不必要である。 なお、上記Fe−Cr−P−MoS2(WS2、FeS、
CuS)の焼結合金のうち、鉄の小量をモリブテ
ン、タングステン、ニツケル、コバルト、チタ
ン、銅、炭素、クロームなどの単体またはこれら
の化合物の一種ないし数種におきかえても摺板お
よび架線の耐磨性に大きな影響がない。従つて、
鉄の小量を前記の如き金属またはその化合物にお
きかえることも本発明に包含される、また、以下
の実施例においては鉛を含浸させた例を示した
が、鉛に代えて鉛合金を含浸させることもでき、
この場合も当然本発明に包含される。 〔実施例〕 以下、本発明の具体例を各実施例について説明
する。 実施例 1 重量比にて、80〜150メツシユの粒粉状クロー
ム(以下単にクロームという)5%、燐0.5%、
モリブテン2%、ニツケル0.7%、銅2%、タン
グステンカーバイト1%、炭素0.3%、二硫化モ
リブテン4%、残部鉄粉の割合で各原料を配合
し、これを混和機により均一に混和した後7T/
cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中1150℃−30分で焼
結した。得られた焼結合金母体を鉛単体の固体と
一緒に真空炉に設置し、温度680℃−120分で鉛が
4.5%含浸された製品を得た。 実施例 2 重量比にて、クローム6%、燐0.3%、銅1%、
FeW3%、炭素0.2%、二硫化モリブテン5%、残
部鉄粉の割合で各原料を配合し、これを混和機に
より均一に混和した後6.5T/cm2で圧縮成形し、
還元雰囲気中1150℃−30分で焼結した。得られた
焼結合金母体を鉛単体の固体と一縮に真空炉に設
置し、温度680℃−120分で鉛が4.8%含浸された
製品を得た。 実施例 3 重量比にて、クローム8%、二硫化タングステ
ン3%、硫化銅1.5%、燐0.4%、残部鉄粉の割合
で各原料を配合し、これを混和機により均一に混
和した後6T/cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中
1150℃−30分で焼結した。得られた焼結合金母体
を鉛単体の固体と一緒に真空炉中に設置し、温度
680℃−120分で鉛が5%含浸された製品を得た。 実施例 4 重量比にて、クローム9%、燐0.2%、二硫化
モリブテン3%、二硫化タングステン2%、残部
鉄粉の割合で各原料を配合し、これを混和機によ
り均一に混和した後8T/cm2で圧縮成形し、還元
雰囲気中1150℃−30分で焼結した。得られた焼結
合金母体を鉛単体の固体と一諸に真空炉に設置
し、温度680℃−120分で鉛が4.0%含浸された製
品を得た。 実施例 5 重量比にて、クローム12%、二硫化モリブテン
3%、硫化鉄1.5%、残部鉄粉の割合で各原料を
配合し、これを混和機により均一に混和した後
7.5T/cm2で圧縮成形し、還元雰囲気中1150℃−
30分で焼結した。得られた焼結合金母体を鉛単体
の固体と一緒に真空炉に設置し、温度680℃−120
分で鉛が4.3%含浸された製品を得た。 上記各実施例により得た焼結合金の物理特性を
示すと第1表のとおりである。
【表】
また、上記各実施例1ないし5より得た焼結合
金より得た各試験片、および現在国鉄新幹線(速
度220Km/H)で使用している鉄系焼結合金摺板
よりなる試験片10×25×90mmを回転式摺動試験機
に取付け、押付力7Kg、通電電流AC150A、摺動
速度75Km/H、60分間無潤滑でトロリー線に摺動
させ、そのときの各試験片の比摩耗率、相手方ト
ロリー線の摩耗厚mm、試験片の温度上省を測定し
た。その結果を第2表に示す。
金より得た各試験片、および現在国鉄新幹線(速
度220Km/H)で使用している鉄系焼結合金摺板
よりなる試験片10×25×90mmを回転式摺動試験機
に取付け、押付力7Kg、通電電流AC150A、摺動
速度75Km/H、60分間無潤滑でトロリー線に摺動
させ、そのときの各試験片の比摩耗率、相手方ト
ロリー線の摩耗厚mm、試験片の温度上省を測定し
た。その結果を第2表に示す。
以上述べたように、本発明によれば、摺板の耐
磨性を顕著に向上させると共に、その摺面が黒褐
色の平滑で光沢があり、かつ摺板温度上昇も低い
ので、相手方架線の摺動表面の損傷と摩耗を顕著
に減少せしめることができる効果があり、260
Km/H〜270Km/Hの高速電気車のパンダグラフ
用摺板としてきわめて有益である。
磨性を顕著に向上させると共に、その摺面が黒褐
色の平滑で光沢があり、かつ摺板温度上昇も低い
ので、相手方架線の摺動表面の損傷と摩耗を顕著
に減少せしめることができる効果があり、260
Km/H〜270Km/Hの高速電気車のパンダグラフ
用摺板としてきわめて有益である。
Claims (1)
- 1 重量比にて、粒粉状クローム2〜14%、金属
硫化物2〜7%、燐1%以下、残部鉄粉よりなる
粉末材料を混合圧縮成形後焼結して焼結合金母体
をつくり、その焼結合金母体中に鉛ないし鉛合金
を2〜8%含浸せしめることを特徴とする集電摺
動用鉄系耐磨焼結合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14684285A JPS6210238A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 集電摺動用鉄系耐磨焼結合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14684285A JPS6210238A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 集電摺動用鉄系耐磨焼結合金の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6210238A JPS6210238A (ja) | 1987-01-19 |
JPS6365741B2 true JPS6365741B2 (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=15416766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14684285A Granted JPS6210238A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 集電摺動用鉄系耐磨焼結合金の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6210238A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05230603A (ja) * | 1991-03-28 | 1993-09-07 | Mitsubishi Materials Corp | 耐摩耗性のすぐれたPb含浸Fe基焼結合金製電気車のパンタグラフすり板材 |
JPH05105995A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | Railway Technical Res Inst | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
JP2511225B2 (ja) * | 1992-05-21 | 1996-06-26 | 帝国カーボン工業株式会社 | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14684285A patent/JPS6210238A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6210238A (ja) | 1987-01-19 |
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Legal Events
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