JPH0718351A - 焼結集電摺動材料 - Google Patents
焼結集電摺動材料Info
- Publication number
- JPH0718351A JPH0718351A JP16822393A JP16822393A JPH0718351A JP H0718351 A JPH0718351 A JP H0718351A JP 16822393 A JP16822393 A JP 16822393A JP 16822393 A JP16822393 A JP 16822393A JP H0718351 A JPH0718351 A JP H0718351A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- iron
- sintered
- sliding material
- copper
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高速鉄道車両のパンタグラフすり板におけるよ
うな過酷な使用条件下でも優れた耐アーク性、耐摩耗性
等を発揮できる集電摺動材料を提供することを主な目的
とする。 【構成】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金にタン
グステンを８〜６０重量％含有することを特徴とする焼
結集電摺動材料。
うな過酷な使用条件下でも優れた耐アーク性、耐摩耗性
等を発揮できる集電摺動材料を提供することを主な目的
とする。 【構成】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金にタン
グステンを８〜６０重量％含有することを特徴とする焼
結集電摺動材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結集電摺動材料に関
する。
する。
【０００２】
【従来技術とその課題】集電摺動材料は、さまざまな分
野で幅広く利用されているが、高速鉄道車両のパンタグ
ラフすり板のように過酷な条件下で使用される場合に
は、特に優れた耐摩耗性が要求される。
野で幅広く利用されているが、高速鉄道車両のパンタグ
ラフすり板のように過酷な条件下で使用される場合に
は、特に優れた耐摩耗性が要求される。
【０００３】従来からのパンタグラフすり板としては、
焼結金属製のすり板が用いられている。上記すり板は、
主に鉄合金、銅合金等を素地とし、これに金属間化合物
（ＦｅＭｏ等）又は金属（Ｃｒ等）を耐摩耗性成分とし
て添加したものである。
焼結金属製のすり板が用いられている。上記すり板は、
主に鉄合金、銅合金等を素地とし、これに金属間化合物
（ＦｅＭｏ等）又は金属（Ｃｒ等）を耐摩耗性成分とし
て添加したものである。
【０００４】しかしながら、近年の車両速度の高速化、
パンタグラフ数の減少等により、パンタグラフすり板に
かかる負担が非常に大きくなっている。即ち、車両速度
の高速化によってパンタグラフとトロリ線の間の離線が
増加し、アーク放電がより発生し易くなる結果、すり板
のアークに起因する摩耗が極めて大きくなる。また、パ
ンタグラフ数の減少（１／２〜１／４）によってすり板
当たりの集電量が増加することも上記の摩耗を大きくす
る原因となっている。
パンタグラフ数の減少等により、パンタグラフすり板に
かかる負担が非常に大きくなっている。即ち、車両速度
の高速化によってパンタグラフとトロリ線の間の離線が
増加し、アーク放電がより発生し易くなる結果、すり板
のアークに起因する摩耗が極めて大きくなる。また、パ
ンタグラフ数の減少（１／２〜１／４）によってすり板
当たりの集電量が増加することも上記の摩耗を大きくす
る原因となっている。
【０００５】このように、従来の集電摺動材料では、そ
の耐摩耗性が上記のような過酷な使用条件に対応し切れ
なくなりつつあり、より優れた耐摩耗性を有する材料の
開発が切望されている。
の耐摩耗性が上記のような過酷な使用条件に対応し切れ
なくなりつつあり、より優れた耐摩耗性を有する材料の
開発が切望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、高
速鉄道車両のパンタグラフすり板におけるような過酷な
使用条件下でも優れた耐アーク性、耐摩耗性等を発揮で
きる集電摺動材料を提供することを主な目的とする。
速鉄道車両のパンタグラフすり板におけるような過酷な
使用条件下でも優れた耐アーク性、耐摩耗性等を発揮で
きる集電摺動材料を提供することを主な目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねたところ、一般的な
金属素地に対して一定量のタングステンを添加した材料
が、良好な耐アーク性を有する結果、優れた耐摩耗性を
発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねたところ、一般的な
