JPH0119462B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0119462B2 JPH0119462B2 JP19312885A JP19312885A JPH0119462B2 JP H0119462 B2 JPH0119462 B2 JP H0119462B2 JP 19312885 A JP19312885 A JP 19312885A JP 19312885 A JP19312885 A JP 19312885A JP H0119462 B2 JPH0119462 B2 JP H0119462B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- brake
- brake shoes
- friction
- brake shoe
- 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
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は鉄道車両の中で特に機関車のような高
押付圧力条件（以下高負荷条件と呼ぶ）で使用さ
れることを主として考慮した制輪子に関するもの
である。 〔従来の技術とその問題点〕 従来、鉄道車両用制輪子材としては、パーライ
トと片状黒鉛からなる普通鋳鉄が用いられて来
た。 昭和30年代以後、特急等の高速車両や国電用車
両ではフエノールレジンを結合材として用いた合
成制輪子が広く使用されるようになつた。さらに
昭和50年代に入ると、降積雪地帯を走行する特急
車両を中心に焼結合金制輪子が実用化されてい
る。一方、鋳鉄制輪子においても摩擦摩耗性能を
改善した特殊鋳鉄制輪子が徐々に使用されるよう
になつてきている。これら合成、焼結合金、特殊
鋳鉄制輪子は普通鋳鉄制輪子に比較して摩擦性能
が高く、摩耗量もかなり少ないといつた特性を有
しているが、それぞれにまだ改善しなければなら
ない点も持つている。特に機関車のような高負荷
条件で使用するためにはそれぞれ以下に述べる点
が欠点として上げられる。 合成制輪子は本質的に熱伝導率が低いため摩擦
により生じた熱の多くを相手車輪が負担し、温度
上昇が大きくなる。機関車のような高負荷条件で
はその温度上昇により車輪の温度が許容値以上に
なる可能性が高い。この許容値とは車輪の割損等
を起こさないと考えられる値である。 焼結合金制輪子は高負荷条件では車輪をこれま
でよりも削る作用が強いと考えられ、また価格も
高いため経済的理由からその用途は限定される。 これに対して特殊鋳鉄制輪子は摩擦性能を上
げ、摩耗量を下げるために、セメンタイトやステ
ダイトといつた硬い相（硬質相）をパーライト中
に分散させている。これらの硬質相は脆いため摩
擦熱により制輪子表面に熱き裂を生じやすくなつ
ている。気動車や客車、貨車等で使用される条件
では、現在熱き裂による割損を避けるために制輪
子背面に軟鋼板を鋳ぐるんでその対策としてい
る。しかし、高負荷条件で使用する場合は熱き裂
は一層発生しやすく、それに応じた対策が必要で
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 以上のような現状を踏まえ、鋳鉄系を基本とし
た制輪子で、特に摩耗量の低減を主眼とした材質
の検討を行つた結果、重量％でＣ；2.7〜3.3％、
Si；1.2〜2.2％、Mn；0.5〜1.0％、Ｐ；0.1〜0.4
％、Ｓ；0.05〜0.15％、Cu；0.5〜1.5％、Cr；1.0
〜2.0％、Mo；0.2〜0.6％を含有し、残部Feから
なる車両用鋳鉄制輪子および同一成分系を基本と
し、それにTi；0.2〜0.8％、Ni；0.1〜0.7％のう
ち一部またはすべてを添加した車両用鋳鉄制輪子
を開発した。 本発明を特徴づける成分系の各元素量について
以下で説明を加える。 Crは鋳鉄中にセメンタイトを析出させること
により、摩耗量の低減を達成する。このセメンタ
イトはHv1200〜1400程度であり、従来の制輪子
用特殊鋳鉄のセメンタイトがHv1000程度である
のに対して硬い。またCrは機械的性質の改善、
高温時の組織の安定化にも寄与すると考えられ
る。相手車輪への攻撃性や、制輪子の熱き裂発生
の程度を考え、Cr量は1.0〜2.0％とした。 Ｐはステダイトを析出させ、摩擦性能を向上さ
せ、摩耗量を減少させる効果があるが、き裂を発
生しやすくする働きもあり、また押付力が高くな
るに従つて摩擦摩耗特性の改善の効果も減少する
ため、従来の高リン鋳鉄制輪子よりも低い添加量
とした。ただし、ステダイトは車輪踏面に摩擦中
に溶着して、一種の保護作用をすると考えられる
