JPH06287673A - 高速電気車の集電装置用ｗ基焼結合金製すり板材 - Google Patents
高速電気車の集電装置用ｗ基焼結合金製すり板材Info
- Publication number
- JPH06287673A JPH06287673A JP12186793A JP12186793A JPH06287673A JP H06287673 A JPH06287673 A JP H06287673A JP 12186793 A JP12186793 A JP 12186793A JP 12186793 A JP12186793 A JP 12186793A JP H06287673 A JPH06287673 A JP H06287673A
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- Japan
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- based sintered
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速電気車の集電装置に用いた場合に相手材
であるトロリ線の損傷少なく、すぐれた耐摩耗性を発揮
するＷ基焼結合金製すり板材を提供する。 【構成】 高速電気車の集電装置用すり板材を、重量％
で、鉄族金属のうちの１種または２種以上：３〜２０
％、Ｍｏ：０．５〜１０％を含有し、さらに必要に応じ
てＣｕ：０．５〜１０％を含有し、残りがＷと不可避不
純物からなる組成を有するＷ基焼結合金で構成する。
であるトロリ線の損傷少なく、すぐれた耐摩耗性を発揮
するＷ基焼結合金製すり板材を提供する。 【構成】 高速電気車の集電装置用すり板材を、重量％
で、鉄族金属のうちの１種または２種以上：３〜２０
％、Ｍｏ：０．５〜１０％を含有し、さらに必要に応じ
てＣｕ：０．５〜１０％を含有し、残りがＷと不可避不
純物からなる組成を有するＷ基焼結合金で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に高速で走行する
電気車の例えばパンタグラフなどの集電装置に用いた場
合にすぐれた耐摩耗性を示すＷ基焼結合金製すり板材に
関するものである。
電気車の例えばパンタグラフなどの集電装置に用いた場
合にすぐれた耐摩耗性を示すＷ基焼結合金製すり板材に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より今日に至るまで長期に亘って、
電気車の集電装置用すり板材として、各種のＦｅ基焼結
合金製のものが主流を占めていることは良く知られると
ころである。
電気車の集電装置用すり板材として、各種のＦｅ基焼結
合金製のものが主流を占めていることは良く知られると
ころである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、電気車は
増々高速化の傾向にあり、今や時速：２７０kmでの営業
運転は現実のものとなり、時速：３００km以上の超高速
での営業運転も計画されているが、上記の従来Ｆｅ基焼
結合金製すり板材においては、これらの超高速走行に用
いた場合、いずれも摩耗進行が著しく速いのが現状であ
る。
増々高速化の傾向にあり、今や時速：２７０kmでの営業
運転は現実のものとなり、時速：３００km以上の超高速
での営業運転も計画されているが、上記の従来Ｆｅ基焼
結合金製すり板材においては、これらの超高速走行に用
いた場合、いずれも摩耗進行が著しく速いのが現状であ
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、電気車の超高速走行にもすぐれ
た耐摩耗性を発揮する集電装置用すり板材を開発すべく
研究を行なった結果、集電装置用すり板材を、重量％で
（以下、％は重量％を示す）、Ｃｏ，Ｎｉ、およびＦｅ
（以下、鉄族金属という）のうちの１種または２種以
上：３〜２０％、Ｍｏ：０．５〜１０％、を含有し、さ
らに必要に応じて、Ｃｕ：０．５〜１０％、を含有し、
残りがＷと不可避不純物からなる組成を有するＷ基焼結
合金で構成すると、この結果のＷ基焼結合金製すり板材
は、これを構成するＷ基焼結合金の主成分であるＷによ
ってすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐アーク性、さ
らに自己潤滑性が確保され、かつ結合相を形成するＣ
ｏ，Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種以上とＭｏによって
強度と耐熱性が確保され、さらにＣｕの固溶によって一
段と強度が向上することから、通常の高速走行は勿論の
こと、時速：２５０km以上の超高速走行においても、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、電気車の超高速走行にもすぐれ
た耐摩耗性を発揮する集電装置用すり板材を開発すべく
研究を行なった結果、集電装置用すり板材を、重量％で
（以下、％は重量％を示す）、Ｃｏ，Ｎｉ、およびＦｅ
（以下、鉄族金属という）のうちの１種または２種以
上：３〜２０％、Ｍｏ：０．５〜１０％、を含有し、さ
らに必要に応じて、Ｃｕ：０．５〜１０％、を含有し、
残りがＷと不可避不純物からなる組成を有するＷ基焼結
合金で構成すると、この結果のＷ基焼結合金製すり板材
は、これを構成するＷ基焼結合金の主成分であるＷによ
ってすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐アーク性、さ
らに自己潤滑性が確保され、かつ結合相を形成するＣ
ｏ，Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種以上とＭｏによって
強度と耐熱性が確保され、さらにＣｕの固溶によって一
段と強度が向上することから、通常の高速走行は勿論の
こと、時速：２５０km以上の超高速走行においても、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】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、鉄族金属のうちの１種以上：３
〜２０％、Ｍｏ：０．５〜１０％、を含有し、さらに必
要に応じて、Ｃｕ：０．５〜１０％、を含有し、残りが
Ｗと不可避不純物からなる組成を有するＷ基焼結合金で
構成してなる高速電気車の集電装置用すり板材に特徴を
有するものである。
なされたものであって、鉄族金属のうちの１種以上：３
〜２０％、Ｍｏ：０．５〜１０％、を含有し、さらに必
要に応じて、Ｃｕ：０．５〜１０％、を含有し、残りが
Ｗと不可避不純物からなる組成を有するＷ基焼結合金で
構成してなる高速電気車の集電装置用すり板材に特徴を
有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の集電装置用すり板材に