金属素地に対して一定量のタングステンを添加した材料
が、良好な耐アーク性を有する結果、優れた耐摩耗性を
発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明は、鉄若しくは鉄合金又は銅
若しくは銅合金にタングステンを８〜６０重量％含むこ
とを特徴とする焼結集電摺動材料材料に係るものであ
る。
若しくは銅合金にタングステンを８〜６０重量％含むこ
とを特徴とする焼結集電摺動材料材料に係るものであ
る。
【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】本発明における素地金属としては、鉄若し
くは鉄合金又は銅若しくは銅合金が挙げられ、鉄合金と
しては鉄−ニッケル系、鉄−炭素等、銅合金としては銅
−スズ系、銅−亜鉛系等がそれぞれ例示できる。この中
でも鉄−ニッケル系のものが好ましい。
くは鉄合金又は銅若しくは銅合金が挙げられ、鉄合金と
しては鉄−ニッケル系、鉄−炭素等、銅合金としては銅
−スズ系、銅−亜鉛系等がそれぞれ例示できる。この中
でも鉄−ニッケル系のものが好ましい。
【００１１】本発明材料は、上記金属素地中にタングス
テンが通常８〜６０重量％程度、好ましくは１０〜５０
重量％含有する。含有量が８重量％を下回る場合には高
レベルの耐アーク性を得ることが困難となる結果、耐摩
耗性が低下し、また６０重量％を上回る場合には強度が
低下するので好ましくない。
テンが通常８〜６０重量％程度、好ましくは１０〜５０
重量％含有する。含有量が８重量％を下回る場合には高
レベルの耐アーク性を得ることが困難となる結果、耐摩
耗性が低下し、また６０重量％を上回る場合には強度が
低下するので好ましくない。
【００１２】本発明では、必要に応じて耐摩耗成分、潤
滑成分等を耐アーク性等を低下させない範囲内で添加し
ても良い。耐摩耗成分の添加により、耐摩耗性が一層向
上する。また、潤滑成分の添加により、トロリ線を保護
し、摺動抵抗を低減することができる。なお、タングス
テン単独の添加でも十分に優れた耐摩耗性、低摺動抵抗
性等を発揮でき、しかもトロリ線を保護できることは言
うまでもない。
滑成分等を耐アーク性等を低下させない範囲内で添加し
ても良い。耐摩耗成分の添加により、耐摩耗性が一層向
上する。また、潤滑成分の添加により、トロリ線を保護
し、摺動抵抗を低減することができる。なお、タングス
テン単独の添加でも十分に優れた耐摩耗性、低摺動抵抗
性等を発揮でき、しかもトロリ線を保護できることは言
うまでもない。
【００１３】上記の耐摩耗成分としてはＦｅＭｏ、Ｆｅ
Ｗ、ＦｅＴｉ及びＣｒから選ばれた少なくとも１種を用
い、本発明焼結材料中に通常１〜２０重量％程度含有さ
せる。上記含有量が１重量％未満では耐摩耗性への寄与
が十分でなく、２０重量％を超えると強度が低下するの
で好ましくない。上記の潤滑成分としては、Ｐｂ、Ｍｏ
Ｓ2 及びＷＳ2 から選ばれた少なくとも１種を用い、本
発明焼結材料中に通常０．５〜１０重量％含有させる。
上記含有量が０．５重量％未満では上記効果が不十分で
あり、１０重量％を超えると強度が低下するので好まし
くない。
Ｗ、ＦｅＴｉ及びＣｒから選ばれた少なくとも１種を用
い、本発明焼結材料中に通常１〜２０重量％程度含有さ
せる。上記含有量が１重量％未満では耐摩耗性への寄与
が十分でなく、２０重量％を超えると強度が低下するの
で好ましくない。上記の潤滑成分としては、Ｐｂ、Ｍｏ
Ｓ2 及びＷＳ2 から選ばれた少なくとも１種を用い、本
発明焼結材料中に通常０．５〜１０重量％含有させる。
上記含有量が０．５重量％未満では上記効果が不十分で
あり、１０重量％を超えると強度が低下するので好まし
くない。
【００１４】本発明材料の製造方法は以下の通りであ
る。まず、素地金属の粉末を原料として用いる。粉末の
粒径は通常１５０μｍ以下程度とすれば良い。次に、上
記粉末原料に対し、所定量のタングステン粉末を添加
し、常法に従って混合する。原料タングステンの粒径は
通常４０〜４００μｍ程度とする。また、必要に応じて
前記の耐摩耗性成分、潤滑成分等も添加・混合する。続
いて、得られた混合粉末を通常の加圧成形法により成形
する。成形圧は粉末の組成等によっても異なるが、通常
３〜７ｔｏｎ／ｃｍ2 程度とする。
る。まず、素地金属の粉末を原料として用いる。粉末の
粒径は通常１５０μｍ以下程度とすれば良い。次に、上
記粉末原料に対し、所定量のタングステン粉末を添加
し、常法に従って混合する。原料タングステンの粒径は
通常４０〜４００μｍ程度とする。また、必要に応じて
前記の耐摩耗性成分、潤滑成分等も添加・混合する。続
いて、得られた混合粉末を通常の加圧成形法により成形
する。成形圧は粉末の組成等によっても異なるが、通常
３〜７ｔｏｎ／ｃｍ2 程度とする。
【００１５】次いで、常法に従って成形体の焼結を行な
