JPS6096743A - Ａｌ合金トロリ−線及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）技術分野 電気を動力源とする交通機関において用いられる給電線
即ちトロリー線に関するものである。

（ロ）従来技術とその問題点 本発明は耐摩耗性、耐食性に優れた軽量高強度Ｊ合金ト
ロリー及びその製法を提供するものである。

トロリーは、給電システムとして集電板との断続的な摺
動摩耗に耐えなければならない。又長距削にわたって布
設されているため取替補修工事に多大の費用と時間を要
するので、出来る限り長寿命でなければならない。しか
し乍ら従来の銅系１〜ロリー線は安価ではあるが耐摩耗
性が劣ることに問題があった。一方軽量化のためにＡｌ
でトロリーを作ることが考えられたが、Ａｌは銅と比較
すると更に＃摩耗性が劣るため鋼やステンレスを複合化
すφ′）ことが行われるようになった。しかしながらス
テンレス（ｄ高価なうえ、加工性が悪く、これらを腹合
化するには高ｆ１１１ｉな製造設置１１°１１が必り３
３であ２１　ＩＩ史に複合化されたトロリーは、異種金
属間の接触電位によって腐食し易くなる傾向があり、複
合化接着部位の剥離の誘因にもなりトロリーどしての信
頼性に欠ける問題があった。

（ハ）発明の（黄成 本発明は、これらの問題を根本的に解決するために、特
殊な新ＡＩ合金を開発した。従来１−ロリー線のＡβ化
に際して、Ａβを合金化して強化することは１殆ど考え
られなかった。その理由は、既存のＡ／金合金は充分な
強度や耐摩耗性が期待できないか、或いは、既存の合金
がトロリー形状に加工することが不可能だと考えられた
からである。本発明は、急冷凝固合金粉末を用いる粉末
冶金法によって得た微細結晶構造のＡ１合金がトロリー
形状に容易に成形可能であり且つ従来にない優れた特性
を有することを見い出した。

本発明の製造方法の骨子は、 ■急冷凝固法によって、極めて微細な結晶構造（強制過
飽和固溶体、微細析出物等）を有する原料粉末を得るこ
と。このとき、粉末粒子が０，２關以上になると充分急
冷することが不可能となシ又微粉末と著しい結晶組織の
粗さの違いが最終製品の組織の不均質さを招くので望ま
しくない。又冷却速度はｌ０８６に／ｓｅｅ以上でなけ
れば充分微細な組織が得られない。結晶組織の微細度は
、冷却速度と一定の関係がちシ、下式で示されることが
知られている。

ＩＤｇｄ（デンドライトアーム間隔） −Ｒ（冷却速度）×定数十定数 ■熱間塑性加工法によって焼結成形し線材に加工するこ
と。熱間塑性加工法は、特にｈ１合金の粉末のように必
ず固相還元が不可能な強固な酸化膜を表面に有する粉末
を焼結成形する際に不可欠な工程である。何故なら強固
な酸化膜が焼結に必要な拡散を阻害するため、健全な焼
結体を得ることが極めて困難だからである。塑性加工に
よって、粉末粒子の表面に新生面（酸化膜のない新しい
原子面）を生じさせ、圧着させることにより空孔の残留
しない健全な焼結成形体を得ることができる。

この場合、熱間塑性加工の方法は、例えば熱間押出し、
コンフォーム等を採用することが望ましい。

これらの方法をとることによつで、直接トロリ形状に加
工することが可能である。

本発明のｋｌ−Ｆ’ｅ合金は、特に耐摩耗性、耐熱性、
耐食性に優れたものであシ、その骨子は、■急速冷却に
よって、Ａｇ　Ｆｅ金属間化合物の核成長を抑制し、靭
性可撓性を附与するとともに、徽組ＡＪＩ’−Ｆｅ金属
間化合物の均一分散によシ、強化と耐摩耗性を得る。

■耐食性の向上のため、その他の不純物元素を極力抑制
するが、経済性の確保のため上限をＣｕの１、場゛２合
０５％、Ｓｌの場合１．０％とした。何故なら多くの場
合、これらの不純物は地金に含有されておシ、高純度な
地金は高価だからである。

