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JP7512932B2 - Material evaluation method and manufacturing method for metal member - Google Patents
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本開示は、材料評価方法および金属部材の製造方法に関する。 This disclosure relates to a material evaluation method and a manufacturing method for metal components.

金属の板材に対して、曲げを伴う加工を行って、電気接続端子等の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、使用する材料が選定される。適切な材料を選定するための基礎として、材料に加えられる応力と、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。 When manufacturing metal components such as electrical connection terminals by processing metal sheets that involves bending, the material used is selected so that the metal material will not suffer damage due to shear deformation, such as cracks or wrinkles, when it is bent as specified. As a basis for selecting an appropriate material, it is important to understand through testing the relationship between the stress applied to the material and the occurrence of damage. For this reason, tests are conducted to determine the level of damage that will occur when a certain level of stress is applied to the metal material.

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7A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7B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S’1を光学顕微鏡で観察し、形成された「しわ」および「割れ」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。 The method of such a test is, for example, specified in the standard "JBMA T307:1999" of the Japan Copper and Brass Association, which is published in the following non-patent document 1. In this standard, as shown in FIG. 7A, a jig 90 is used that includes an upper die 91 having two convex portions 92, 92 and a lower die 95 having two concave portions 96, 96 that can accommodate the convex portions 92, 92, to bend a test material S' configured as a metal plate material. That is, as shown in FIG. 7B, the test material S' is sandwiched between the upper die 91 and the lower die 95 and bent into a W shape. Then, the bent portion S'1 of the test material S' that has become a mountain due to bending is observed with an optical microscope, and the degree of the "wrinkles" and "cracks" formed is evaluated. Here, "wrinkles" are defined as "a state in which a step-like depression or streak that appears due to bending can be observed," and "cracks" are defined as "a state in which the bottom of the crack cannot be observed from directly above and the crack is cracked along the shear band." The test material S' is classified into five levels: "no wrinkles," "small wrinkles," "large wrinkles," "small cracks," and "large cracks."

「日本伸銅協会技術標準 銅および銅合金薄板条の材料評価方法 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"Japan Copper and Brass Association Technical Standard: Material Evaluation Method for Copper and Copper Alloy Thin Sheet Strips, JBMA T307:1999" Japan Copper and Brass Association, Standardization Committee for Copper Alloys for Electronic Components, 1999 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Kunio MIYAUCHI, "A Proposal of a Planar Simple Shear Test in Sheet Metals", Scientific Papers of the Institute of Physical and Chemical Research, 1972, Vol. 78, No. 3, pp. 27-40

金属の板材に曲げを加える際に発生するせん断応力の影響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。 In the case of evaluating the effect of shear stress generated when bending a metal sheet material, as in the standard published in Non-Patent Document 1, when the degree of cracking and wrinkles is evaluated by observing the bent part with a microscope, the evaluation index is qualitative. This makes it difficult to quantitatively compare the bending workability between different materials. The evaluation results may vary depending on the tester. In addition, in order to compare the bending workability between different materials, it is necessary to evaluate a large number of test materials S' while changing the ratio R/t of the radius of curvature R of the curved shape at the top of the convex parts 92, 92 of the upper die 91 of the jig 90 and the top of the joint part 97 between the two concave parts 96, 96 of the lower die 95 to the sheet thickness t of the test material S', which requires a lot of testing effort.

また、金属部材の曲げ加工時に生じるひずみは、対象とする材料種が同じであっても、部材の寸法、特に曲げ方向に交差する幅方向の寸法に依存する場合がある。例えば、非特許文献1に掲載された規格では、試験材の幅が、10mmとなっているが、電気接続端子において、曲げ加工によって形成されるバネ部の幅は、10mmよりもかなり小さい場合も多く、非特許文献1に掲載された規格の評価方法では、曲げ加工時のひずみの影響を、適切に評価できない可能性がある。この場合には、上記の比率R/tに加えて、試験材の幅も、可変のパラメータとみなす必要があり、材料の評価に要する労力がさらに大きくなる。また、解釈も複雑になる可能性がある。 In addition, the strain that occurs during bending of metal components may depend on the dimensions of the components, particularly the width dimension that intersects with the bending direction, even if the target material type is the same. For example, the standard published in Non-Patent Document 1 specifies the width of the test material as 10 mm, but in electrical connection terminals, the width of the spring part formed by bending is often much smaller than 10 mm, and the evaluation method of the standard published in Non-Patent Document 1 may not be able to properly evaluate the effect of strain during bending. In this case, in addition to the above ratio R/t, the width of the test material must also be considered as a variable parameter, which further increases the effort required to evaluate the material. In addition, interpretation may also be complicated.

そこで、金属の板材に対して曲げ加工を行う際の曲げ加工性を、定量的に評価することができる材料評価方法、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。 Therefore, the objective of the present invention is to provide a material evaluation method that can quantitatively evaluate the bending workability when bending metal plate material, and a manufacturing method for metal parts that can quantitatively evaluate bending workability and select raw materials.

本開示の材料評価方法は、金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、前記せん断応力曲線から求められる0.2%耐力を、せん断降伏応力τとするとともに、前記試験材の引張試験によって0.2%耐力として得られる引張降伏応力をσとして、τ/σ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、曲げ加工時にしわを生じにくいと判定するものである。あるいは、金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、前記せん断応力曲線において、前記試験材が破断した際の前記せん断応力を、最大せん断応力τmaxとするとともに、前記試験材の引張試験によって得られる引張強度を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、前記試験材が、曲げ加工時に割れを生じにくいと判定するものである。 The material evaluation method disclosed herein involves performing a shear test on a test material configured as a metal plate, obtaining a shear stress curve in which shear stress is recorded as a function of shear strain, defining the 0.2% yield strength obtained from the shear stress curve as shear yield stress τs , and defining the tensile yield stress obtained as 0.2% yield strength by a tensile test of the test material as σs , and determining that the larger the yield stress ratio calculated as τs / σs , the less likely the test material is to develop wrinkles when bent. Alternatively, a shear test is performed on a test material configured as a metal plate to obtain a shear stress curve in which the shear stress is recorded as a function of shear strain, and in the shear stress curve, the shear stress at which the test material breaks is defined as the maximum shear stress τ max , and the tensile strength obtained by a tensile test of the test material is defined as σ max . The larger the maximum stress ratio calculated as τ maxmax , the less likely the test material is to crack when bent.

本開示の金属部材の製造方法は、前記材料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、前記金属材料の曲げ加工を経て、金属部材を製造するものである。 The manufacturing method of the metal component disclosed herein uses a metal material selected as a raw material after evaluation using the material evaluation method, and manufactures the metal component by bending the metal material.