う。焼結条件は、窒素ガス等による中性雰囲気又はアン
モニア分解ガス等による還元雰囲気下で通常８００〜１
２００℃程度で１〜２時間程度で行なうことが好まし
い。焼結後、必要に応じて再度焼結しても良い。また、
ホットプレス法により、上記の成形・焼結を同時に行な
うことも可能である。
う。焼結条件は、窒素ガス等による中性雰囲気又はアン
モニア分解ガス等による還元雰囲気下で通常８００〜１
２００℃程度で１〜２時間程度で行なうことが好まし
い。焼結後、必要に応じて再度焼結しても良い。また、
ホットプレス法により、上記の成形・焼結を同時に行な
うことも可能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明の焼結集電摺動材料は、優れた耐
アーク性を発揮できる結果、耐摩耗性において優れた性
能を発揮し、過酷な条件下でも十分使用に耐えることが
可能となる。このため、本発明の焼結集電摺動材料は、
過酷な条件下で使用される高速鉄道車両のパンタグラフ
すり板等に特に有用である。
アーク性を発揮できる結果、耐摩耗性において優れた性
能を発揮し、過酷な条件下でも十分使用に耐えることが
可能となる。このため、本発明の焼結集電摺動材料は、
過酷な条件下で使用される高速鉄道車両のパンタグラフ
すり板等に特に有用である。
【００１７】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明の
特徴とするところをより一層明確にする。なお、本実施
例中の摩耗特性試験は、以下の設定条件下でそれぞれ行
なった。
特徴とするところをより一層明確にする。なお、本実施
例中の摩耗特性試験は、以下の設定条件下でそれぞれ行
なった。
【００１８】（イ）アーク摩耗試験 摺動速度 １００ｋｍ／ｈ 通電電流 ２００Ａ 押付力 ５ｋｇｆ 試験時間 ０．５秒摺動：１秒休止×２００回 （ロ）定常摩耗試験 摺動速度 １００ｋｍ／ｈ 通電電流 １００Ａ 押付力 ５ｋｇｆ 試験時間 １秒摺動：１秒休止×２００回 実施例１ 表１に示す組成のＦｅ系混合粉末原料を、加圧成形によ
り６ｔｏｎ／ｃｍ2 で成形した後、得られた成形体をア
ンモニア分解ガス中１１５０℃で１時間焼結した。得ら
れた焼結体の材料特性及び摩耗特性を調べた。その結果
を表２及び３にそれぞれ示す。
り６ｔｏｎ／ｃｍ2 で成形した後、得られた成形体をア
ンモニア分解ガス中１１５０℃で１時間焼結した。得ら
れた焼結体の材料特性及び摩耗特性を調べた。その結果
を表２及び３にそれぞれ示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】実施例２ 表４に示す組成のＣｕ系混合粉末原料を、加圧成形によ
り４ｔｏｎ／ｃｍ2 で成形した後、得られた成形体をア
ンモニア分解ガス中８５０℃で１時間焼結した。その
後、さらに４ｔｏｎ／ｃｍ2 で再圧縮した後、アンモニ
ア分解ガス中８５０℃で１時間再焼結した。得られた焼
結体の材料特性及び摩耗特性を調べた。その結果を表５
及び６にそれぞれ示す。
り４ｔｏｎ／ｃｍ2 で成形した後、得られた成形体をア
ンモニア分解ガス中８５０℃で１時間焼結した。その
後、さらに４ｔｏｎ／ｃｍ2 で再圧縮した後、アンモニ
ア分解ガス中８５０℃で１時間再焼結した。得られた焼
結体の材料特性及び摩耗特性を調べた。その結果を表５
及び６にそれぞれ示す。
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】以上の結果より、本発明品である試料Ｎ
ｏ．１〜９は、特に優れた耐摩耗性を発揮することがわ
かる。
ｏ．１〜９は、特に優れた耐摩耗性を発揮することがわ
かる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 邦夫 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 冨山 嘉孝 京都府京都市山科区栗栖野狐塚町５−１ 日本粉末合金株式会社内 (72)発明者 斎藤 浩次郎 京都府京都市山科区栗栖野狐塚町５−１ 日本粉末合金株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金に
タングステンを８〜６０重量％含有することを特徴とす
る焼結集電摺動材料。 - 【請求項２】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金に
タングステンを８〜６０重量％含有し、さらにＦｅＭ
ｏ、ＦｅＷ、ＦｅＴｉ及びＣｒから選ばれた少なくとも
１種を１〜２０重量％含む焼結集電摺動材料。 - 【請求項３】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金に
タングステンを８〜６０重量％含有し、さらにＰｂ、Ｍ
ｏＳ2 及びＷＳ2 から選ばれた少なくとも１種を０．５