ので添加量は0.1〜0.4％とした。 Moは鋳鉄中の黒鉛を均一に分布させ、また組
織の高温時の安定性を増すために0.2〜0.6％添加
した。 Cuはパーライトを緻密化し、同時に黒鉛を小
さくして均一に分散させるため、0.5〜1.5％添加
した。 Niは黒鉛組織の微細化、組織の均一化を目的
とし、Tiは黒鉛の微細分散、および耐熱性の向
上を目的としてそれぞれ添加した。 Fe、Ｃ、Si、Mn、Ｓは上記の各元素の特性を
生かし、制輪子としてバランスのとれた材質とす
るためにそれぞれの量を規定した。 表１は試験に供した制輪子の化学成分で、FC
は従来から使用されている普通鋳鉄制輪子で比較
のために取り上げた。D6は本発明のもので、そ
の金属組織は第１図に示すように片状黒鉛とパー
ライト、それにセメンタイトと少量のステダイト
からなり、パーライトの硬さはHv（0.1）280〜
350、セメンタイトの硬さはHy（0.1）1250〜1400
であつた。 これらの制輪子を実物大の慣性形ブレーキ試験
機により停止ブレーキ試験を行つた。実験条件は 車輪直径 860mm 慣性重量 6.7t 制輪子押付力 2.5t、5.2t ブレーキ初速度 35、65、95、110Km／ｈ 試験回数 各速度５回 である。 第２図はブレーキ初速度と平均摩擦係数の関係
である。FCに対し、D6は押付力が低い時にはブ
レーキ初速度により平均摩擦係数が高くなつた
り、低くなつたりしているが、押付力が高くなる
と、全般にやや高い値を示している。また、押付
圧を高くしたことによる平均摩擦係数の低下の程
度は
押付圧力条件（以下高負荷条件と呼ぶ）で使用さ
れることを主として考慮した制輪子に関するもの
である。 〔従来の技術とその問題点〕 従来、鉄道車両用制輪子材としては、パーライ
トと片状黒鉛からなる普通鋳鉄が用いられて来
た。 昭和30年代以後、特急等の高速車両や国電用車
両ではフエノールレジンを結合材として用いた合
成制輪子が広く使用されるようになつた。さらに
昭和50年代に入ると、降積雪地帯を走行する特急
車両を中心に焼結合金制輪子が実用化されてい
る。一方、鋳鉄制輪子においても摩擦摩耗性能を
改善した特殊鋳鉄制輪子が徐々に使用されるよう
になつてきている。これら合成、焼結合金、特殊
鋳鉄制輪子は普通鋳鉄制輪子に比較して摩擦性能
が高く、摩耗量もかなり少ないといつた特性を有
しているが、それぞれにまだ改善しなければなら
ない点も持つている。特に機関車のような高負荷
条件で使用するためにはそれぞれ以下に述べる点
が欠点として上げられる。 合成制輪子は本質的に熱伝導率が低いため摩擦
により生じた熱の多くを相手車輪が負担し、温度
上昇が大きくなる。機関車のような高負荷条件で
はその温度上昇により車輪の温度が許容値以上に
なる可能性が高い。この許容値とは車輪の割損等
を起こさないと考えられる値である。 焼結合金制輪子は高負荷条件では車輪をこれま
でよりも削る作用が強いと考えられ、また価格も
高いため経済的理由からその用途は限定される。 これに対して特殊鋳鉄制輪子は摩擦性能を上
げ、摩耗量を下げるために、セメンタイトやステ
ダイトといつた硬い相（硬質相）をパーライト中
に分散させている。これらの硬質相は脆いため摩
擦熱により制輪子表面に熱き裂を生じやすくなつ
ている。気動車や客車、貨車等で使用される条件
では、現在熱き裂による割損を避けるために制輪
子背面に軟鋼板を鋳ぐるんでその対策としてい
る。しかし、高負荷条件で使用する場合は熱き裂
は一層発生しやすく、それに応じた対策が必要で
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 以上のような現状を踏まえ、鋳鉄系を基本とし
た制輪子で、特に摩耗量の低減を主眼とした材質
の検討を行つた結果、重量％でＣ；2.7〜3.3％、
Si；1.2〜2.2％、Mn；0.5〜1.0％、Ｐ；0.1〜0.4
％、Ｓ；0.05〜0.15％、Cu；0.5〜1.5％、Cr；1.0
〜2.0％、Mo；0.2〜0.6％を含有し、残部Feから
なる車両用鋳鉄制輪子および同一成分系を基本と
し、それにTi；0.2〜0.8％、Ni；0.1〜0.7％のう
ち一部またはすべてを添加した車両用鋳鉄制輪子
を開発した。 本発明を特徴づける成分系の各元素量について
以下で説明を加える。 Crは鋳鉄中にセメンタイトを析出させること
により、摩耗量の低減を達成する。このセメンタ
イトはHv1200〜1400程度であり、従来の制輪子
用特殊鋳鉄のセメンタイトがHv1000程度である
のに対して硬い。またCrは機械的性質の改善、
高温時の組織の安定化にも寄与すると考えられ
る。相手車輪への攻撃性や、制輪子の熱き裂発生
の程度を考え、Cr量は1.0〜2.0％とした。 Ｐはステダイトを析出させ、摩擦性能を向上さ