本開示にかかる材料評価方法は、金属の板材に対して曲げ加工を行う際の曲げ加工性を、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。 The material evaluation method disclosed herein can quantitatively evaluate the bending workability when bending a metal plate. Furthermore, the manufacturing method for metal components disclosed herein can quantitatively evaluate bending workability and select raw materials.

図1は、機械的測定によるせん断試験の方法を説明する側面図である。FIG. 1 is a side view illustrating a method of shear testing by mechanical measurement. 図2A,2Bは、上記せん断試験に用いる試験材を示す平面図である。図2Aは全体図であり、図2Bはスリットの先端部近傍を示す拡大図である。2A and 2B are plan views showing the test material used in the shear test, with Fig. 2A being an overall view and Fig. 2B being an enlarged view showing the vicinity of the tip of the slit. 図3は、機械的測定によるせん断試験で得られるせん断応力曲線の一例である。FIG. 3 is an example of a shear stress curve obtained by a shear test using mechanical measurement. 図4A,4Bは、画像相関法によるせん断試験を説明する画像である。図4Aは荷重印加前、図4Bは荷重印加中の状態を示している。4A and 4B are images illustrating a shear test using an image correlation method, where Fig. 4A shows the state before load application and Fig. 4B shows the state during load application. 図5A,5Bは、画像相関法によるせん断試験で得られるせん断応力曲線の例である。図5Aは全体図であり、図5Bは低ひずみ領域を示す拡大図である。5A and 5B are examples of shear stress curves obtained in a shear test using an image correlation method, where Fig. 5A is an overall view and Fig. 5B is an enlarged view showing a low strain region. 図6Aは、金属材の曲げ変形において発生する応力の方向を説明する図である。図6Bは、σxx-σzx降伏曲面を説明する図である。Fig. 6A is a diagram for explaining the direction of stress generated during bending deformation of a metal material, and Fig. 6B is a diagram for explaining a σ xxzx yield surface. 図7A,7Bは、従来の材料評価方法を説明する図である。図7Aは曲げを加える前、図7Bは曲げを加えた後の状態を示している。7A and 7B are diagrams for explaining a conventional material evaluation method, in which Fig. 7A shows the state before bending and Fig. 7B shows the state after bending.

[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。
[Description of the embodiments of the present disclosure]
First, embodiments of the present disclosure will be listed and described.

本開示の第一の実施形態にかかる材料評価方法は、金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、前記せん断応力曲線から求められる0.2%耐力を、せん断降伏応力τとするとともに、前記試験材の引張試験によって0.2%耐力として得られる引張降伏応力をσとして、τ/σ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、曲げ加工時にしわを生じにくいと判定するものである。 The material evaluation method according to the first embodiment of the present disclosure involves performing a shear test on a test material configured as a metal plate, obtaining a shear stress curve in which shear stress is recorded as a function of shear strain, and defining the 0.2% yield strength obtained from the shear stress curve as shear yield stress τs and the tensile yield stress obtained as 0.2% yield strength by a tensile test of the test material as σs.The larger the yield stress ratio calculated as τs / σs , the less likely the test material is to develop wrinkles when bent.

上記材料評価方法においては、せん断試験によってせん断応力曲線を取得したうえで、そのせん断応力曲線から得られるせん断降伏応力τと、引張試験によって得られる引張降伏応力σとから、降伏応力比τ/σを定量的に求める。この降伏応力比τ/σの値は、曲げ加工を行う際のしわの生じにくさ、つまり耐しわ性をよく反映する指標となる。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。 In the above-mentioned material evaluation method, a shear stress curve is obtained by a shear test, and then the yield stress ratio τ ss is quantitatively determined from the shear yield stress τ s obtained from the shear stress curve and the tensile yield stress σ s obtained by a tensile test. The value of this yield stress ratio τ ss is an index that reflects the resistance to wrinkles during bending, that is, wrinkle resistance. Therefore, by using the yield stress ratio as an index and judging that a material with a larger value is less likely to wrinkle when bending, the possibility of wrinkles occurring during bending can be quantitatively evaluated.

ここで、前記降伏応力比τ/σ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。 Here, when the yield stress ratio τs / σs is equal to or greater than a predetermined yield stress ratio threshold, it is possible to determine that the test material has sufficient wrinkle resistance. Then, materials that have high wrinkle resistance and are unlikely to wrinkle even when subjected to bending can be distinguished based on a quantitative index and selected as the raw material to be subjected to bending or other processes.

この際、前記試験材が銅または銅合金であり、前記試験材の面内におけるせん断試験を行う場合に、前記降伏応力比閾値を0.48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。 In this case, when the test material is copper or a copper alloy and a shear test is performed within the plane of the test material, the yield stress ratio threshold value should be set to 0.48. This makes it possible to distinguish copper or copper alloys with high wrinkle resistance with high accuracy.

本開示の第二の実施形態にかかる材料評価方法は、金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、前記せん断応力曲線において、前記試験材が破断した際の前記せん断応力を、最大せん断応力τmaxとするとともに、前記試験材の引張試験によって得られる引張強度を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、前記試験材が、曲げ加工時に割れを生じにくいと判定するものである。 A material evaluation method according to a second embodiment of the present disclosure involves performing a shear test on a test material configured as a metal plate to obtain a shear stress curve in which shear stress is recorded as a function of shear strain, and determining that the shear stress at which the test material breaks in the shear stress curve is the maximum shear stress τ max and that the tensile strength obtained by a tensile test of the test material is σ max , and that the larger the maximum stress ratio calculated as τ maxmax , the less likely the test material is to crack when bent.

上記材料評価方法においてはせん断試験によってせん断応力曲線を取得したうえで、そのせん断試験曲線から得られる最大せん断応力τmaxと、引張試験によって得られる引張強度σmaxとから、最大応力比τmax/σmaxを定量的に求める。この最大応力比τmax/σmaxの値は、曲げ加工を行う際の割れの生じにくさ、つまり耐割れ性をよく反映する指標となる。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。 In the above-mentioned material evaluation method, a shear stress curve is obtained by a shear test, and then the maximum stress ratio τ maxmax is quantitatively calculated from the maximum shear stress τ max obtained from the shear test curve and the tensile strength σ max obtained by a tensile test. The value of this maximum stress ratio τ maxmax is an index that reflects the resistance to cracking during bending, that is, crack resistance. Therefore, by using the maximum stress ratio as an index and judging that a material with a larger value is less likely to crack when bending, the possibility of cracking during bending can be quantitatively evaluated.

ここで、前記最大応力比τmax/σmax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。 Here, when the maximum stress ratio τ maxmax is equal to or greater than a predetermined maximum stress ratio threshold, it is possible to determine that the test material has sufficient crack resistance. Then, materials that have high crack resistance and are unlikely to crack even when subjected to bending can be distinguished based on a quantitative index and selected as the raw material to be subjected to bending or other processes.