〜１０重量％含む焼結集電摺動材料。 - 【請求項４】鉄若しくは鉄合金又は銅若しくは銅合金に
タングステンを８〜６０重量％含有し、さらにＦｅＭ
ｏ、ＦｅＷ、ＦｅＴｉ及びＣｒから選ばれた少なくとも
１種１〜２０重量％並びにＰｂ、ＭｏＳ2 及びＷＳ2 か
ら選ばれた少なくとも１種０．５〜１０重量％を含む焼
結集電摺動材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16822393A JPH0718351A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 焼結集電摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16822393A JPH0718351A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 焼結集電摺動材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718351A true JPH0718351A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15864070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16822393A Pending JPH0718351A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 焼結集電摺動材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718351A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100043662A1 (en) * | 2007-01-26 | 2010-02-25 | Hoganas Ab (Publ) | Diffusion alloyed iron powder |
| CN104032201A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-09-10 | 宁波恒基永昕粉末冶金有限公司 | 制造气动工具缸体的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136520A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-26 | Mitsubishi Metal Corp | Wear res isting iron-based sintered alloy |
| JPS53146902A (en) * | 1976-12-17 | 1978-12-21 | Japanese National Railways<Jnr> | Preparation of wear-resisting sintered alloy of copper base |
| 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 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16822393A patent/JPH0718351A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136520A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-26 | Mitsubishi Metal Corp | Wear res isting iron-based sintered alloy |
| JPS53146902A (en) * | 1976-12-17 | 1978-12-21 | Japanese National Railways<Jnr> | Preparation of wear-resisting sintered alloy of copper base |
| 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100043662A1 (en) * | 2007-01-26 | 2010-02-25 | Hoganas Ab (Publ) | Diffusion alloyed iron powder |
| CN104032201A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-09-10 | 宁波恒基永昕粉末冶金有限公司 | 制造气动工具缸体的方法 |
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