せ、摩耗量を減少させる効果があるが、き裂を発
生しやすくする働きもあり、また押付力が高くな
るに従つて摩擦摩耗特性の改善の効果も減少する
ため、従来の高リン鋳鉄制輪子よりも低い添加量
とした。ただし、ステダイトは車輪踏面に摩擦中
に溶着して、一種の保護作用をすると考えられる
ので添加量は0.1〜0.4％とした。 Moは鋳鉄中の黒鉛を均一に分布させ、また組
織の高温時の安定性を増すために0.2〜0.6％添加
した。 Cuはパーライトを緻密化し、同時に黒鉛を小
さくして均一に分散させるため、0.5〜1.5％添加
した。 Niは黒鉛組織の微細化、組織の均一化を目的
とし、Tiは黒鉛の微細分散、および耐熱性の向
上を目的としてそれぞれ添加した。 Fe、Ｃ、Si、Mn、Ｓは上記の各元素の特性を
生かし、制輪子としてバランスのとれた材質とす
るためにそれぞれの量を規定した。 表１は試験に供した制輪子の化学成分で、FC
は従来から使用されている普通鋳鉄制輪子で比較
のために取り上げた。D6は本発明のもので、そ
の金属組織は第１図に示すように片状黒鉛とパー
ライト、それにセメンタイトと少量のステダイト
からなり、パーライトの硬さはHv（0.1）280〜
350、セメンタイトの硬さはHy（0.1）1250〜1400
であつた。 これらの制輪子を実物大の慣性形ブレーキ試験
機により停止ブレーキ試験を行つた。実験条件は 車輪直径 860mm 慣性重量 6.7t 制輪子押付力 2.5t、5.2t ブレーキ初速度 35、65、95、110Km／ｈ 試験回数 各速度５回 である。 第２図はブレーキ初速度と平均摩擦係数の関係
である。FCに対し、D6は押付力が低い時にはブ
レーキ初速度により平均摩擦係数が高くなつた
り、低くなつたりしているが、押付力が高くなる
と、全般にやや高い値を示している。また、押付
圧を高くしたことによる平均摩擦係数の低下の程
度は
以上のように本発明による制輪子は摩擦性能を
現行品と同等またはそれ以上の水準に維持しつ
つ、摩耗率を1/2以下に減少させることができ、
また、車輪踏面への影響および制輪子の熱き裂も
実用的に問題のない程度である。従つて高負荷条
件での使用に適した制輪子である。
現行品と同等またはそれ以上の水準に維持しつ
つ、摩耗率を1/2以下に減少させることができ、
また、車輪踏面への影響および制輪子の熱き裂も
実用的に問題のない程度である。従つて高負荷条
件での使用に適した制輪子である。
第１図は本発明の金属組織を示す顕微鏡写真、
第２図はブレーキ初速度と平均摩擦係数との関係
を示す曲線図、第３図はブレーキ初速度と摩耗率
の関係を示す曲線図である。
第２図はブレーキ初速度と平均摩擦係数との関係
を示す曲線図、第３図はブレーキ初速度と摩耗率
の関係を示す曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 製品の化学成分（重量％）としてＣ；2.7〜
3.3％、Si；1.2〜2.2％、Mn；0.5〜1.0％、Ｐ；
0.1〜0.4％、Ｓ；0.05〜0.15％、Cu；0.5〜1.5％、
Cr；1.0〜2.0％、Mo；0.2〜0.6％を含有し、残部
がFeからなる車両用鋳鉄制輪子。 ２ 製品の化学成分（重量％）としてＣ；2.7〜
3.3％、Si；1.2〜2.2％、Mn；0.5〜1.0％、Ｐ；
0.1〜0.4％、Ｓ；0.05〜0.15％、Cu；0.5〜1.5％、
Cr；1.0〜2.0％、Mo；0.2〜0.6％を含有し、これ
にTi；0.2〜0.8％、Ni；0.1〜0.7％のうち一部ま
たはすべてを添加した残部Feからなる車両用鋳
鉄制輪子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19312885A JPS6254056A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 車両用鋳鉄制輪子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19312885A JPS6254056A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 車両用鋳鉄制輪子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254056A JPS6254056A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0119462B2 true JPH0119462B2 (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=16302730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19312885A