この際、前記試験材が銅または銅合金であり、前記試験材の面内におけるせん断試験を行う場合に、前記最大応力比閾値を0.60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。 In this case, when the test material is copper or a copper alloy and a shear test is performed within the plane of the test material, the maximum stress ratio threshold value should be set to 0.60. This makes it possible to distinguish copper or copper alloys with high crack resistance with high accuracy.

前記せん断応力曲線の取得に際し、前記試験材を撮影した画像に基づく画像相関法によって、前記せん断ひずみを評価するとよい。この場合には、せん断ひずみの大きさの評価を、画像解析によって行うため、取得されるせん断応力曲線に、治具等、せん断試験に用いる部材の影響による本質的でない寄与が発生しにくい。例えば、治具を介して試験材にせん断応力を印加しながら、その治具の移動量に基づいてせん断ひずみの大きさを評価する場合には、治具の変形やずれ等の影響で、せん断ひずみの大きさの見積もりを正確に行えない可能性がある。画像相関法によって、本質的でない影響を低減しながら、せん断ひずみとせん断応力の関係を見積もることができれば、材料の曲げ加工性を、正確に評価しやすくなる。特に、低ひずみ領域でのせん断ひずみの計測の精度が高くなるため、せん断降伏応力を正確に評価しやすくなる。 When obtaining the shear stress curve, it is preferable to evaluate the shear strain by an image correlation method based on an image of the test material. In this case, the magnitude of the shear strain is evaluated by image analysis, so that the obtained shear stress curve is less likely to have non-essential contributions due to the influence of the members used in the shear test, such as a jig. For example, when applying shear stress to the test material through a jig and evaluating the magnitude of the shear strain based on the amount of movement of the jig, the magnitude of the shear strain may not be accurately estimated due to the influence of deformation or deviation of the jig. If the image correlation method can estimate the relationship between shear strain and shear stress while reducing non-essential influences, it becomes easier to accurately evaluate the bending workability of the material. In particular, the accuracy of the measurement of shear strain in the low strain region is increased, making it easier to accurately evaluate the shear yield stress.

前記試験材として、矩形の板材において、相互に対向する1対の辺から、相互に対向して延びるスリットを2組設けたものを用いて、前記1対の辺に沿って、前記2組のスリットの外側の領域を、それぞれ端部域とし、前記2組のスリットに挟まれた領域を内部域として、前記せん断試験において、前記試験材の面内で、2つの前記端部域と前記内部域とで、相互に反対の方向にせん断力を印加して、前記試験材の面内のせん断変形について、前記せん断応力曲線を取得するとよい。すると、各組のスリットの間の箇所に相当する2か所の変形部において、対称にせん断変形が起こるため、せん断方向への回転の影響を低減して、正確性の高いせん断応力曲線を得ることができる。 The test material is a rectangular plate material with two sets of slits extending from a pair of opposing sides, and the areas outside the two sets of slits along the pair of sides are defined as end regions, and the area between the two sets of slits is defined as an inner region. In the shear test, shear forces are applied in opposite directions to the two end regions and the inner region within the plane of the test material to obtain the shear stress curve for the shear deformation within the plane of the test material. Then, shear deformation occurs symmetrically at the two deformation parts corresponding to the points between each set of slits, so that the effect of rotation in the shear direction is reduced and a highly accurate shear stress curve can be obtained.

この際、前記試験材において、各組を構成する前記スリットの相互間の距離をa、前記スリットのそれぞれの先端部における幅をbとし、前記試験材の板厚をt、前記試験材のヤング率をE、引張りにおける0.2%耐力をσとして、2t≦b≦(E/σ0.5・t、かつ3mm≦a≦(E/σ)・(t/b)であるとよい。すると、せん断ひずみの測定精度をさらに高めやすい。 In this case, in the test material, the distance between the slits constituting each set is a, the width at the tip of each of the slits is b, the plate thickness of the test material is t, the Young's modulus of the test material is E, and the 0.2% yield strength in tension is σy , and it is preferable that 2t≦b≦(E/ σy ) 0.5 ·t and 3mm≦a≦(E/ σy )·( t2 /b) are satisfied. This makes it easier to further improve the measurement accuracy of the shear strain.

本開示の実施形態にかかる金属部材の製造方法は、前記材料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、前記金属材料の曲げ加工を経て、金属部材を製造するものである。 The method for manufacturing a metal component according to an embodiment of the present disclosure uses a metal material selected as a raw material after evaluation using the material evaluation method, and manufactures the metal component by bending the metal material.

曲げ加工を経て、金属部材を製造する場合には、曲げを加えた部位に、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、上記材料評価方法によって、せん断試験から得られるせん断応力曲線に基づいて、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。曲げ加工性を定量的に評価したうえで、金属部材の製造の指標として用いることができるため、金属部材として、寸法や形状の異なるものを複数種製造する場合等にも、多数の試験材に対する試験や、多数の試作品の製造を行わなくても済む。 When manufacturing metal parts through bending, if damage due to shear such as cracks occurs at the bent area, it becomes difficult to manufacture metal parts with the specified performance and strength. Therefore, by using the above-mentioned material evaluation method to evaluate the bending workability of the raw metal material based on the shear stress curve obtained from the shear test, raw materials with high bending workability can be selected based on a quantitative index. As a result, it becomes possible to manufacture metal parts with the specified strength and performance with high reliability through bending, etc. Since the bending workability can be quantitatively evaluated and then used as an index for manufacturing metal parts, it is not necessary to test a large number of test materials or manufacture a large number of prototypes, even when manufacturing multiple types of metal parts with different dimensions and shapes.

ここで、前記材料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。 Here, it is advisable to select as the raw material a metal material that is determined to have sufficient wrinkle resistance in the material evaluation method. This makes it possible to manufacture metal components while suppressing the occurrence of wrinkles during bending.

あるいは、前記材料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。 Alternatively, a metal material that is determined to have sufficient crack resistance in the material evaluation method can be selected as the raw material. This makes it possible to manufacture metal components while suppressing the occurrence of cracks during bending.

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。それらの曲げ加工の際に、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、上記材料評価方法によって、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。 The metal member may be an electrical connection terminal. Electrical connection terminals are manufactured by processing metal plate material into a predetermined shape through bending and other processes. Bending at a steep angle is often performed. If damage such as cracks or wrinkles occurs during bending, this may affect the mechanical strength and electrical characteristics of the electrical connection terminal. Therefore, by manufacturing electrical connection terminals using raw materials that are determined to have sufficient bending workability by the above-mentioned material evaluation method, it is possible to manufacture electrical connection terminals with desired characteristics and strength with high productivity.

[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材料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。本開示にかかる材料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。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, the material evaluation method and the manufacturing method of the metal member according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Based on the results of the evaluation by the material evaluation method according to the present disclosure, the manufacturing method of the metal member according to the present disclosure can be carried out. Hereinafter, in this specification, various measurements are measured at room temperature and in the atmosphere unless otherwise specified. In addition, the concepts of in-plane, out-of-plane, vertical, etc., which represent the shape and arrangement of the member, and the dimensional values, include not only geometrically strict concepts, but also deviations within the range allowed in the evaluation of metal plate materials.

<材料評価方法の概略>
本開示の一実施形態にかかる材料評価方法について説明する。本実施形態にかかる材料評価方法は、金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、そのせん断応力曲線を利用して、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。せん断試験は、金属の板材より構成される試験材の面内のせん断変形について行っても、面外のせん断変形について行ってもよい。
<Outline of material evaluation method>
A material evaluation method according to an embodiment of the present disclosure will be described. In the material evaluation method according to the present embodiment, a shear test is performed on a test material configured as a metal plate material, a shear stress curve is obtained in which the shear stress is recorded as a function of shear strain, and the bending workability of the metal material is evaluated using the shear stress curve. Here, bending workability indicates the degree to which damage such as cracks and wrinkles occurs at the bending point when bending a metal material, and the less likely such damage occurs, the higher the bending workability is considered to be. The shear test may be performed on the in-plane shear deformation of the test material configured as a metal plate material, or on the out-of-plane shear deformation.

発明者らの研究により、銅合金等の金属材に曲げを加えた箇所において、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、曲げに伴う割れおよびしわが、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、所定の方位を有する結晶粒群が生成することが確認された。よって、材料評価方法によって得られるせん断応力曲線を、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。 The inventors' research has revealed that when crystal orientation is analyzed by electron backscatter diffraction (EBSD) at the point where metal material such as copper alloy is bent, cracks and wrinkles due to bending occur with the formation of shear bands. Furthermore, it has been confirmed that shear deformation occurs during bending deformation, and as the shear deformation progresses, a group of crystal grains with a specific orientation is generated within the crystal structure. Therefore, the shear stress curve obtained by the material evaluation method can be associated with the susceptibility of cracks and wrinkles occurring during bending.

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τmaxおよびせん断降伏応力τ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τmaxは、試験材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τmax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は、試験材において、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。 In particular, the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s can be suitably used as representative values of stress obtained in the shear stress curve as indicators of the resistance of the material to shear deformation. The maximum shear stress τ max corresponds to the stress at which the test material breaks, and as shown in the following examples, has a high correlation with the occurrence of cracks in the test material. Therefore, it can be said that the larger the value of the maximum shear stress τ max , the less likely the material is to crack due to shear deformation. On the other hand, the shear yield stress τ s corresponds to the stress at which shear bands begin to occur in the test material, and is related to the occurrence of wrinkles in the test material, as shown in the following examples. Therefore, it can be said that the larger the value of the shear yield stress τ s , the less likely the material is to wrinkle due to shear deformation.

このように、せん断試験において、試験材が破断した際のせん断応力として得られた最大せん断応力τmax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τmaxが大きいほど、曲げ加工時に割れが発生しに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τmaxの値を、そのまま比較してもよいが、最大せん断応力τmaxを、材料の引張強度σmaxで除して、最大応力比τmax/σmax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τmax/σmaxの値が大きいほど、曲げ加工時に、割れが発生しにくい、つまり耐割れ性が高いと評価することができる。 In this way, the maximum shear stress τ max obtained as the shear stress when the test material breaks in the shear test can be associated with the degree of cracking during bending. The larger the maximum shear stress τ max , the less likely it is to crack during bending. The maximum shear stress τ max may be compared directly between different materials, but the bending workability of the material can be more accurately evaluated by dividing the maximum shear stress τ max by the tensile strength σ max of the material to obtain the maximum stress ratio τ maxmax . The larger the value of the maximum stress ratio τ maxmax , the less likely it is to crack during bending, that is, the higher the crack resistance can be evaluated.

さらに、せん断試験で得られたせん断降伏応力τ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が大きいほど、曲げ加工時にしわが発生しにくいとみなすことができる。ここで、せん断降伏応力τとしては、せん断試験において得られる0.2%耐力の値を用いることができる。異なる材料間で、せん断降伏応力τの値を、そのまま比較してもよいが、せん断降伏応力τを、材料の引張降伏応力σで除して、降伏応力比τ/σ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/σの値が大きいほど、曲げ加工時に、しわが発生しにくい、つまり耐しわ性が高いと評価することができる。 Furthermore, the shear yield stress τ s obtained in the shear test can be associated with the degree of wrinkles occurring during bending. It can be considered that the larger the shear yield stress τ s , the less likely wrinkles will occur during bending. Here, the value of 0.2% proof stress obtained in the shear test can be used as the shear yield stress τ s . The values of the shear yield stress τ s may be directly compared between different materials, but the bending workability of the material can be more accurately evaluated by dividing the shear yield stress τ s by the tensile yield stress σ s of the material to obtain the yield stress ratio τ ss . The larger the value of the yield stress ratio τ ss , the less likely wrinkles will occur during bending, that is, the higher the wrinkle resistance can be evaluated.

ここで、材料の引張強度σmax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。また、材料の引張降伏応力σは、その引張試験における0.2%耐力として得ることができる。 Here, the tensile strength σ max of a material is the tensile stress applied to a sample when the material is pulled to break, and can be evaluated, for example, by a tensile test in accordance with JIS Z 2241. The tensile yield stress σ s of the material can be obtained as the 0.2% proof stress in the tensile test.

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、平面ひずみは引張応力と、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σmaxや引張降伏応力σ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、曲げ加工を行った際に、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τmaxおよびせん断降伏応力τの値そのものを曲げ加工性に対応づけるのではなく、それぞれ引張強度σmaxおよび引張降伏応力σで除した値である最大応力比τmax/σmaxおよび降伏応力比τ/σ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。 The deformation of metal materials caused by bending may progress with both plane strain and shear strain, but it is considered that plane strain is related to tensile stress and shear strain is related to shear stress. As mentioned above, shear strain can cause cracks and wrinkles during bending, but plane strain is unlikely to cause cracks or wrinkles. Therefore, if the tensile strength σ max or tensile yield stress σ s of a material is small and it is easy to bend with plane strain, it can be said that even a material with a relatively small shear stress is unlikely to cause cracks or wrinkles due to shear strain when bending. Therefore, rather than associating the values of the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s themselves with bending workability, the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss , which are values obtained by dividing the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s by the tensile strength σ max and the tensile yield stress σ s, respectively, can be used as indexes to more accurately evaluate whether cracks or wrinkles are likely to occur during bending.

最大応力比τmax/σmaxや降伏応力比τ/σ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τmax/σmaxおよび降伏応力比τ/σ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、せん断試験の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τmax/σmax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/σ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。 By comparing the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss between different materials, the crack resistance and wrinkle resistance can be compared between the materials. In addition, the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss may be estimated as thresholds above which cracks and wrinkles do not occur in the material. The thresholds may be estimated, for example, by comparing the results of a preliminary test in which the degree of cracks and wrinkles caused by bending is estimated by microscopic observation with the results of a shear test. Then, if the maximum stress ratio τ maxmax of the material to be evaluated is equal to or greater than a predetermined maximum stress ratio threshold, the material may be evaluated as having sufficient crack resistance. Furthermore, if the yield stress ratio τ ss is equal to or greater than a predetermined yield stress ratio threshold, the material may be evaluated as having sufficient wrinkle resistance.

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材料評価方法においては、せん断試験を行い、最大せん断応力τmaxやせん断降伏応力τ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。 When evaluating the bending workability of a metal material, as described in Non-Patent Document 1, if the actual bent portion is observed under a microscope to determine the presence or absence of cracks or wrinkles, it is difficult to quantitatively evaluate the bending workability and use it for comparison between materials. However, in the material evaluation method according to the present embodiment, a shear test is performed, and the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s are measured as numerical values, and then the bending workability can be quantitatively evaluated by comparing them with threshold values. Therefore, the influence of qualitative evaluation, such as the variation between evaluators, can be eliminated, and the bending workability can be estimated as an objective numerical value, and quantitative comparison between different materials can also be easily performed.

<せん断試験>
上記材料評価方法において、せん断応力曲線を取得するためのせん断試験について説明する。せん断試験においては、試験材にせん断応力を印加し、せん断応力を、せん断ひずみの関数として記録することで、せん断応力曲線が得られる。せん断試験において、せん断応力を印加する方法、およびせん断ひずみを評価する方法は、特に限定されるものではない。例えば、以下に例示する機械的測定によるせん断試験、または画像解析を用いたせん断試験を利用することができる。せん断試験は、金属の板材より構成される試験材の面内のせん断変形について行っても、面外のせん断変形について行ってもよいが、以下では、面内のせん断試験について説明する。
<Shear test>
In the above material evaluation method, a shear test for obtaining a shear stress curve will be described. In the shear test, a shear stress is applied to a test material, and the shear stress is recorded as a function of shear strain to obtain a shear stress curve. In the shear test, the method of applying the shear stress and the method of evaluating the shear strain are not particularly limited. For example, a shear test using mechanical measurement or a shear test using image analysis, as exemplified below, can be used. The shear test may be performed on the in-plane shear deformation of a test material made of a metal plate material, or on the out-of-plane shear deformation, but the in-plane shear test will be described below.

ここで、面内のせん断試験に好適に用いることができる試験材の形状について説明する。図2Aに試験材Sの形状を示す。試験材Sは、矩形の外形を有する板材として形成されている。ここでは、試験材Sの外形は正方形となっている。そして、試験材Sの相互に対向する1対の辺S3,S3から、相互に対向して延びる1対のスリットS1,S1が2組、つまり計4つのスリットS1が設けられている。4つのスリットS1は、全て同じ形状および寸法を有している。辺S3に沿って、試験材Sが3つの領域に区画されており、2組のスリットS1に挟まれた領域を内部域R1とし、2組のスリットS1の外側の領域をそれぞれ端部域R2,R2とする。 Here, we will explain the shape of the test material that can be suitably used for the in-plane shear test. Figure 2A shows the shape of the test material S. The test material S is formed as a plate material having a rectangular outer shape. Here, the outer shape of the test material S is a square. Two pairs of slits S1, S1 extending opposite each other are provided from a pair of opposing sides S3, S3 of the test material S, that is, a total of four slits S1. All four slits S1 have the same shape and dimensions. Along the side S3, the test material S is divided into three regions, the region sandwiched between the two pairs of slits S1 is the inner region R1, and the regions outside the two pairs of slits S1 are the end regions R2, R2, respectively.

せん断試験においては、試験材Sに対して、試験材Sの面内で、荷重F1,F2を印加する。この際、2つの端部域R2,R2に対しては、同じ方向の荷重F2を印加するとともに、間の内部域R1には、それら端部域R2,R2とは反対の方向に、荷重F1を印加する。これらの荷重F1,F2の印加により、各組のスリットS1,S1の間の領域にあたる変形部R3,R3に、せん断応力が印加され、せん断変形が起こる。図2Aで変形部R3,R3の中に矢印で示すように、2か所の変形部R3,R3に、対称にせん断応力が働くので、変形部R3,R3に生じる回転モーメントが低減される。よって、せん断応力とせん断ひずみの関係を、回転モーメントの影響を低減して評価することができる。 In the shear test, loads F1 and F2 are applied to the test material S within the plane of the test material S. At this time, load F2 is applied in the same direction to the two end regions R2 and R2, and load F1 is applied to the inner region R1 between them in the opposite direction to the end regions R2 and R2. By applying these loads F1 and F2, shear stress is applied to the deformed parts R3 and R3, which are the regions between each pair of slits S1 and S1, and shear deformation occurs. As shown by the arrows in the deformed parts R3 and R3 in Figure 2A, shear stress acts symmetrically on the two deformed parts R3 and R3, so the rotational moment generated in the deformed parts R3 and R3 is reduced. Therefore, the relationship between shear stress and shear strain can be evaluated by reducing the effect of the rotational moment.

4つのスリットで3つの領域に区画された形状の試験材は、非特許文献2に開示されるせん断試験においても採用されているが、本実施形態にかかる材料評価方法において好適に用いられる試験材Sにおいては、スリットS1の寸法が、非特許文献2に開示されているものと異なっている。本実施形態において、図2Bに拡大図にて示すように、各組を構成するスリットS1,S1の相互間の距離、つまり変形部R3の長さをaとする。また、スリットS1のそれぞれの先端部S2における幅、つまり変形部R3の幅をbとする。図示した形態では、スリットS1の先端の角部に丸み形状(角R形状)を形成しているが、それらの丸み形状の内側の寸法がbとなる。そして、試験材Sの板厚をt、ヤング率をE、引張りにおける0.2%耐力をσとする。なお、σは、上記の引張降伏応力σと同じものを指している。この場合に、寸法aおよびbは以下の式(1)、(2)によって表される。

Figure 0007512932000001
The test material having a shape divided into three regions by four slits is also adopted in the shear test disclosed in Non-Patent Document 2, but in the test material S preferably used in the material evaluation method according to this embodiment, the dimensions of the slit S1 are different from those disclosed in Non-Patent Document 2. In this embodiment, as shown in the enlarged view in FIG. 2B, the distance between the slits S1, S1 constituting each set, that is, the length of the deformed portion R3, is a. Also, the width at the tip S2 of each slit S1, that is, the width of the deformed portion R3, is b. In the illustrated embodiment, a rounded shape (corner R shape) is formed at the corner of the tip of the slit S1, and the inner dimension of these rounded shapes is b. The plate thickness of the test material S is t, the Young's modulus is E, and the 0.2% proof stress in tension is σ y . Note that σ y refers to the same as the above tensile yield stress σ s . In this case, the dimensions a and b are expressed by the following formulas (1) and (2).
Figure 0007512932000001

このように、寸法a,bを設定することで、非特許文献2の形態と比較して、板厚tが、0.25mm以下、また0.15mm以下のように非常に薄い試験片においても、圧縮座屈を抑制する効果に優れる。さらに、せん断ひずみの測定における精度を高めるために、以下の式(3)および(4)を満たすように、a,bを定めておくことが好ましい。
b≧2t (3)
a≧3mm (4)
By setting the dimensions a and b in this way, the effect of suppressing compressive buckling is superior even in test pieces with a very thin plate thickness t of 0.25 mm or less, or 0.15 mm or less, compared to the form in Non-Patent Document 2. Furthermore, in order to increase the accuracy in measuring the shear strain, it is preferable to determine a and b so as to satisfy the following formulas (3) and (4).
b ≧ 2t (3)
a ≧ 3 mm (4)

スリットS1全体としての幅b’は、特に限定されるものではないが、bをb’に置き換えて、上記式(1)および式(3)を満たすように、幅b’も定めておくことが好ましい。試験材Sが銅または銅合金より構成される場合に、板厚tが0.15~0.25mmであれば、例えば以下のように各部の寸法を定めておくことが好ましい。
・試験材Sの外形:30mm×30mm
・変形部R3の長さa:5.0mm
・変形部R3の幅b:式(1)と式(3)によって定まる任意の幅
・スリットS1全体としての幅b’:0.4mm
The width b' of the slit S1 as a whole is not particularly limited, but it is preferable to determine the width b' so as to replace b with b' and satisfy the above formulas (1) and (3). When the test material S is made of copper or a copper alloy and the plate thickness t is 0.15 to 0.25 mm, it is preferable to determine the dimensions of each part as follows, for example.
・Outer dimensions of test material S: 30 mm x 30 mm
Length a of the deformed portion R3: 5.0 mm
Width b of the deformed portion R3: an arbitrary width determined by formulas (1) and (3) Overall width b' of the slit S1: 0.4 mm

<機械的測定によるせん断試験>
次に、上記のような試験材Sに対してせん断荷重を印加し、せん断応力曲線を得るための具体的な方法として、機械的測定による面内のせん断試験について説明する。図1に、せん断試験に用いることができる試験装置の概略を側面図にて表示する。
<Shear test by mechanical measurement>
Next, an in-plane shear test by mechanical measurement will be described as a specific method for applying a shear load to the above-mentioned test material S and obtaining a shear stress curve. Figure 1 shows a schematic side view of a test device that can be used for the shear test.

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、一対の固定治具21,21を備えるとともに、それらの間に可動治具22を備えている。これらの治具21,22は、それぞれ、前後方向(紙面垂直方向)に2つのブロックに分割されており、間に試験材Sの板面を挟み込むことができる。ここでは、試験材Sの2つの端部域R2,R2をそれぞれ固定治具21で挟み込み、内部域R1を可動治具22で挟み込む。試験材Sを挟み込んだ状態で、試験材Sよりも外側に配置された、2つのブロックを貫通するネジ24を締め込むことで、試験材Sをホルダ20で保持することができる。 The test device 1 has a support frame 10 and a holder 20. The holder 20 has a pair of fixed jigs 21, 21, and a movable jig 22 between them. These jigs 21, 22 are each divided into two blocks in the front-to-back direction (perpendicular to the paper surface), and the plate surface of the test material S can be sandwiched between them. Here, the two end regions R2, R2 of the test material S are sandwiched between the fixed jigs 21, and the inner region R1 is sandwiched between the movable jig 22. With the test material S sandwiched, the holder 20 can hold the test material S by tightening the screws 24 that pass through the two blocks and are positioned outside the test material S.

試験材Sを保持したホルダ20は、支持枠10に収容して保持される。この際、スリットS1の方向が縦になるように、試験材Sの板面を鉛直方向に立てて、ホルダ20が配置される。ホルダ20の固定治具21は、支持枠10に載置して支持されるが、可動治具22は、支持枠10には接触しない。この状態で、押圧具30の押圧部材31を可動治具22に接触させて配置したうえで、押圧部材31を下方に移動させる。押圧部材31の移動に伴って、ホルダ20に保持された試験材Sが、押圧具30と支持枠10の間に挟み込まれることにより、試験材Sの内部域R1に、下向きの荷重F1が印加されるとともに、両側の端部域R2,R2に、上向きの荷重F2が印加されることになる。 The holder 20 holding the test material S is housed and held in the support frame 10. At this time, the holder 20 is placed with the plate surface of the test material S standing vertically so that the slit S1 is vertical. The fixed jig 21 of the holder 20 is placed on and supported by the support frame 10, but the movable jig 22 does not contact the support frame 10. In this state, the pressing member 31 of the pressing tool 30 is placed in contact with the movable jig 22, and then the pressing member 31 is moved downward. As the pressing member 31 moves, the test material S held by the holder 20 is sandwiched between the pressing tool 30 and the support frame 10, so that a downward load F1 is applied to the inner region R1 of the test material S, and an upward load F2 is applied to the end regions R2, R2 on both sides.

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F1の大きさを、計測することができる。そして、押圧部材31の変位量と荷重F1との関係を、記録することができる。荷重F1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。押圧部材31の変位量をひずみに変換して横軸にとり、押圧部材31から印加した荷重F1をせん断応力として縦軸にとることで、せん断応力曲線を得ることができる。 A load cell (not shown) is attached to the pressing tool 30, and the magnitude of the load F1 applied to the test material S by the pressing member 31 can be measured. The relationship between the displacement of the pressing member 31 and the load F1 can then be recorded. Pressing by the pressing member 31 can be performed using a known material testing machine capable of performing tensile tests, compression tests, etc. on metal materials as a device capable of measuring and recording the displacement while applying the load F1. A shear stress curve can be obtained by converting the displacement of the pressing member 31 into strain and plotting it on the horizontal axis, and plotting the load F1 applied by the pressing member 31 as shear stress on the vertical axis.

