JPS631385B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS631385B2 JPS631385B2 JP57107576A JP10757682A JPS631385B2 JP S631385 B2 JPS631385 B2 JP S631385B2 JP 57107576 A JP57107576 A JP 57107576A JP 10757682 A JP10757682 A JP 10757682A JP S631385 B2 JPS631385 B2 JP S631385B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- graphite
- iron
- sintered
- resistance
- 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
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明は、主として起重機等の低速域走行運搬
機械の集電装置に用いられるトロリーホイール並
びにトロリーシユー（以下集電子という）に適し
た耐摩耗性、耐アーク性焼結集電材の製造法に関
するものである。 前記の如き集電子は、電気的性質良好で、架線
との接触摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性、耐ア
ーク性に優れた材料でなくてはならないが、これ
らの条件をすべて具備する集電子を得ることはき
わめて困難である。ななわち、起重機等の走行運
搬機械は通常20Km／Ｈ以下の速度であるため、そ
の集電子は新幹線その他の高速車用と比較すると
架線との摩擦が大きく、架線への攻撃性を小さく
するためソフトな材質のものを用いる必要があ
り、このため、錫を含有する青銅鋳物や銅系焼結
合金が一般に使用されている。しかし乍ら、青銅
鋳物は潤滑材不足による高摩擦のため相手架線を
傷めると同時に自分自身の摩耗を早め、また低融
点金属である錫を含有しているところからアーク
に弱く、溶損などの欠点が生じやすい。銅系焼結
合金は前者に比較すると耐摩耗性および相手方架
線を傷めない点ではるかに優れているが、青銅鋳
物と同様に錫を含有しているため耐アーク性の点
において問題がある。 本発明は、前記従来の集電子の欠点を改善する
のみならず、さらにその性能の向上を目指したも
のである。すなわち、従来の青銅鋳物や銅系焼結
合金の基本的素地である銅−錫にかえて融点の高
い鉄−銅で素地を形成し、これによつて耐摩耗
性、耐アーク性を大幅に改善し、さらに潤滑材と
してグラフアイトと二硫化モリブデン等の金属硫
化物を配合して、その潤滑性能を飛躍的に向上せ
しめんとするものである。 本発明は、前記の目的を達成するため、重量比
にて、金属硫化物0.5〜７％、グラフアイト0.5〜
５％、燐0.2〜２％、銅20〜50％、残部鉄よりな
り、これらの粉末を混合後圧縮成形し、これを加
熱して焼結することを特徴とする。 上記の組成よりなる本発明の合金は、低融点金
属である錫や亜鉛を含有していないため、還元雰
囲気中で高い焼結温度を用いることができ、これ
によつて極めて強固な鉄−銅素地を形成すること
ができる。この場合、銅はその良好な焼結性によ
り焼結素地の強化に役立ち、さらにその導電性、
耐蝕性により集電材としての機能向上に不可欠の
ものであるが、その配合量が50％を越えると鉄に
くらべて低融点のため耐アーク性が低下し、ま
た、20％未満では機械的強度が低下するので、銅
の配合量は20〜50％にすることが必要である。 金属硫化物およびグラフアイトは微粒の粉末状
であつて、これが鉄−銅素地中に均斉に混在され
て潤滑性能を発揮するのであるが、潤滑成分はそ
の総量が12％を超えると鉄−銅素地の機械的強度
が大幅に低下するので、潤滑成分の総量は12％以
下におさえる必要がある。そして、金属硫化物は
発熱を伴なうような大荷重下においても抜群の能
力をもつた固体潤滑剤（昭和53年４月25日(株)幸書
房発行の「固体潤滑ハンドブツク」90−91頁参
照）であるので、金属硫化物を潤滑成分として使
用すると耐アーク性を向上させることができる
が、その比重は例えばM0S2は4.8であるので、前
記潤滑成分の総量12％を考慮すると金属硫化物の
配合のみでは十分な潤滑性能を期待することがで
きない。一方、グラフアイトは高温下における潤
滑性能は金属硫化物のそれより劣る（前記「固体
潤滑バンドブツク」の60頁参照）けれども、その
比重は2.2であるので、グラフアイトを併用する
と同じ重量％でも金属硫化物にくらべると２倍の
容量の潤滑成分を母体合金中に分散させることが
でき、かくして、金属硫化物とグラフアイトとを
併用すると、潤滑性能および耐アーク性を持ち乍
ら潤滑成分の総量を12％以内におさえて必要とす
る機械的強度を保有せしめることができる。そし
て、その配合割合は、耐アーク性と潤滑性とを考
慮すると、金属硫化物配合の上限は７％、グラフ
アイト配合の上限は５％であり、かつ、金属硫化
物とグラフアイト配合の下限はそれぞれ0.5％で
あつて、それ以下になると摩擦係数が大きくなつ
て潤滑性が欠如するため、相手方架線を傷める結
果となる。 燐は、前記鉄−銅−金属硫化物−グラフアイト
の焼結合金をつくる際、その強い脱酸作用によつ
て含有金属を清浄化して母体合金の機械的強度を
高めるもので、２％以上配合するとかえつて機械
的強度を低下させ、0.2％以下では前記の如き作
用を期待することができない。 なお、本発明により得た集電子は、焼結後約１
％含油せしめる。これは、鉄粉含有のため発錆防
止と架線との摩擦力低減のためである。 次に、本発明の具体的実施例を述べる。
機械の集電装置に用いられるトロリーホイール並
びにトロリーシユー（以下集電子という）に適し
た耐摩耗性、耐アーク性焼結集電材の製造法に関
するものである。 前記の如き集電子は、電気的性質良好で、架線
との接触摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性、耐ア
ーク性に優れた材料でなくてはならないが、これ
らの条件をすべて具備する集電子を得ることはき
わめて困難である。ななわち、起重機等の走行運
搬機械は通常20Km／Ｈ以下の速度であるため、そ
の集電子は新幹線その他の高速車用と比較すると
架線との摩擦が大きく、架線への攻撃性を小さく
するためソフトな材質のものを用いる必要があ
り、このため、錫を含有する青銅鋳物や銅系焼結
合金が一般に使用されている。しかし乍ら、青銅
鋳物は潤滑材不足による高摩擦のため相手架線を
傷めると同時に自分自身の摩耗を早め、また低融
点金属である錫を含有しているところからアーク
に弱く、溶損などの欠点が生じやすい。銅系焼結
合金は前者に比較すると耐摩耗性および相手方架
線を傷めない点ではるかに優れているが、青銅鋳
物と同様に錫を含有しているため耐アーク性の点
において問題がある。 本発明は、前記従来の集電子の欠点を改善する
のみならず、さらにその性能の向上を目指したも
のである。すなわち、従来の青銅鋳物や銅系焼結
合金の基本的素地である銅−錫にかえて融点の高
い鉄−銅で素地を形成し、これによつて耐摩耗
性、耐アーク性を大幅に改善し、さらに潤滑材と
してグラフアイトと二硫化モリブデン等の金属硫
化物を配合して、その潤滑性能を飛躍的に向上せ
しめんとするものである。 本発明は、前記の目的を達成するため、重量比
にて、金属硫化物0.5〜７％、グラフアイト0.5〜
５％、燐0.2〜２％、銅20〜50％、残部鉄よりな
り、これらの粉末を混合後圧縮成形し、これを加
熱して焼結することを特徴とする。 上記の組成よりなる本発明の合金は、低融点金
属である錫や亜鉛を含有していないため、還元雰
囲気中で高い焼結温度を用いることができ、これ
によつて極めて強固な鉄−銅素地を形成すること
ができる。この場合、銅はその良好な焼結性によ
り焼結素地の強化に役立ち、さらにその導電性、
耐蝕性により集電材としての機能向上に不可欠の
ものであるが、その配合量が50％を越えると鉄に
くらべて低融点のため耐アーク性が低下し、ま
た、20％未満では機械的強度が低下するので、銅
の配合量は20〜50％にすることが必要である。 金属硫化物およびグラフアイトは微粒の粉末状
であつて、これが鉄−銅素地中に均斉に混在され
て潤滑性能を発揮するのであるが、潤滑成分はそ
の総量が12％を超えると鉄−銅素地の機械的強度
が大幅に低下するので、潤滑成分の総量は12％以
下におさえる必要がある。そして、金属硫化物は
発熱を伴なうような大荷重下においても抜群の能
力をもつた固体潤滑剤（昭和53年４月25日(株)幸書
房発行の「固体潤滑ハンドブツク」90−91頁参
照）であるので、金属硫化物を潤滑成分として使
用すると耐アーク性を向上させることができる
が、その比重は例えばM0S2は4.8であるので、前
記潤滑成分の総量12％を考慮すると金属硫化物の
配合のみでは十分な潤滑性能を期待することがで
きない。一方、グラフアイトは高温下における潤
滑性能は金属硫化物のそれより劣る（前記「固体
潤滑バンドブツク」の60頁参照）けれども、その
比重は2.2であるので、グラフアイトを併用する
と同じ重量％でも金属硫化物にくらべると２倍の
容量の潤滑成分を母体合金中に分散させることが
でき、かくして、金属硫化物とグラフアイトとを
併用すると、潤滑性能および耐アーク性を持ち乍
ら潤滑成分の総量を12％以内におさえて必要とす
る機械的強度を保有せしめることができる。そし
て、その配合割合は、耐アーク性と潤滑性とを考
慮すると、金属硫化物配合の上限は７％、グラフ
アイト配合の上限は５％であり、かつ、金属硫化
物とグラフアイト配合の下限はそれぞれ0.5％で
あつて、それ以下になると摩擦係数が大きくなつ
て潤滑性が欠如するため、相手方架線を傷める結
果となる。 燐は、前記鉄−銅−金属硫化物−グラフアイト
の焼結合金をつくる際、その強い脱酸作用によつ
て含有金属を清浄化して母体合金の機械的強度を
高めるもので、２％以上配合するとかえつて機械
的強度を低下させ、0.2％以下では前記の如き作
用を期待することができない。 なお、本発明により得た集電子は、焼結後約１
％含油せしめる。これは、鉄粉含有のため発錆防
止と架線との摩擦力低減のためである。 次に、本発明の具体的実施例を述べる。
【表】
前記各実施例の割合で配合した材料を混合機で
均斉に混合後、これを5T／cm2で圧縮成形し、還
元雰囲気中にて1050℃で焼結し、その後約１％含
油して製品を得た。 上記各実施例により得た焼結合金の物理的特性
を示すと第１表のとおりである。
均斉に混合後、これを5T／cm2で圧縮成形し、還
元雰囲気中にて1050℃で焼結し、その後約１％含
油して製品を得た。 上記各実施例により得た焼結合金の物理的特性
を示すと第１表のとおりである。
【表】
上記本発明品と性能比較試験をするための試料
として、青銅鋳物と銅系焼結合金を入手した。そ
の物理的特性、および鉄−銅系焼結集電材として
公知の特公昭44−19015号による焼結合金の物理
的特性を示すと第２表のとおりである。
として、青銅鋳物と銅系焼結合金を入手した。そ
の物理的特性、および鉄−銅系焼結集電材として
公知の特公昭44−19015号による焼結合金の物理
的特性を示すと第２表のとおりである。
【表】
第１表、第２表の各材料から試験片10×25×90
mmを切出し、これを回転式摺動試験機にとりつ
け、押付力５Kg、通電電流AC100A、摺動速度54
Km／Ｈ、450r.p.mで100分間無潤滑で硬銅トロリ
ー線に摺動させ、その時の各試験片の比摩耗量
（試験片の摩耗した体積mm3を試験片押圧力Kgと摩
擦距離mmの積で除したもの）と、トロリー線の摩
耗寸法mmの測定、並びに試験片の摺面の状態を観
察した。その結果を第３表に示す。
mmを切出し、これを回転式摺動試験機にとりつ
け、押付力５Kg、通電電流AC100A、摺動速度54
Km／Ｈ、450r.p.mで100分間無潤滑で硬銅トロリ
ー線に摺動させ、その時の各試験片の比摩耗量
（試験片の摩耗した体積mm3を試験片押圧力Kgと摩
擦距離mmの積で除したもの）と、トロリー線の摩
耗寸法mmの測定、並びに試験片の摺面の状態を観
察した。その結果を第３表に示す。
【表】
前記第１表により明らかなように、本発明によ
り得た焼結合金は、集電子に必要とする電気的、
機械的特性を具備し、かつ、第３表により明らか
なように、現在使用されている錫含有の青銅鋳物
や銅系焼結合金製集電子ならびに従来の鉄−銅系
焼結集電材に比較して、その耐摩耗性、耐アーク
性を顕著に向上せしめると共に、相手方架線を痛
めないことが立証される。 特に、本発明においては、前記の如く、耐摩耗
性、耐アーク性が向上しているだけではなく、そ
の摺面は平滑で黒褐色の潤滑光沢があり、従つて
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、低速域走行用
集電子としてきわめて有益である。
り得た焼結合金は、集電子に必要とする電気的、
機械的特性を具備し、かつ、第３表により明らか
なように、現在使用されている錫含有の青銅鋳物
や銅系焼結合金製集電子ならびに従来の鉄−銅系
焼結集電材に比較して、その耐摩耗性、耐アーク
性を顕著に向上せしめると共に、相手方架線を痛
めないことが立証される。 特に、本発明においては、前記の如く、耐摩耗
性、耐アーク性が向上しているだけではなく、そ
の摺面は平滑で黒褐色の潤滑光沢があり、従つて
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、低速域走行用
集電子としてきわめて有益である。
Claims (1)
- １ 重量比にて、金属硫化物0.5〜７％、グラフ
アイト0.5〜５％、燐0.2〜２％、銅20〜50％、残
部鉄よりなる粉末材料を混合後圧縮成形し、これ
を加熱して焼結することを特徴とする低速域走行
用焼結集電材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10757682A JPS58224138A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 低速域走行用焼結集電材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10757682A JPS58224138A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 低速域走行用焼結集電材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58224138A JPS58224138A (ja) | 1983-12-26 |
| JPS631385B2 true JPS631385B2 (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=14462668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10757682A Granted JPS58224138A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 低速域走行用焼結集電材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58224138A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2805923B2 (ja) * | 1989-12-11 | 1998-09-30 | 株式会社 小松製作所 | 鉄系焼結摺動材 |
| RU2471881C1 (ru) * | 2011-11-07 | 2013-01-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Механоактивированный спеченный железографитовый композит для пресс-матриц совмещенного литья и прокатки прессования |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4920844A (ja) * | 1972-06-20 | 1974-02-23 |
-
1982
- 1982-06-24 JP JP10757682A patent/JPS58224138A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58224138A (ja) | 1983-12-26 |
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