おいて、これを構成するＷ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） 鉄族金属 これらの成分には、結合相を形成して、すり板材の強度
を向上させる作用があるが、その含有量が３％未満では
所望の強度を確保することができず、一方その含有量が
２０％を越えると、相対的にＷ含有量が低くなって、Ｗ
成分によってもたらされる上記の特性が低下するように
なることから、その含有量を３〜２０％と定めた。
おいて、これを構成するＷ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） 鉄族金属 これらの成分には、結合相を形成して、すり板材の強度
を向上させる作用があるが、その含有量が３％未満では
所望の強度を確保することができず、一方その含有量が
２０％を越えると、相対的にＷ含有量が低くなって、Ｗ
成分によってもたらされる上記の特性が低下するように
なることから、その含有量を３〜２０％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｍｏ Ｍｏ成分には、鉄族金属と固溶体を形成してすり板材の
強度と耐熱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．５％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１０％を越えると、通常の焼結温度では
結合相への完全固溶が困難となり、Ｍｏが結晶粒界に存
在するようになり、これが強度低下の原因となることか
ら、その含有量を０．５〜１０％と定めた。
強度と耐熱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．５％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１０％を越えると、通常の焼結温度では
結合相への完全固溶が困難となり、Ｍｏが結晶粒界に存
在するようになり、これが強度低下の原因となることか
ら、その含有量を０．５〜１０％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ｃｕ Ｃｕ成分には、結合相を形成する鉄族金属とＭｏの固溶
体に固溶して、さらに強度を一段と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．
５％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その
含有量が１０％を越えると、相対的にＷ含有量が低くな
って、Ｗによってもたらされる上記の特性が損なわれる
ようになることから、その含有量を０．５〜１０％と定
めた。
体に固溶して、さらに強度を一段と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．
５％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その
含有量が１０％を越えると、相対的にＷ含有量が低くな
って、Ｗによってもたらされる上記の特性が損なわれる
ようになることから、その含有量を０．５〜１０％と定
めた。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の集電装置用すり板材を実
施例により具体的に説明する。原料粉末として、いずれ
も−１００メッシュ以下の粒度を有するＷ粉末、Ｃｏ粉
末、Ｎｉ粉末、鉄粉、Ｍｏ粉末、およびＣｕ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１，２に示される配合組成に配
合し、Ｖ型ミキサにて２時間混合した後、２ton ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を水素雰囲
気中、１３００〜１５６０℃の温度に２時間保持の条件
で焼結することにより実質的に配合組成と同じ成分組成
を有するＷ基焼結合金で構成され、かついずれも幅：２
５mm×長さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発
明Ｗ基焼結合金製すり板材１〜２３をそれぞれ製造し
た。
施例により具体的に説明する。原料粉末として、いずれ
も−１００メッシュ以下の粒度を有するＷ粉末、Ｃｏ粉
末、Ｎｉ粉末、鉄粉、Ｍｏ粉末、およびＣｕ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１，２に示される配合組成に配
合し、Ｖ型ミキサにて２時間混合した後、２ton ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を水素雰囲
気中、１３００〜１５６０℃の温度に２時間保持の条件
で焼結することにより実質的に配合組成と同じ成分組成
を有するＷ基焼結合金で構成され、かついずれも幅：２
５mm×長さ：８０mm×厚さ：１０mmの寸法をもった本発
明Ｗ基焼結合金製すり板材１〜２３をそれぞれ製造し
た。
【００１０】また、比較の目的で、原料粉末として、い
ずれも−１００メッシュ以下の粒度を有するＦｅ−Ｍｏ
合金（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｕ粉末、
および鉄粉、さらにカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を、Ｆｅ−Ｍｏ合金：６％、Ｎｉ：１％、Ｃｕ：
１％、Ｃ：０．１％、Ｆｅ：残りからなる配合組成に配
合し、Ｖ型ミキサで２時間混合した後、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℃に１時間保持の条件で焼
結することにより実質的に配合組成と同じ成分組成、並
びにＦｅ基合金素地に硬質Ｆｅ−Ｍｏ合金粒子が均一に
分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成され、
かつ幅：２５mm×長さ：８０mm×厚さ：１０mmの同じ寸
法をもった従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材を製造した。
なお、上記従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材は、電気車の
パンタグラフすり板材として現在広く実用に供されてい
るすり板材のうちの代表的なものである。
ずれも−１００メッシュ以下の粒度を有するＦｅ−Ｍｏ
合金（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｕ粉末、
および鉄粉、さらにカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を、Ｆｅ−Ｍｏ合金：６％、Ｎｉ：１％、Ｃｕ：
１％、Ｃ：０．１％、Ｆｅ：残りからなる配合組成に配
合し、Ｖ型ミキサで２時間混合した後、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℃に１時間保持の条件で焼