このように、試験材Sに荷重F1を印加してせん断応力を発生させ、機械的手段によって計測されるせん断ひずみと、せん断応力との関係から得られるせん断応力曲線に基づいて、本実施形態にかかる材料評価方法を実行し、耐割れ性や耐しわ性の観点から曲げ加工性を評価することができる。しかし、せん断ひずみを、押圧部材31の移動量という機械的パラメータによって評価していることに起因して、せん断ひずみとせん断応力の関係性の評価に不正確性が生じる可能性がある。具体的には、押圧部材31から印加される荷重F1が、試験材Sのせん断変形以外の変位を引き起こす可能性がある。例えば、支持枠10や各治具21,22等、試験装置1の構成部材に変形が生じる場合や、それらの部材間の遊隙においてずれが発生する場合がある。それら変形やずれは、試験材Sのせん断変形の他に、押圧部材31に変位を与えるものとなる。この場合に、押圧部材31の移動量に基づいて、せん断ひずみを取得して、せん断応力曲線とすると、そのせん断応力曲線に、せん断変形において本質的でない現象の寄与が混ざることになる。 In this way, the load F1 is applied to the test material S to generate shear stress, and the material evaluation method according to this embodiment is performed based on the shear stress curve obtained from the relationship between the shear strain measured by mechanical means and the shear stress, and the bending workability can be evaluated from the perspective of crack resistance and wrinkle resistance. However, since the shear strain is evaluated by a mechanical parameter, namely the movement amount of the pressing member 31, there is a possibility that the evaluation of the relationship between the shear strain and the shear stress may be inaccurate. Specifically, the load F1 applied from the pressing member 31 may cause a displacement other than the shear deformation of the test material S. For example, deformation may occur in the components of the test device 1, such as the support frame 10 and each jig 21, 22, or a shift may occur in the clearance between these components. These deformations and shifts cause a displacement to the pressing member 31 in addition to the shear deformation of the test material S. In this case, if the shear strain is obtained based on the amount of movement of the pressing member 31 and used as a shear stress curve, the contribution of phenomena that are not essential to shear deformation will be mixed into the shear stress curve.

試験装置1の構成部材の変形やずれの寄与は、せん断ひずみが大きい領域では顕著な問題を生じにくい。よって、試験材Sがせん断によって破断する際のせん断応力に対応する最大せん断応力τmaxを見積もる際には、上記のように機械的方法によって取得したせん断応力曲線を用いても、ある程度正確に見積もりを行うことができる。その最大せん断応力τmaxに基づいて、最大応力比τmax/σmaxを算出し、最大応力比閾値との比較等により、材料の耐割れ性の評価に用いればよい。 The contribution of deformation and displacement of the components of the test device 1 is unlikely to cause significant problems in the region where the shear strain is large. Therefore, when estimating the maximum shear stress τ max corresponding to the shear stress when the test material S breaks by shearing, it is possible to estimate it with a certain degree of accuracy even by using the shear stress curve obtained by the mechanical method as described above. Based on the maximum shear stress τ max , the maximum stress ratio τ maxmax can be calculated and used to evaluate the crack resistance of the material by comparing it with the maximum stress ratio threshold value, etc.

しかし、試験装置1の構成部材の変形やずれの寄与は、せん断ひずみが小さい領域では特に顕著になる。例えば、図3に、上記のように、押圧部材31の移動量と、押圧部材31で印加した荷重F1との関係に基づいて取得したせん断応力曲線を例示する。なお、ここでは、横軸は、押圧部材31のストローク(移動量)としている。図3の曲線において、破線で囲んで表示するように、せん断ひずみが小さい領域で、顕著に下に凸になったカーブが見られている。金属材料においては、ひずみが小さい弾性域では、ひずみと荷重の関係が線形に近似できるはずであり、図3の下に凸のカーブは、金属材料のせん断変形における挙動を正確に反映したものとは言えない。押圧部材31の移動量に、試験材Sの変形に加えて、試験装置1の構成部材の変形やずれによる寄与が重畳され、実際の試験材Sの変形よりも変位量が大きく見積もられてしまうからである。このように、低ひずみ領域において、せん断応力曲線に本質的でない寄与が重畳されると、低ひずみ領域の情報に基づいて見積もられる量であるせん断降伏応力τを、正確に評価できない可能性がある。そこで、低ひずみ領域において、機械的測定によるせん断試験よりも、せん断応力とせん断ひずみとの関係を正確に評価しやすい手法として、次に画像解析を用いたせん断試験を挙げる。 However, the contribution of the deformation and displacement of the components of the test device 1 is particularly significant in the region where the shear strain is small. For example, FIG. 3 illustrates a shear stress curve obtained based on the relationship between the movement amount of the pressing member 31 and the load F1 applied by the pressing member 31 as described above. Here, the horizontal axis is the stroke (movement amount) of the pressing member 31. In the curve of FIG. 3, as shown by the dashed line, a curve that is significantly convex downward is seen in the region where the shear strain is small. In a metal material, in the elastic region where the strain is small, the relationship between the strain and the load should be linearly approximated, and the downward convex curve of FIG. 3 cannot be said to accurately reflect the behavior of the metal material in the shear deformation. This is because the contribution of the deformation and displacement of the components of the test device 1 is superimposed on the movement amount of the pressing member 31 in addition to the deformation of the test material S, and the displacement amount is estimated to be larger than the actual deformation of the test material S. In this way, when non-essential contributions are superimposed on the shear stress curve in the low strain region, the shear yield stress τs , which is a quantity estimated based on information in the low strain region, may not be accurately evaluated. Therefore, the next method to be used is a shear test using image analysis, which is easier to accurately evaluate the relationship between shear stress and shear strain in the low strain region than a shear test using mechanical measurement.

<画像解析によるせん断試験>
画像解析を用いる場合には、試験材Sにせん断荷重を印加した際のせん断ひずみの計測を、試験装置1の構成部材の移動量ではなく、試験材Sを撮影した画像に対する画像解析によって行う。この形態のせん断試験においても、図1に示した試験装置1を用いて、押圧部材31によって荷重F1を印加し、試験材Sにせん断応力を発生させる。この際、せん断応力の大きさは、押圧部材31に取り付けたロードセルによって計測される荷重F1から評価されるが、せん断ひずみの大きさは、押圧部材31の移動量ではなく、試験材Sを撮影した画像に基づいて評価する。そして、それらせん断応力とせん断ひずみの間の関係として、せん断応力曲線を取得する。
<Shear test using image analysis>
When image analysis is used, the measurement of the shear strain when a shear load is applied to the test material S is performed by image analysis of an image of the test material S, rather than the amount of movement of the components of the test apparatus 1. In this form of shear test, the test apparatus 1 shown in FIG. 1 is used to apply a load F1 by the pressing member 31, and shear stress is generated in the test material S. At this time, the magnitude of the shear stress is evaluated from the load F1 measured by the load cell attached to the pressing member 31, but the magnitude of the shear strain is evaluated based on the image of the test material S, rather than the amount of movement of the pressing member 31. Then, a shear stress curve is obtained as the relationship between the shear stress and the shear strain.