Granted JPS6254056A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 車両用鋳鉄制輪子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254056A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252755A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Ueda Brake Kk | 車両用合金鋳鉄制輪子 |
| CN100465318C (zh) * | 2005-06-10 | 2009-03-04 | 上海上大热欣科技发展有限公司 | CrMoCu合金铸铁连铸型材及其制造方法 |
| KR101404754B1 (ko) * | 2011-11-14 | 2014-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 합금주철 및 그를 이용한 로터리 압축기의 롤링피스톤의 제조방법 |
| CN103484755A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 常熟市勤丰铸件厂 | 一种耐高温铸件 |
| CN108624800A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-09 | 铜陵市大明玛钢有限责任公司 | 一种铬铜磨球生产工艺 |
| CN108624801A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-09 | 铜陵市大明玛钢有限责任公司 | 一种铬铜钢锻制造工艺 |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP19312885A patent/JPS6254056A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254056A (ja) | 1987-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002256383A (ja) | 鉄道車輪用合金 | |
| KR20190132501A (ko) | 소결 마찰재 | |
| EP0183121A2 (en) | Friction material using steel fibers | |
| CN101880815B (zh) | 城市轨道交通车辆及铁路机车车辆制动盘用合金蠕墨铸铁 | |
| JPH0119462B2 (ja) | ||
| JP3855125B2 (ja) | 摩擦材 | |
| JPS60230961A (ja) | デイスクブレ−キ用デイスク材料 | |
| JPH0127144B2 (ja) | ||
| JPS63206448A (ja) | 車両用高マンガン鋳鉄制輪子 | |
| JPS61115986A (ja) | 鉄粉を用いた摩擦材 | |
| MX2010006873A (es) | Aleacion para rueda de ferrocarril. | |
| JPH0144778B2 (ja) | ||
| JPH01252755A (ja) | 車両用合金鋳鉄制輪子 | |
| JPH06287676A (ja) | 高速気動車用制輪子 | |
| JPS62224740A (ja) | 高速車両用鋳鉄制輪子 | |
| JP3357949B2 (ja) | 高速鉄道車両用ブレーキディスク材料 | |
| JP2516414B2 (ja) | ブレ―キ用摩擦材 | |
| JP4533475B2 (ja) | ディスクブレーキ用ロータ | |
| JPH0364592B2 (ja) | ||
| JPH01252737A (ja) | 車両用合金鋳鉄制輪子 | |
| US4364772A (en) | Rail wheel alloy | |
| JPS5853713B2 (ja) | 耐割損性にすぐれたブレ−キデイスク用鋼 | |
| SU834206A1 (ru) | Чугун | |
| JPH01168841A (ja) | 鋳鉄製摺動摩擦部材 | |
| KR0118772B1 (ko) | 차량의 브레이크디스크용 고탄소 흑연주철 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |