JP2021113706A - 応力評価方法、曲げ加工性評価方法、および金属部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属の板材に対して曲げ加工を行う際の応力および曲げ加工性を、定量的に評価することができる応力評価方法および曲げ加工性評価方法、および定量的に曲げ加工性を評価して原料を選定することができる金属部材の製造方法を提供する。【解決手段】金属の板材として構成された試験材Ｓを、面内で相互に離れた２つの保持箇所Ｓ１，Ｓ１で保持した状態で、前記２つの保持箇所Ｓ１，Ｓ１の間に設けられた押圧箇所Ｓ２において、前記試験材Ｓの一方面に対して、垂直に荷重Ｆを印加し、応力と変位量との関係を記録する、応力評価方法とする。前記応力評価方法によって、前記試験材Ｓが破断した際の前記応力を、最大せん断応力τｍａｘとして取得し、前記試験材Ｓの引張強度をσｍａｘとして、τｍａｘ／σｍａｘとして算出される最大応力比が大きいほど、前記試験材Ｓが面外方向に変形する際に割れを生じにくいと判定する曲げ加工性評価方法とする。【選択図】図２

Description

本開示は、応力評価方法、曲げ加工性評価方法、および金属部材の製造方法に関する。

電気接続端子等、金属の板材に対して、曲げを伴う加工を行って、金属部材を製造する場合に、所定の曲げを経た際に、金属材料に、割れやしわ等、せん断変形に伴う損傷が生じないように、材料が選定される。適切な材料を選定するための基礎として、曲げによる応力と、損傷の発生との関係を、試験によって把握することが重要である。そのために、金属材料に対して、どの程度の応力が生じた際に、どの程度の損傷が発生するのかを調べる試験が行われる。

その種の試験の方法は、例えば、下記非特許文献１に掲載された日本伸銅協会の規格「ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９」に定められている。この規格においては、図６Ａに示すように、２つの凸部９２，９２を有する上型９１と、それら凸部９２，９２を収容できる２つの凹部９６，９６を備えた下型９５との組を備えた治具９０を用いて、金属の板材として構成された試験材Ｓに曲げを加える。つまり、図６Ｂのように、試験材Ｓを上型９１と下型９５の間に挟み込み、Ｗ型に曲げる。そして、曲げによって山となった試験材Ｓの曲げ加工部Ｓ５を光学顕微鏡で観察し、形成された「割れ」および「しわ」の程度を評価する。ここで、「しわ」とは、「曲げ加工によって現れた段差状のくぼみ又はすじが観察できる状態」と定義され、「割れ」とは、「割れの底が真上から観察できない、せん断帯に沿って割れた状態」と定義されている。「しわ無し」「しわ小」「しわ大」「割れ小」「割れ大」の５つの水準に、試験材Ｓが分類される。

また、金属の板材に生じるせん断応力を定量的に評価する方法も開発されている。例えば、下記非特許文献２に記載されたＭｉｙａｕｃｈｉによる方法においては、金属材を所定の形状に加工した試験材に対して、引張りを加え、せん断応力と変位の関係を評価している。Ｍｉｙａｕｃｈｉによる方法では、せん断方向への回転の影響を排除する観点から、所定の位置に複数のスリットを形成した試験材の形状が、規定されている。

「日本伸銅協会技術標準 銅および銅合金薄板条の曲げ加工性評価方法 ＪＢＭＡ Ｔ３０７：１９９９」日本伸銅協会 電子部品用銅合金標準化委員会 １９９９年 Ｋｕｎｉｏ ＭＩＹＡＵＣＨＩ，"Ａ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ａ Ｐｌａｎａｒ Ｓｉｍｐｌｅ Ｓｈｅａｒ Ｔｅｓｔ ｉｎ Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌｓ"，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐａｐｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９７２年，７８巻，３号，２７−４０頁

金属の板材に曲げを加える際に発生するせん断応力を評価する方法として、非特許文献１に掲載された規格のように、曲げ加工部を顕微鏡観察して、割れやしわの程度を評価する場合には、評価指標が定性的なものとなってしまう。すると、異なる材料の間で曲げ加工性を定量的に比較することが難しくなる。試験者の違い等によって、評価結果が変化してしまう可能性もある。また、異なる材料の間で曲げ加工性の高低を比較するためには、治具９０の上型９１の凸部９２，９２の頂部、および下型９５の２つの凹部９６，９６の間の接合部９７の頂部における曲面形状の曲率半径Ｒと、試験材Ｓの板厚ｔとの比率Ｒ／ｔを変化させながら、多数の試験材Ｓに対して評価を行う必要があり、試験に大きな労力を要する。

非特許文献２に開示された方法のように、試験材に対して変形を加えながら、応力と変位の関係を記録する方法によれば、金属の板材に対して、せん断応力を定量的に評価することができる。非特許文献２の方法のように、試験材に対して引張りを加えながら、応力を測定する場合には、測定によって得られる応力は、板材の面内におけるせん断応力となる。しかし、板材に対して曲げを加える場合には、板材が面外方向に変形されることになる。よって、曲げ加工を行う際に、割れ等、材料のせん断に伴う損傷の発生を回避するための指標としては、面内方向のせん断応力を評価するだけでは、不十分であり、面外方向も含めて、せん断応力を定量的に評価することが望まれる。

そこで、金属の板材に対して曲げ加工を行う際の応力および曲げ加工性を、定量的に評価することができる応力評価方法および曲げ加工性評価方法、および定量的に曲げ加工性を評価して原料を選定することができる金属部材の製造方法を提供することを、課題とする。

本開示の応力評価方法は、金属の板材として構成された試験材を、前記試験材の面内で相互に離れた２つの保持箇所で保持した状態で、前記２つの保持箇所の間に設けられた押圧箇所において、前記試験材の一方面に対して、垂直に荷重を印加し、前記試験材が破断するまでの応力と変位量との関係を記録するものである。

本開示の曲げ加工性評価方法は、前記応力評価方法によって、前記試験材が破断した際の前記応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして取得し、前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘとして算出される最大応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際に割れを生じにくいと判定するものである。あるいは、前記応力評価方法によって、前記試験材が破断するまでの間に、前記応力を前記変位量の関数として記録した曲線において、最も低変位量に出現する極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとし、前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｓ／σ_ｍａｘとして算出される降伏応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際にしわを生じにくいと判定するものである。

本開示の金属部材の製造方法は、前記曲げ加工性評価方法による評価を経て、原料として選定した金属材料を用い、前記金属材料の面外方向への変形を含む工程を経て、金属部材を製造するものである。

本開示にかかる応力評価方法および曲げ加工性評価方法は、金属の板材に対して曲げ加工を行う際の応力および曲げ加工性を、定量的に評価することができる。また、本開示にかかる金属部材の製造方法は、定量的に曲げ加工性を評価して原料を選定することができる。

図１Ａ〜１Ｃは、本開示の一実施形態にかかる応力評価方法および曲げ加工性評価方法に用いられる試験装置を示す図である。図１Ａは平面図であり、図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ａ断面図である。図１Ｃは図１Ｂの拡大図である。断面を示すハッチングは、省略している。 図２Ａ，２Ｂは、上記試験装置を用いた応力評価を説明する断面図である。図２Ａは荷重印加前の状態、図２Ｂは荷重印加中の状態を示している。断面を示すハッチングは、省略している。 図３は、応力評価において得られるせん断応力曲線の例を示す図である。 図４Ａ，４Ｂは、実施例において、銅合金に対して測定されたせん断応力曲線を示す図である。図４Ａはコルソン合金１に対して試験方向をＲＤとした場合、図４ＢはＣｕ−Ｍｇ合金に対して試験方向をＴＤとした場合を示している。 図５Ａ，５Ｂは、実施例において、各種銅合金に対して得られた応力評価の結果を示す図である。図５Ａは、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘを示し、図５Ｂは、降伏応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘを示している。 図６Ａ，６Ｂは、従来の曲げ加工性評価方法を説明する図である。図６Ａは曲げを加える前、図６Ｂは曲げを加えた後の状態を示している。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態を列挙して説明する。

本開示の一実施形態にかかる応力評価方法は、金属の板材として構成された試験材を、前記試験材の面内で相互に離れた２つの保持箇所で保持した状態で、前記２つの保持箇所の間に設けられた押圧箇所において、前記試験材の一方面に対して、垂直に荷重を印加し、前記試験材が破断するまでの応力と変位量との関係を記録するものである。

上記応力評価方法においては、金属の板材として構成された試験材に対して、板面に垂直に荷重を印加しながら、破断するまでの応力と変位量の関係を記録する。板材に対して面外方向に荷重を印加することで、板材に面外方向のせん断変形が加えられ、その際に板材に発生する応力を評価するので、せん断変形に伴って板材に発生する応力を、面外方向の成分も含んで、定量的に評価することができる。試験材として、板材を特殊な形状に加工する必要も、多数の試験材に対して測定を行うことも必要ないので、板材に対するせん断応力の定量評価を、簡便に実行することができる。

ここで、前記試験材が破断した際の前記応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして記録するとよい。最大せん断応力は、試験材に曲げ等の面外の変位を加えた際の割れの発生と、高い相関性を有しており、割れの発生に関連する応力値を、定量的に得ることができる。

前記試験材が破断するまでの間に、前記応力を前記変位量の関数として記録した曲線において、最も低変位量に出現する極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとして記録するとよい。せん断降伏応力は、試験材に曲げ等の面外の変位を加えた際のしわの発生と、高い相関性を有しており、しわの発生に関連する応力値を、定量的に得ることができる。

前記応力評価方法は、第一の治具と、第二の治具と、第三の治具と、を有する測定装置を用いて実施され、前記第一の治具および前記第二の治具は、前記試験材の面内で相互に離れた２つの位置で、前記試験材を、それぞれ面外方向から挟み込んで保持し、前記第三の治具は、前記第一の治具と前記第二の治具の間の位置で、前記試験材を面外方向から挟み込んで保持した状態で、前記第一の治具および前記第二の治具に対して、前記試験材の面外方向に移動することで、前記試験材に荷重を印加するとよい。すると、簡素な装置構成によって、金属材料の板材に対して、面外方向へのせん断変形に伴って発生する応力を、定量的に評価することができる。試験材の形状は、各治具で挟み込むことができれば、特に限定されない。

前記試験材は、矩形の板材として準備され、該矩形の１辺に沿った方向を長さ方向として、前記第一の治具、前記第二の治具、前記第三の治具は、それぞれ、前記試験材を、長さ方向全域において、挟み込んで保持するとよい。すると、試験材を面外方向から挟み込む単純な方式で保持した状態で、応力を計測することになるので、応力評価の結果に、試験材を保持するための機構に起因する影響が及ぼされにくくなる。

前記第三の治具と、前記第一の治具および前記第二の治具のそれぞれとの間の距離は、前記試験材の面内方向に沿って、０．５ｍｍ以下であるとよい。すると、治具の間の間隔が、小さく抑えられていることにより、治具間での試験材の伸び等、面外方向へのせん断変形以外の変形による影響が、応力評価の結果に及ぼされにくくなる。

本開示の第一の実施形態にかかる曲げ加工性評価方法は、前記応力評価方法によって、前記試験材が破断した際の前記応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして取得し、前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘとして算出される最大応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際に割れを生じにくいと判定するものである。

上記曲げ加工性評価方法においては、金属の板材に面外方向の変形を加えた際に、せん断変形に伴って発生する応力を計測した結果に基づいて、材料の曲げ加工性の程度を評価するものである。発明者らの研究により、上記の応力評価方法によって計測されるせん断応力が、板材を曲げ変形させる際の材料組織の状態との間に高い相関性を有すること、また、その応力計測によって得られる最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが、曲げ加工時の割れの発生と高い相関を示すことが、明らかになっている。よって、最大応力比を指標として用い、その値が大きい材料ほど、曲げ加工等、面外方向への加工を行った際に、割れを生じにくいと判定することにより、曲げ加工時の割れの発生の可能性を、定量的に評価することができる。

ここで、前記最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが、所定の最大応力比閾値以上である場合に、前記試験材が、十分な耐割れ性を有していると判定するとよい。すると、高い耐割れ性を有し、曲げ加工を行っても割れを生じにくい材料を、定量的な指標に基づいて弁別し、曲げ加工等を施す原料として選択することができる。

前記試験材が銅または銅合金である場合に、前記最大応力比閾値を０．５８とするとよい。すると、高い耐割れ性を有する銅または銅合金を、高い精度で弁別することが可能となる。

本開示の第二の実施形態にかかる曲げ加工性評価方法は、前記応力評価方法によって、前記試験材が破断するまでの間に、前記応力を前記変位量の関数として記録した曲線において、最も低変位量に出現する極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとし、前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｓ／σ_ｍａｘとして算出される降伏応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際にしわを生じにくいと判定するものである。

発明者らの研究により、上記の応力評価方法によって計測されるせん断応力が、板材を曲げ変形させる際の材料組織の状態との間に高い相関性を有すること、また、その応力計測によって得られる降伏応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが、曲げ加工時のしわの発生と高い相関を示すことが、明らかになっている。よって、降伏応力比を指標として用い、その値が大きい材料ほど、曲げ加工等、面外方向への加工を行った際に、しわを生じにくいと判定することにより、曲げ加工時のしわの発生の可能性を、定量的に評価することができる。

ここで、前記降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが、所定の降伏応力比閾値以上である場合に、前記試験材が、十分な耐しわ性を有していると判定するとよい。すると、高い耐しわ性を有し、曲げ加工を行ってもしわを生じにくい材料を、定量的な指標に基づいて弁別し、曲げ加工等を施す原料として選択することができる。

前記試験材が銅または銅合金である場合に、３０ｍｍ四方の板面を有する前記試験材に対して、前記降伏応力比閾値を０．２０とするとよい。すると、高い耐しわ性を有する銅または銅合金を、高い精度で弁別することが可能となる。

本開示の一実施形態にかかる金属部材の製造方法は、前記曲げ加工性評価方法による評価を経て、原料として選定した金属材料を用い、前記金属材料の面外方向への変形を含む工程を経て、金属部材を製造するものである。

曲げ等の面外方向への変形を伴う工程を経て、金属部材を製造する場合には、その面外方向への変形を行う際に、変形させた部位に、割れ等、せん断に伴う損傷が生じると、所定の性能や強度を有する金属部材を製造することが難しくなる。そこで、上記曲げ加工性評価方法によって、面外方向に変形させた際の応力評価の結果に基づいて、原料となる金属材の曲げ加工性を評価しておくことで、高い曲げ加工性を有する原料を、定量的な指標に基づいて選択することができる。その結果、曲げ加工等を経て、所定の強度や性能を有する金属部材を、高い信頼性で製造することが可能となる。

ここで、前記曲げ加工性評価方法において十分な耐割れ性を有していると判定された金属材料を、前記原料として選定するとよい。すると、曲げ加工等、面外方向の変形を行う際に、割れの発生を抑制しながら、金属部材を製造することが可能となる。

前記曲げ加工性評価方法において十分な耐しわ性を有していると判定された金属材料を、前記原料として選定するとよい。すると、曲げ加工等、面外方向の変形を行う際に、しわの発生を抑制しながら、金属部材を製造することが可能となる。

前記金属部材は電気接続端子であるとよい。電気接続端子は、金属の板材を原料として、曲げ加工等を経て、所定の形状に加工して製造される。急な角度での曲げ加工が加えられる場合も多い。それらの加工の際に、割れやしわ等の損傷が生じると、電気接続端子の機械的強度や電気的特性に、影響が生じうる。そこで、上記曲げ加工性評価方法によって、十分な曲げ加工性を有していると判定された原料を用いて、電気接続端子を製造することで、所望の特性および強度を有する電気接続端子を、高い生産性をもって製造することが可能となる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を用いて、本開示の実施形態にかかる応力評価方法、曲げ加工性評価方法、および金属部材の製造方法について、詳細に説明する。本開示にかかる応力評価方法による評価結果を利用して、本開示にかかる曲げ加工性評価方法を実行することができる。また、本開示にかかる曲げ加工性評価方法による評価の結果に基づいて、本開示にかかる金属部材の製造方法を実行することができる。以下、本明細書において、各種測定値は、特記しない限り、室温、大気中にて測定されるものとする。また面内、面外、垂直等、部材の形状や配置を表す概念、また寸法値には、幾何的に厳密な概念のみならず、金属の板材に対する評価において許容される範囲のずれを含むものとする。

＜試験装置＞
まず、本開示の実施形態にかかる応力評価方法および曲げ加工性評価方法に用いられる試験装置１について説明する。図１Ａ〜１Ｃに、試験装置１の構成の概略を示す。図１Ａは、試験装置１の平面図であり、図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１Ｃは、図１Ｂの一部を拡大して示すものである。

試験装置１は、支持枠１０と、ホルダ２０とを有している。ホルダ２０は、第一の治具および第二の治具としての一対の固定治具２１，２２と、第三の治具としての可動治具２３を備えている。これらの治具２１〜２３は、それぞれ、上下２つに分割されたブロック状の部材２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂを有しており、間に板状の試験材Ｓを挟むことができる。各治具２１〜２３の上側ブロック２１ａ〜２３ａには、試験材Ｓに対して、面内方向（ｘ方向およびｙ方向）の外側に当たる位置に、ネジ２４を挿入可能な貫通孔が設けられており、下側のブロック２１ｂ〜２３ｂの対応する位置には、ネジ２４を嵌め込み可能なタップ孔が設けられている。

３つの治具を、第一の固定治具２１、可動治具２３、第二の固定治具２２の順に一列に並べて配置し、１枚の板状の試験材Ｓを、各治具２１〜２３の上下のブロックの間に挟んで、ネジ２４を締め込むことで、ホルダ２０によって試験材Ｓを保持することができる。２つの固定治具２１，２２のそれぞれを構成する上側のブロック２１ａ，２２ａと、可動治具２３を構成する上側のブロック２３ａの間には、それぞれ、間隙２５，２５が設けられている。間隙２５，２５の距離は、０．５ｍｍ以下、例えば０．０２ｍｍとなっている。各治具２１〜２３の下側のブロック２１ｂ〜２３ｂは、隣接するものどうしが、相互に当接している。

３つの治具２１〜２３を備えたホルダ２０で試験材Ｓを挟んだ状態の保持体Ｈを、支持枠１０に収容して保持することができる。本明細書において、ホルダ２０で試験材Ｓを挟んだ状態の保持体Ｈにおいて治具２１〜２３が並んだ方向を、幅方向（ｘ方向）とする。また、ホルダ２０に保持された試験材Ｓの面内で、ｘ方向に直交する方向を、長さ方向（ｙ方向）とする。そして、ｘ方向およびｙ方向に直交する、試験材Ｓの厚さ方向を、上下方向（ｚ方向）とする。

支持枠１０は、保持体Ｈを収容可能な収容空間１１を有し、その収容空間１１の中に、保持体Ｈを載置可能な載置部１３を有している。そして、収容空間１１に収容した保持体Ｈを、２つの固定治具２１，２２の下側のブロック２１ｂ，２２ｂにおいて、載置部１３に載置することができる。保持体Ｈのうち、可動治具２３の各部位は、載置部１３をはじめ、支持枠１０の構成部材によって直接的には支持されず、試験材Ｓの連続性によって、両側の固定治具２１，２２と同一面内に保持される。

支持枠１０には、収容空間１１を囲む縁部１２に、４つの支持柱１４が立設されている。支持柱１４には、図２Ａに示すように、±ｚ方向に運動可能に、押圧具３０が取り付けられている（図１Ａ，１Ｂでは省略）。押圧具３０は、ｙ方向中央部に、柱状の押圧部材３１を有している。押圧部材３１の下端面を、可動治具２３の上面に接触させた状態で、押圧具３０が、下方（−ｚ方向）に移動することで、可動治具２３を介して、試験材Ｓに、面外方向の荷重Ｆを印加することができる。押圧部材３１の下端面の面積および形状は、試験材Ｓの面のうち、可動治具２３に挟まれた領域（押圧箇所Ｓ２）全体を含むように、設定しておくことが好ましい。

押圧具３０には、ロードセル（不図示）が取り付けられており、押圧部材３１によって試験材Ｓに印加した荷重Ｆを、計測することができる。そして、押圧部材３１のｚ方向への変位量と、荷重Ｆの関係を、記録することができる。荷重Ｆを印加しながら変位量を計測、記録できる装置として、金属材料に対して引張試験や圧縮試験等を行うことができる公知の材料試験機を用いて、押圧部材３１による押圧を行うことができる。材料試験機のクロスヘッドを押圧具３０に結合して、材料試験機を圧縮モードで運転し、押圧具３０を押し下げながら、クロスヘッドの変位量と、印加した荷重Ｆの関係を記録すればよい。

＜応力評価方法＞
次に、本開示の一実施形態にかかる応力評価方法について説明する。本応力評価方法においては、金属の板材として構成された試験材Ｓに対して、面外方向に荷重を印加し、せん断変形させる。本実施形態にかかる応力評価方法は、試験材Ｓを面内の相互に離れた２つの保持箇所Ｓ１，Ｓ１で保持した状態で、保持箇所Ｓ１，Ｓ１の間に設けられた押圧箇所Ｓ２において、試験材Ｓの一方面に対して、垂直に荷重Ｆを印加しながら、試験材Ｓが破断するまでの応力と変位量との関係を記録できるものであれば、どのような装置を用いて実行してもよいが、上記で説明した試験装置１を用いて、好適に実行することができる。

試験材Ｓとしては、評価したい金属材を、矩形の板材として準備する。板材の寸法としては、試験装置１のホルダ２０のネジ２４に囲まれた領域の内側に収まる面形状を有するものとすればよい。また、試験材Ｓの厚さは、ホルダ２０に挟んで保持できるものであればよい。試験材Ｓの寸法を、長さ３０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍとする形態を、好適なものとして例示することができる。

図２Ａに示すように、試験前の準備として、試験装置１を構成する各治具を、第一の固定治具２１、可動治具２３、第二の固定治具２２の順に並べ、各治具２１〜２３を構成する上側ブロック２１ａ〜２３ａと下側ブロック２１ｂ〜２３ｂの間に、試験材Ｓを配置する。試験材Ｓにおいて、２つの固定治具２１，２２に挟まれた領域が、保持箇所Ｓ１，Ｓ１となり、可動治具２３に挟まれた領域が、押圧箇所Ｓ２となる。そして、各治具２１〜２３にネジ２４を締め込み、上下のブロックで試験材Ｓを挟み込んで保持する。すると、試験材Ｓは、ホルダ２０の各治具２１〜２３によって、長さ方向（ｙ方向）全域に沿って、挟み込んで保持された状態となる。このようにして、ホルダ２０で試験材Ｓを保持した保持体Ｈを、２つの固定治具２１，２２の下面にて、試験装置１の支持枠１０の載置部１３に載置する。

その状態で、押圧具３０の押圧部材３１を、上方から、可動治具２３の上面に当接させる。この状態から、材料試験機の圧縮モードで、押圧具３０に、下方に向かう荷重Ｆを印加し、可動治具２３を押し下げる。荷重Ｆの印加中、押圧具３０の下方への変位量と、押圧具３０から可動治具２３に印加される荷重Ｆとの関係を記録しておく。

可動治具２３に、下方へ向かう荷重Ｆを印加することにより、ホルダ２０に挟み込まれた試験材Ｓにおいて、ｘ方向中途部に当たる押圧箇所Ｓ２が、板面に垂直に、下方に向かう荷重Ｆを印加されることになる。すると、図２Ｂに示すように、試験材Ｓのうち、ｘ方向両端の固定治具２１，２２に保持された領域である保持箇所Ｓ１，Ｓ１は、変位されないのに対し、ｘ方向中途部の可動治具２３に保持された領域である押圧箇所Ｓ２は、面外方向に変位される。その結果として、保持箇所Ｓ１，Ｓ１と押圧箇所Ｓ２の間に、面外方向のせん断変形が生じる。荷重Ｆによる押圧箇所Ｓ２の変位量を大きくし、せん断変形をさらに大きくしていくと、最後に、保持箇所Ｓ１，Ｓ１と押圧箇所Ｓ２との間に、破断が生じる。

試験装置１を用いる場合には、保持箇所Ｓ１，Ｓ１と押圧箇所Ｓ２の間に、せん断変形が加えられる箇所が２か所あるので、ロードセル等によって計測された押圧荷重Ｆを２で割り、さらに、１箇所ごとの断面積、つまり板材の長さ（ｙ方向の寸法）に厚さ（ｚ方向の寸法）を乗じた面積で規格化することで、試験材Ｓのせん断変形箇所に生じるせん断応力を算出することができる。その応力を、試験材Ｓが破断するまでの間、ｚ方向の変位量（ストローク）に対して、記録する。図３に、せん断応力を変位量の関数として記録したせん断応力曲線を例示する。

図３に示すように、せん断応力曲線においては、変位量の増大に伴って、せん断応力が増大する傾向が見られる。せん断応力曲線において、試験材Ｓが破断した時点（図３では、概ね変位量０．６ｍｍの点）に観測されるせん断応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとする。図３では、最大せん断応力τ_ｍａｘは、概ね、３８０ＭＰａとなっている。

さらに、せん断応力曲線においては、降伏点、つまり、変位量の増大に対して、せん断応力が、増大から減少または停滞に転じる極大点が、見られる。この極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとする。せん断応力曲線において、極大点が複数存在する場合もあるが、そのような場合には、最も低変位量に出現する極大点を、降伏点とみなし、その降伏点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとみなす。図３に示したせん断応力曲線においては、矢印で表示するように、３つの極大点（肩構造）が見られる。このうち、塗り矢印で示す最も低変位量（概ね０．１８ｍｍ）に位置する極大点が、降伏点となり、せん断降伏応力τ_ｓは、概ね、１２０ＭＰａとなる。

本実施形態にかかる応力評価においては、板状の試験材Ｓに、面外方向に荷重Ｆを印加し、試験材Ｓを面外方向に変形させながら、応力の測定を行っている。そのため、非特許文献２に記載されるような従来のせん断応力評価法とは異なり、面内にせん断変形させる際の応力ではなく、面外にせん断変形させる際のせん断応力を、面外方向の成分も含んで、計測することができる。このように、面外への変形に伴うせん断応力を計測することにより、計測結果を、曲げ加工等、面外への変形を伴う加工を板材に対して行う際に、板材に発生する応力の指標として、用いることができる。

特に、せん断応力曲線において得られる応力の代表値として、最大せん断応力τ_ｍａｘおよびせん断降伏応力τ_ｓを、材料のせん断変形に対する耐性を示す指標として、好適に用いることができる。最大せん断応力τ_ｍａｘは、試験材Ｓが破断する際の応力に対応しており、後の実施例において示すように、試験材Ｓにおける割れの発生と、高い相関性を有している。よって、最大せん断応力τ_ｍａｘが大きな値を示すほど、その材料において、せん断変形による割れが起こりにくいと言える。一方、せん断降伏応力τ_ｓは、試験材Ｓにおいて、せん断帯が発生しはじめる応力に対応しており、後の実施例に示すように、試験材Ｓにおけるしわの発生と関連を有している。よって、せん断降伏応力τ_ｓが大きな値を示すほど、その材料において、せん断変形によるしわの発生が起こりにくいと言える。

本評価方法においては、板状の試験材Ｓに対して、板面に垂直に荷重Ｆを印加して、試験材Ｓを面外方向に変形させるので、非特許文献２の場合のように、特殊な形状に試験材を加工する必要はなく、矩形等、単純な形状の試験材Ｓを準備するだけでよい。また、上記で説明した試験装置１のように、試験材Ｓを面内で相互に離れた２つの保持箇所Ｓ１，Ｓ１で保持し、その２つの保持箇所Ｓ１，Ｓ１の間の押圧箇所Ｓ２に荷重Ｆを印加するという簡素な構成の装置を用い、適宜、汎用的な材料試験機等を組み合わせることで、簡便に、応力の評価を行うことができる。

評価を行う装置の具体的な構成は、特に限定されるものではないが、上記で説明した試験装置１のように、試験材Ｓを長さ方向（ｙ方向）全域にわたって挟みこんで保持する形態のホルダ２０を用いることで、保持のための機構に起因して、試験材Ｓに不要な負荷が印加されにくく、試験材Ｓを保持するための機構が、応力評価の結果に影響を及ぼすのを、抑制することができる。ただし、試験材Ｓの種類等によっては、せん断降伏応力τ_ｓが、試験材Ｓの幅（ｘ方向の寸法）に対して依存性を示す場合があり、その場合には、材料間でせん断降伏応力を比較する際に、同じ幅を有する試験材Ｓに対して計測した値を用いればよい。最大せん断応力τ_ｍａｘについては、試験材Ｓの幅にはほぼ依存しないことが確認されている。また、試験材Ｓの長さ（ｘ方向の寸法）や厚さ（ｚ方向の寸法）は、断面積での規格化を経れば、得られるせん断応力曲線にほぼ影響を与えないことが確認されている。以下、特記しないかぎり、応力の具体的な数値は、長さ３０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍの試験材Ｓに対して計測された値を示すものとする。

試験材Ｓの種類によっては、板面内の方向によって、せん断応力に異方性が存在する場合がある。その場合には、せん断応力を評価したい方向を、試料の長さ方向（ｙ方向）に揃えて、試験を行えばよい。例えば、試験材Ｓが銅または銅合金である場合に、せん断応力は、圧延方向との関係において、板面内で異方性を示すが、圧延方向（Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＲＤ）と、圧延方向に直行する方向である直角方向（Ｔｒａｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＴＤ）のうち、曲げ等の加工に伴う応力を評価したい試験方向が、ｙ方向に向くように、試験材Ｓおよび保持体Ｈを準備すればよい。

上記試験装置１においては、固定治具２１，２２と可動治具２３との間の摩擦の影響を避ける等の目的で、固定治具２１，２２の上側ブロック２１ａ，２２ａと可動治具２３の上側ブロック２３ａの間には、間隙２５，２５が設けられている。しかし、せん断応力曲線を取得する際に、金属材の伸び等、せん断変形以外の現象による影響が、測定結果に及ぶのを抑制する観点から、２つの固定治具２１，２２と可動治具２３の間の間隙２５，２５は小さい方が好ましい。その観点から、ｘ方向に沿った間隙２５，２５の幅は、０．５ｍｍ以内とされている。さらに好ましくは、その間隙２５，２５の幅は、試験材Ｓの厚さよりも小さいとよい。

＜曲げ加工性評価方法＞
次に、本開示の一実施形態にかかる曲げ加工性評価方法について説明する。本実施形態にかかる曲げ加工性評価方法は、上記で説明した本開示の実施形態にかかる応力評価方法による評価結果を利用して、金属材の曲げ加工性を評価するものである。ここで、曲げ加工性とは、金属材に曲げ加工を施した際に、曲げの箇所に、割れやしわ等の損傷が発生する程度を示すものであり、それらの損傷が発生しにくいほど、曲げ加工性が高いとみなされる。

銅合金等の金属材に曲げを加えた箇所を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察するとともに、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）によって、結晶方位の解析を行ったところ、曲げに伴う割れが、せん断帯に沿って発生すること、また、しわもせん断帯の形成に伴って発生することが、明らかになった。さらに、曲げ変形中にせん断変形が起き、せん断変形の進行に伴って、結晶組織内に、せん断帯に対応づけられる結晶粒群が生成することが確認された。よって、上記応力評価方法によって、せん断変形に伴う応力を計測した結果を、曲げ加工を行った際の割れやしわの発生しやすさに、対応づけることができる。

具体的には、応力評価試験で得られた最大せん断応力τ_ｍａｘを、曲げ加工時の割れの発生の程度に対応づけることができる。最大せん断応力τ_ｍａｘが大きいほど、曲げ加工時に割れが発生にしくいとみなすことができる。異なる材料間で、最大せん断応力τ_ｍａｘの値を、そのまま比較してもよいが、最大せん断応力τ_ｍａｘを、材料の引張強度σ_ｍａｘで除して、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘとすることで、材料の曲げ加工性を、より正確に評価することができる。最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘの値が大きいほど、曲げ加工時に、面外方向への変形に伴って、割れが発生にしくい、つまり耐割れ性が高いと評価することができる。

さらに、応力評価試験で得られたせん断降伏応力τ_ｓを、曲げ加工時のしわの発生の程度に対応づけることができる。せん断降伏応力τ_ｓが大きいほど、曲げ加工時にしわが発生にしくいとみなすことができる。異なる材料間で、せん断降伏応力τ_ｓの値を、そのまま比較してもよいが、せん断降伏応力τ_ｓを、材料の引張強度σ_ｍａｘで除して、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘとすることで、材料の曲げ加工性を、より正確に評価することができる。降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘの値が大きいほど、曲げ加工時に、面外方向への変形に伴って、しわが発生にしくい、つまり耐しわ性が高いと評価することができる。

ここで、材料の引張強度σ_ｍａｘとは、材料を引張って破断させた際に、試料に印加される引張応力であり、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠した引張試験によって評価することができる。金属材料の曲げに伴う変形は、平面ひずみとせん断ひずみの両方を伴って進行する可能性があるが、このうち、平面ひずみは引張強度と、せん断ひずみはせん断応力と関係していると考えられる。せん断ひずみは、上記のように、曲げ加工時に、割れやしわ等を発生させる原因となるが、平面ひずみは、割れやしわを生じさせるものとはなりにくい。よって、材料の引張強度σ_ｍａｘが小さく、平面ひずみを伴う曲げを起こしやすいものであれば、ある程度せん断応力が小さい材料でも、曲げに伴って、せん断ひずみに伴う割れやしわを発生しにくいと言える。よって、最大せん断応力τ_ｍａｘやせん断降伏応力τ_ｓの値そのものを曲げ加工性に対応づけるのではなく、引張強度σ_ｍａｘで除した値である最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘや降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを指標として用いることで、曲げ加工時に、割れやしわが発生しやすいかどうかを、より正確に評価することができる。多くの銅合金においては、最大せん断応力τ_ｍａｘは、引張強度σ_ｍａｘよりも小さく、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが１以下となる。降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘは、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘよりも小さい。

最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘや降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを、異なる材料間で相互に比較することで、材料間で、耐割れ性や耐しわ性を比較することができる。また、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘおよび降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘについて、それ以上の値を取れば、材料に割れやしわが生じないという閾値として、それぞれ、最大応力比閾値および降伏応力比閾値を見積もっておけばよい。閾値の見積もりは、例えば、事前の試験として、顕微鏡観察によって、曲げに伴う割れやしわの発生の程度を見積もった結果と、上記実施形態にかかる応力評価方法による応力の測定結果とを対照することで、行いうる。そして、評価対象となる材料において、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが、所定の最大応力比閾値以上であれば、その材料が十分な耐割れ性を有していると評価すればよい。また、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが、所定の降伏応力比閾値以上であれば、その材料が十分な耐しわ性を有していると評価すればよい。

具体的な最大応力比閾値や、降伏応力比閾値は、合金の主成分等、材料の種類や、用途等に応じて、設定することができる。例えば、電気接続端子等の材料として用いられる銅や銅合金の場合に、後の実施例に示すように、最大応力比閾値を、０．５８としておけば、曲げ加工時に割れの発生しにくい材料を選別することができる。最大応力閾値は、０．６０以上であると、さらに好ましい。また、降伏応力比閾値を、０．２０としておけば、曲げ加工時にしわの発生しにくい材料を選別することができる。降伏応力比閾値は、０．２１以上であると、さらに好ましい。

ミーゼス応力においては、垂直応力σとせん断応力τは、σ＝√３τの関係をとる。つまり、τ＝（１／√３）σとなる。この（１／√３）≒０．５７７との係数は、上記で、銅または銅合金について、実施例に基づいて挙げた最大応力比閾値の値と一致している。垂直応力σとせん断応力τの比率は、引張強度σ_ｍａｘと最大せん断応力τ_ｍａｘの比率に対応づけることができ、この係数の一致から、上記の０．５８との最大応力比閾値は、銅や銅合金に限られず、種々の金属材料に対して、割れの発生の有無の指標として用いることができると考えられる。

金属材料の曲げ加工性を評価する場合に、非特許文献１に記載されるように、実際に曲げ加工を施した箇所を顕微鏡観察し、割れやしわの有無を判定する場合には、曲げ加工性を定量的に評価し、材料間での比較等に用いることは難しい。しかし、本実施形態にかかる曲げ加工性評価方法においては、応力評価試験を行い、最大せん断応力τ_ｍａｘやせん断降伏応力τ_ｓを、数値として計測したうえで、閾値との比較等により、曲げ加工性を定量的に評価することができる。よって、評価者ごとのばらつき等、定性評価に伴う影響を排除して、曲げ加工性を客観的な数値として見積もることができ、また、異なる材料間での定量的な比較も、簡便に行うことができる。

＜金属部材の製造方法＞
最後に、本開示の一実施形態にかかる金属部材の製造方法について説明する。ここでは、板状の金属材料を原料として用いて、曲げ加工等、金属材料の面外方向への変形を含む工程を経て、所定の形状を有する金属部材を製造する。この際、原料として用いる金属材料を選定するにあたり、上記で説明した本開示の実施形態にかかる曲げ加工性評価方法を適用する。

つまり、加工の原料となる金属材料に対して、上記で説明した応力評価方法による試験を行い、その試験結果を用いて、上記で説明した曲げ加工性評価方法による評価を実施する。例えば、候補とする金属材料が、所定の最大応力比閾値以上の最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘを有していることにより、十分な耐割れ性を有していると評価できるものであれば、その金属材料を、加工の原料として用いることができる。さらには、候補とする金属材料が、所定の降伏応力比閾値以上の降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを有していることにより、十分な耐しわ性を有していると評価できるものであればよい。あるいは、複数の候補を比較して、それらの候補の中で、大きな最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘ、また大きな降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを示す金属材料を、加工の原料として選定すればよい。

製造される金属部材の種類は、特に限定されるものではないが、電気接続端子を、好適な例として挙げることができる。電気接続端子は、銅や銅合金に代表される金属の板材を、所定の形状に打ち抜いたうえで、曲げ加工を施し、製造されるものである。１８０°等、急な角度への曲げを伴うことも多い。そのように、打ち抜きや曲げ加工を行う際に、板材に、割れやしわ等の損傷が発生すれば、製造される電気接続端子において、所定の電気的特性や、機械的強度を確保できなくなる可能性がある。上記曲げ加工性評価により、材料の曲げ加工性を定量的に評価したうえで、十分に高い耐割れ性や耐しわ性を有する材料を原料として選定しておけば、所定の電気的特性および機械的強度を有する電気接続端子を、高い生産性をもって、製造することができる。

以下に実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、種々の銅合金材について、せん断応力の測定を行い、曲げ試験の結果との比較を行った。以下で、各評価は、室温（２５℃）、大気中にて行った。

［試験方法］
（試料の準備）
試料として、以下の各種銅合金の板材を準備した。
・コルソン合金１，２：成分元素の含有量が相互に異なる。
・Ｃｕ−Ｍｇ合金
・Ｃｕ−Ｚｎ合金１〜３：成分元素の含有量が相互に異なる。

（せん断応力曲線の取得）
図１Ａ〜１Ｃに示した構造を有する試験装置を用い、上記で説明した実施形態にかかる応力評価方法によって、各試料に対して、せん断応力曲線を取得した。この際、押圧具に対する荷重の印加と、変位量および印加荷重の計測には、材料試験機（島津製作所製 「オートグラフ ＡＧ−１０」）を用いた。変位速度は、２ｍｍ／ｍｉｎとした。測定に際しては、各試料について、圧延方向（ＲＤ）と垂直方法（ＴＤ）の２つの方向を、それぞれ試験方向として、長さ方向（ｙ方向）に向けた。各試験方向の測定は、それぞれ３回ずつ行った。測定時の試験材の形状は、長さ３０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍとした。ホルダにおいて、固定治具と可動治具の間の間隙の幅は、０．０２ｍｍとした。

（引張強度）
各試料に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠した引張試験を行い、引張強度σ_ｍａｘを測定した。測定は、厚さ０．１５ｍｍの板状試料をＪＩＳ １３Ｂのダンベル形状に加工して、ＲＤおよびＴＤのそれぞれの方向に、引張荷重を印加して行った。試験には、材料試験機（島津製作所製 「オートグラフ ＡＧ−１０」）を用い、試験速度を２ｍｍ／ｍｉｎ、標線間距離を２５ｍｍとした。

（曲げ評価試験）
各試料に対して、曲げ加工を行い、曲げ加工性を評価した。具体的には、厚さ０．１５ｍｍ、幅１．５ｍｍとした試料に対して、ＲＤおよびＴＤの２つの方向に、それぞれ曲げを加えた。この際、曲げの内側の曲率半径（内Ｒ）が０．３ｍｍとなるように、１８０°曲げを行った。その後、曲げの外側に当たる部位を、光学顕微鏡にて観察し、割れおよびしわの有無を観察した。この際、非特許文献１に記載された規格と同様に、「割れ」は、「割れの底が真上から観察できない、せん断帯に沿って割れた状態」として判定し、「しわ」は、「曲げ加工によって現れた段差状のくぼみ又はすじが観察できる状態」として判定した。

［試験結果］
図４Ａに、コルソン合金１に対する試験方向をＲＤとした測定、図４Ｂに、Ｃｕ−Ｍｇ合金に対する試験方向をＴＤとした測定について、得られたせん断応力曲線を示す。横軸が変位量、縦軸がせん断応力を示しており、概ね、変位量の増大に対して、せん断応力が増大している。測定は、試料が破断を起こすまで行っている。各図には、３回の独立した測定の結果を示している。

図４Ａおよび図４Ｂでは、それぞれ、３回の測定が、類似した結果を示しており、最大せん断応力τ_ｍａｘ（破断時の応力）の値が同程度になっているとともに、同程度の変位量において、肩構造が形成されている。このことから、本応力評価方法によるせん断応力の測定が、高い再現性を有していることが確認される。

図４Ａ，図４Ｂのせん断応力曲線において、破断時のせん断応力、つまりせん断応力の最大値を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして読み取ると、図４Ａのコルソン合金および図４ＢのＣｕ−Ｍｇ合金のいずれにおいても、最大せん断応力τ_ｍａｘは、約３８０ＭＰａとなっている。また、図４Ａ，図４Ｂのいずれにおいても、図中に矢印で示すように、せん断応力曲線に、３つの肩構造が見られている。このうち、最も低変位量に現れた肩構造に対応するせん断応力を、せん断降伏応力として読み取ると、いずれの試料についても、せん断降伏応力は、約１２０ＭＰａとなっている。最大せん断応力τ_ｍａｘ、せん断降伏応力τ_ｓとも、３回の測定の平均値を記録した。

上記で図４Ａ，図４Ｂについて説明したのと同様に、各試料に対して得られたせん断応力曲線から、最大せん断応力τ_ｍａｘおよびせん断降伏応力τ_ｓを読み取った。そして、それぞれを引張強度σ_ｍａｘで除して、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘおよび降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを算出した。図５Ａおよび図５Ｂに、それぞれ、各試料の最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘおよび降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘの値を示す。図中には、合金種ごとに、試験方向をＲＤとした値と、ＴＤとした値の両方を、棒グラフとして表示している。また、グラフの下部には、合金種の名称と合わせて、曲げ評価試験の結果を表示している。曲げ評価試験において、割れが観測された場合には、「割れ」と表示し、しわが観測された場合には、「しわ」と表示している。割れとしわのいずれも観測されなかった場合には、「良好」と表示している。

図５Ａの最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘをまとめた結果を見ると、曲げ評価試験において「割れ」が発生している場合に比べて、試験の結果が「良好」となっている場合や、「しわ」の発生に留まっている場合の方が、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが大きくなっている傾向が見られる。このことから、最大せん断応力τ_ｍａｘは、曲げ変形における割れの発生と相関を有しており、その値が大きいほど、耐割れ性が高いことが示唆される。そして、最大せん断応力τ_ｍａｘを引張強度σ_ｍａｘで除して最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘとすることで、耐割れ性を定量的に評価することができる。図中に破線にて示すように、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが０．５８以上であれば、曲げ変形時に「割れ」が発生していない一方、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが０．５８よりも小さい場合には、「割れ」が発生していることが分かる。このように、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘに閾値を設け、その閾値よりも最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが大きい材料を選別することで、曲げ加工時に、割れの発生を回避することができる。閾値としては、試験方向（ＲＤまたはＴＤ）を問わず、同じ値を適用することができる。

さらに、図５Ｂの降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘをまとめた結果を見ると、曲げ評価試験において「割れ」または「しわ」が発生している場合に比べて、試験の結果が「良好」となっている場合の方が、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが大きくなっている傾向が見られる。このことから、せん断降伏応力τ_ｓは、曲げ変形におけるしわの発生と相関を有しており、その値が大きいほど、耐しわ性が高いことが示唆される。なお、曲げ評価試験において「割れ」が発生しているということは、それよりも緩やかな条件で曲げを施した際に、しわが発生するということを意味している。せん断降伏応力τ_ｓを引張強度σ_ｍａｘで除して降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘとすることで、耐しわ性を定量的に評価することができる。図中に破線にて示すように、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが０．２０以上であれば、曲げ変形時に「しわ」が発生していない一方、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが０．２０よりも小さい場合には、「しわ」またはさらに「割れ」が発生していることが分かる。このように、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘに閾値を設け、その閾値よりも降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが大きい材料を選別することで、曲げ加工時に、しわの発生を回避することができる。閾値としては、試験方向（ＲＤまたはＴＤ）を問わず、同じ値を適用することができる。

図５Ａにおいて、曲げ加工性評価の結果が「良好」となっている場合と、「しわ」が発生している場合との間で、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘの値に、明確な大小関係は見られない。よって、「しわ」の発生の指標とするパラメータとしては、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘを適用することはできず、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを用いる必要がある。また、図５Ｂにおいて、「割れ」が発生している場合と、「しわ」の発生に留まっている場合との間で、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘの値に、明確な大小関係は見られない。よって、「割れ」の発生の指標とするパラメータとしては、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘを適用することはできず、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘを用いる必要がある。製造すべき金属部材の種類や、施す加工の形態等に応じて、「割れ」は許容されないが、「しわ」程度であれば許容できる場合には、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘのみを材料選定の指標として用い、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが所定の閾値以上となっている材料を選定すればよい。一方、「しわ」の発生も許容されない場合には、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘに加えて、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘも指標として用い、最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが所定の最大応力比閾値以上となり、かつ、降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが所定の降伏応力比閾値以上となっている材料を選定すればよい。

以上、本開示の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 試験装置
１０ 支持枠
１１ 収容空間
１２ 縁部
１３ 載置部
１４ 支持柱
２０ ホルダ
２１ 第一の固定治具
２１ａ 第一の固定治具の上側ブロック
２１ｂ 第一の固定治具の下側ブロック
２２ 第二の固定治具
２２ａ 第二の固定治具の上側ブロック
２２ｂ 第二の固定治具の下側ブロック
２３ 可動治具
２３ａ 可動治具の上側ブロック
２３ｂ 可動治具の下側ブロック
２４ ネジ
２５ 間隙
３０ 押圧具
３１ 押圧部材
９０ 従来の曲げ加工性試験用の治具
９１ 上型
９２ 凸部
９５ 下型
９６ 凹部
９７ 接合部
Ｆ 荷重
Ｈ 保持体
Ｓ 試験材
Ｓ１ 保持箇所
Ｓ２ 押圧箇所
Ｓ５ 曲げ加工部
ｔ 板厚
ｘ 幅方向
ｙ 長さ方向
ｚ 上下方向

Claims (16)

1. 金属の板材として構成された試験材を、前記試験材の面内で相互に離れた２つの保持箇所で保持した状態で、
   前記２つの保持箇所の間に設けられた押圧箇所において、前記試験材の一方面に対して、垂直に荷重を印加し、
   前記試験材が破断するまでの応力と変位量との関係を記録する、応力評価方法。
2. 前記試験材が破断した際の前記応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして記録する、請求項１に記載の応力評価方法。
3. 前記試験材が破断するまでの間に、前記応力を前記変位量の関数として記録した曲線において、最も低変位量に出現する極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとして記録する、請求項１または請求項２に記載の応力評価方法。
4. 前記応力評価方法は、第一の治具と、第二の治具と、第三の治具と、を有する測定装置を用いて実施され、
   前記第一の治具および前記第二の治具は、前記試験材の面内で相互に離れた２つの位置で、前記試験材を、それぞれ面外方向から挟み込んで保持し、
   前記第三の治具は、前記第一の治具と前記第二の治具の間の位置で、前記試験材を面外方向から挟み込んで保持した状態で、前記第一の治具および前記第二の治具に対して、前記試験材の面外方向に移動することで、前記試験材に荷重を印加する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の応力評価方法。
5. 前記試験材は、矩形の板材として準備され、該矩形の１辺に沿った方向を長さ方向として、
   前記第一の治具、前記第二の治具、前記第三の治具は、それぞれ、前記試験材を、長さ方向全域において、挟み込んで保持する、請求項４に記載の応力評価方法。
6. 前記第三の治具と、前記第一の治具および前記第二の治具のそれぞれとの間の距離は、前記試験材の面内方向に沿って、０．５ｍｍ以下である、請求項４または請求項５に記載の応力評価方法。
7. 請求項１から請求項６に記載のいずれか１項に記載の応力評価方法によって、前記試験材が破断した際の前記応力を、最大せん断応力τ_ｍａｘとして取得し、
   前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘとして算出される最大応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際に割れを生じにくいと判定する、曲げ加工性評価方法。
8. 前記最大応力比τ_ｍａｘ／σ_ｍａｘが、所定の最大応力比閾値以上である場合に、前記試験材が、十分な耐割れ性を有していると判定する、請求項７に記載の曲げ加工性評価方法。
9. 前記試験材が銅または銅合金である場合に、前記最大応力比閾値を０．５８とする、請求項８に記載の曲げ加工性評価方法。
10. 請求項１から請求項６に記載のいずれか１項に記載の応力評価方法によって、前記試験材が破断するまでの間に、前記応力を前記変位量の関数として記録した曲線において、最も低変位量に出現する極大点における応力を、せん断降伏応力τ_ｓとし、
    前記試験材の引張強度をσ_ｍａｘとして、τ_ｓ／σ_ｍａｘとして算出される降伏応力比が大きいほど、前記試験材が、面外方向に変形する際にしわを生じにくいと判定する、曲げ加工性評価方法。
11. 前記降伏応力比τ_ｓ／σ_ｍａｘが、所定の降伏応力比閾値以上である場合に、前記試験材が、十分な耐しわ性を有していると判定する、請求項１０に記載の曲げ加工性評価方法。
12. 前記試験材が銅または銅合金である場合に、３０ｍｍ四方の板面を有する前記試験材に対して、前記降伏応力比閾値を０．２０とする、請求項１１に記載の曲げ加工性評価方法。
13. 請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の曲げ加工性評価方法による評価を経て、原料として選定した金属材料を用い、
    前記金属材料の面外方向への変形を含む工程を経て、金属部材を製造する、金属部材の製造方法。
14. 請求項８または請求項９に記載の曲げ加工性評価方法において十分な耐割れ性を有していると判定された金属材料を、前記原料として選定する、請求項１３に記載の金属部材の製造方法。
15. 請求項１１または請求項１２に記載の曲げ加工性評価方法において十分な耐しわ性を有していると判定された金属材料を、前記原料として選定する、請求項１３または請求項１４に記載の金属部材の製造方法。
16. 前記金属部材は電気接続端子である、請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の金属部材の製造方法。

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