ＦｅはＡ１合金にとって従来量も有害な不純物元素であ
った。何故なら、溶解鋳造法においては、冷却速度が遅
いため（１０℃／―以下）Ａｊｇ−Ｆｅ金属間化合物が
数百〜数千期に成長し、且つその化合物が脆く硬い為、
得られた合金の欠陥として働き、著しく機械的特性を損
うからである。しかし乍ら本発明の方法の如く、急冷法
を採用することによって、有害元素を逆に有益元素とし
て用いしかも従来にない特性を得ることが可能となった
。

実施例１ 第１表に示す組成の合金粉末を次の３方法によって試作
した。

■水中滴下法（溶湯を水中に滴下することによって粉末
化する方法で、球状粒子を得る一般的方法の一つ） ■カスマトマイズ法（溶湯を高圧のガスで噴霧して微粉
末化する方法） ■ヌプラットアトマイズ法（溶湯を冷却された回転金属
板に衝突させて急冷粉末化する方法）■の方法では、０
５門以下の粒子で作ることが何Ｆしく、又得られた粒子
の組織は５０μｍ以上の粗さであった。従って冷却速度
は１０２０に／／ｓＱｃ以下と考え・られる。

■の方法では、ノス諏しの選択と圧力の調整によって２
００μｍ以下の粒子が歩留シ良く、容易に得られた。組
織は、ｌＯμｎ＋以下と微細で、冷却速度は１ｏ３’に
／ｓｅｅ以上、！：　考、ｔ　ラレタ。

■の方法では、回転金属板の回転数とノズル径、噴出圧
等の調整によってやはＩ）　２００μｍ以下の微粒子は
容易に得られた。組織は更に微細で数μｉｌ＋以下のも
のであシ、冷却速度は］　０５０Ｋ　／ｓｅｃ以上と考
えられた。

これらの粉末を３１／ｄで冷間静水圧成形し、４００°
Ｃで押出比２０：】で１７０ｍＪ）ロリーに押出した。

■の方法による粉末は成形が著しく困難であシ、良好な
押出体が殆ど得られなかった。

■、■による粉末はいづれも良好な押出体が得られた。

押出体を、トロリー摩耗試験機によって通電摩耗試験を
行った。比較材とじて従来の銅トロリーを用いた。その
結果を第１図に示す。

ｉ−Ｈお条件は、速度は６０　ｋｓ　／Ｈｒで２０ＯＡ
の交流を用いた。

第　１　表 実施例２ 第２表に示す合金粉末を実施例Ｊ−にをけゐ■の方法で
調製した。各々の粉末を３ｔ／７で冷間静水圧成形し、
４００℃で押出比２０：１で１７０−のトロリーに押出
した。押出体をトロリー摩耗試験機によって通電摩耗試
験を行った。第２図にその結果を示す。合金７ｃ素量の
増加と共に耐摩耗性は向」−したが、可ｊ文性や歩留シ
が劣化したので、合金元素の添加量は、特許請求の範囲
第１項記載の範１７＋１１とすることが望ましい。

以北の如く、本発明は、軽示で且つ耐ＦＡ耗１１、耐食
性に優れたｈ１合金トロリー及びその固イｊの製法を提
供するものであり、省資源省エネルギー及び長寿命化の
点から価値の大きいものである。

第　２　表　（重量％　）

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得たへ４合金トロリー線の通電摩耗
試験の結果である。第２図はＦｃの重量％と］図中■、
■は、ガヌアトマイズ粉およびヌプラットアトマイズ粉
を示す。 由 り ＼、−一ノ′ −菖’２１火１ ’ｎＥｆｆｎ ＮＡ／−ｆ％　Ｆｅ １′３ｊツ１ 矛４し１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｌｌＦｅを３〜ＩＯ重量％含有し、かつＳＬが１重量
   部以下、Ｃｕが０５重量％以下で残部がＡｌｌよ！ｌｌ
   なることを特徴とするＪ合金トロリー線。 （２］　Ｆ　ｅを３〜ＩＯ重量％含有し、かつＳｔが１
   重量部以下、Ｃｕが０５重量襲以下で残部がＡｌに調整
   した溶湯を噴霧によって粒径０．２ｍｍ以下に粉末化し
   、同時に１０”Ｋ／ｓｅｃ以上で急冷することによって
   得た急、冷凝固粉末を熱間塑性加工法によって焼結成形
   し、線材に加工することを特徴とするＪ合金トロリー線
   の製法。