結することにより実質的に配合組成と同じ成分組成、並
びにＦｅ基合金素地に硬質Ｆｅ−Ｍｏ合金粒子が均一に
分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成され、
かつ幅：２５mm×長さ：８０mm×厚さ：１０mmの同じ寸
法をもった従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材を製造した。
なお、上記従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材は、電気車の
パンタグラフすり板材として現在広く実用に供されてい
るすり板材のうちの代表的なものである。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】ついで、これらの各種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の円板の片側面に、模擬トロリ線として外
径：２ｍ×高さ：１５mm×幅：５mmの硬銅リング（ＪＩ
Ｓ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０mm偏心して取り付け
た装置を用い、上記硬銅リングに、直径線上の両側です
り板材を７kg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すり板材間に
１５０Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５分で
３００km／hrの回転速度に上げ、この速度に５分間保持
した後、５分かけて停止を１サイクルとし、これを４回
繰り返すことにより行ない、すり板材の比摩耗量および
相手材である模擬トロリ線の摩耗深さを測定した。これ
らの測定結果を、模擬トロリ線：５０００回転当りの値
に換算し、かつ２本のすり板材の平均値として表１，２
に合せて示した。
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の円板の片側面に、模擬トロリ線として外
径：２ｍ×高さ：１５mm×幅：５mmの硬銅リング（ＪＩ
Ｓ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０mm偏心して取り付け
た装置を用い、上記硬銅リングに、直径線上の両側です
り板材を７kg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すり板材間に
１５０Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を５分で
３００km／hrの回転速度に上げ、この速度に５分間保持
した後、５分かけて停止を１サイクルとし、これを４回
繰り返すことにより行ない、すり板材の比摩耗量および
相手材である模擬トロリ線の摩耗深さを測定した。これ
らの測定結果を、模擬トロリ線：５０００回転当りの値
に換算し、かつ２本のすり板材の平均値として表１，２
に合せて示した。
【００１４】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明Ｗ
基焼結合金製すり板材１〜２３は、いずれも超高速走行
で従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材に比して相対的に低い
相手攻撃性で、これより一段とすぐれた耐摩耗性を示す
ことが明らかである。上述のように、この発明の集電装
置用Ｗ基焼結合金製すり板材は、通常走行は勿論のこ
と、特に時速：２５０km以上の超高速走行の電気車に用
いた場合にもすぐれた耐摩耗性を発揮し、十分満足に対
応できるものである。
基焼結合金製すり板材１〜２３は、いずれも超高速走行
で従来Ｆｅ基焼結合金製すり板材に比して相対的に低い
相手攻撃性で、これより一段とすぐれた耐摩耗性を示す
ことが明らかである。上述のように、この発明の集電装
置用Ｗ基焼結合金製すり板材は、通常走行は勿論のこ
と、特に時速：２５０km以上の超高速走行の電気車に用
いた場合にもすぐれた耐摩耗性を発揮し、十分満足に対
応できるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃｏ，Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種または２種以上：
３〜２０％、 Ｍｏ：０．５〜１０％、 を含有し、残りがＷと不可避不純物からなる組成を有す
るＷ基焼結合金で構成したことを特徴とする高速電気車
の集電装置用Ｗ基焼結合金製すり板材。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃｏ，Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種または２種以上：
３〜２０％、 Ｍｏ：０．５〜１０％、 Ｃｕ：０．５〜１０％、 を含有し、残りがＷと不可避不純物からなる組成を有す
るＷ基焼結合金で構成したことを特徴とする高速電気車
の集電装置用Ｗ基焼結合金製すり板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12186793A JPH06287673A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 高速電気車の集電装置用ｗ基焼結合金製すり板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12186793A JPH06287673A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 高速電気車の集電装置用ｗ基焼結合金製すり板材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287673A true JPH06287673A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=14821898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12186793A Pending JPH06287673A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 高速電気車の集電装置用ｗ基焼結合金製すり板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287673A (ja) |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP12186793A patent/JPH06287673A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010508 |