具体的には、試験装置1の正面(紙面手前側)に、試験材Sの表面を撮影できるカメラを設けておき、せん断試験を行う前、およびせん断試験を行っている間、連続的または断続的に、試験材Sの表面を撮影する。試験材Sの表面の撮影は、適宜、顕微鏡を介して行うとよい。なお、試験材Sの表面の大部分は、治具21,22に挟まれており、外部から視認できないため、カメラによる撮影は、隣接する固定治具21と可動治具22の間の空隙25の箇所において行うことになる。 Specifically, a camera capable of photographing the surface of the test material S is provided on the front side of the test device 1 (the side facing the page), and the surface of the test material S is photographed continuously or intermittently before and during the shear test. The surface of the test material S may be photographed using a microscope as appropriate. Note that most of the surface of the test material S is sandwiched between the jigs 21 and 22 and cannot be seen from the outside, so the camera photographs the area in the gap 25 between the adjacent fixed and movable jigs 21 and 22.

試験材Sとしては、金属の板材に、適宜図2AのようにスリットS1を設けたものをそのまま用いてもよいが、表面を撮影した画像において、せん断変形を認識しやすいように、試験材Sの表面に、不規則なパターンを設けておくことが好ましい。すると、試験材Sがせん断変形した際に、パターンの変形や変位を指標として、変形量を簡便に、また正確に見積もりやすくなる。金属材の表面と異なる色を有する粉末材料を散布すること、および/または塗料をスプレー塗布することにより、多数の点状や島状の領域が分布したパターンを、簡便に形成することができる。複数の異なる色の物質を用いてパターンを形成することで、さらに試験材Sの変形を認識しやすくなる。図4Aに表面の撮影像を示すように、白色塗料のスプレー塗布と、黒鉛粉末の散布によって、パターンを形成する形態を、好適に例示することができる。 As the test material S, a metal plate material with slits S1 as shown in FIG. 2A may be used as it is, but it is preferable to provide an irregular pattern on the surface of the test material S so that the shear deformation can be easily recognized in the image of the surface. Then, when the test material S undergoes shear deformation, the deformation or displacement of the pattern can be used as an index to easily and accurately estimate the amount of deformation. By scattering a powder material having a different color from the surface of the metal material and/or spraying paint, a pattern in which a large number of dot-like or island-like regions are distributed can be easily formed. By forming a pattern using materials of multiple different colors, it becomes even easier to recognize the deformation of the test material S. As shown in the image of the surface in FIG. 4A, a suitable example of a form in which a pattern is formed by spraying white paint and scattering graphite powder can be exemplified.

せん断試験を行う試験材Sの画像に基づいて、試験材Sのせん断変形を定量的に評価するに際し、荷重F1の印加によって試験材Sを変化させる前の画像と、荷重F1を印加している途中の画像、あるいは荷重F1を印加している途中の複数の画像を相互に比較して、表面のパターンを指標として、試験材Sの表面の各部の変位量を見積もる。この際、画像解析の具体的な方法として、(デジタル)画像相関法を好適に用いることができる。図4A,4Bに、画像相関法による変位の解析を説明する。図4Aは、荷重印加前の初期状態における試験材Sの表面を撮影した画像であり、黒鉛粉末による濃色のパターンと、白色塗料による白色のパターンが混在している。図4Bは、試験材Sに対して、画像の上下方向に荷重F1を印加している途中の画像を示している。ここでは、図4Aの初期状態と比較して、表面のパターンの形状および位置が変化している。 When quantitatively evaluating the shear deformation of the test material S based on the image of the test material S undergoing the shear test, the image before the test material S is changed by the application of the load F1 is compared with the image during the application of the load F1, or multiple images during the application of the load F1, and the amount of displacement of each part of the surface of the test material S is estimated using the surface pattern as an index. In this case, a (digital) image correlation method can be preferably used as a specific method of image analysis. Figures 4A and 4B explain the analysis of displacement using the image correlation method. Figure 4A is an image of the surface of the test material S in the initial state before the load is applied, and a dark pattern of graphite powder and a white pattern of white paint are mixed. Figure 4B shows an image of the test material S during the application of the load F1 in the vertical direction of the image. Here, the shape and position of the surface pattern have changed compared to the initial state of Figure 4A.

画像相関法においては、初期状態の画像を微小領域に分割し、その微小領域と同じ輝度分布を有する領域を、荷重印加中の画像全体から探索する。そして、対応する微小領域の座標の変化に基づいて、変位量を見積もる。図4Aにおいて、それぞれ長方形1,2,3で示した、座標(x,y)、(x,y)、(x,y)に重心を有する領域が、図4Bにおいて、それぞれ平行四辺形1’,2’,3’に変形するとともに、重心の座標が、(x’,y’)、(x’,y’)、(x’,y’)に変位している。このように、画像中の座標の変位から、試験材Sにおけるせん断ひずみを見積もることができる。 In the image correlation method, an image in an initial state is divided into minute regions, and a region having the same luminance distribution as the minute region is searched from the entire image during load application. Then, the amount of displacement is estimated based on the change in the coordinates of the corresponding minute region. In FIG. 4A, the regions having the centers of gravity at coordinates ( x1 , y1 ), ( x2 , y2 ), and ( x3 , y3), respectively shown as rectangles 1, 2, and 3 , are deformed into parallelograms 1', 2', and 3' in FIG. 4B, respectively, and the coordinates of the centers of gravity are displaced to ( x'1 , y'1 ), ( x'2 , y'2 ), and ( x'3 , y'3 ). In this way, the shear strain in the test material S can be estimated from the displacement of the coordinates in the image.

画像解析に基づいて試験材Sのせん断ひずみを評価する場合には、上記の機械的測定を利用する場合と異なり、試験材Sの変形量を、非接触にて見積もる。そのため、試験材Sに接触して荷重F1を印加する試験装置1において、荷重F1の印加に伴って構成部材の変形やずれが生じたとしても、それら変形やずれの影響を受けずに、試験材Sのせん断ひずみを見積もることができる。よって、低ひずみ領域から、せん断応力とせん断ひずみとの関係を、高い正確性をもって評価することができる。 When evaluating the shear strain of the test material S based on image analysis, unlike the case where the mechanical measurement described above is used, the deformation amount of the test material S is estimated without contact. Therefore, in the test device 1 that applies the load F1 in contact with the test material S, even if deformation or displacement of the constituent members occurs due to the application of the load F1, the shear strain of the test material S can be estimated without being affected by such deformation or displacement. Therefore, the relationship between shear stress and shear strain can be evaluated with high accuracy from the low strain region.

図5A,5Bに、画像相関法を用いたせん断試験によって得られたせん断応力曲線を示す。図5Aは全体図であり、図5Bは、せん断ひずみが小さい領域を示す拡大図である。図では、後の実施例で用いている「Cu-Mg合金」についての、せん断応力曲線を示している。図では、金属材の圧延方向に平行な方向(GW)の計測結果を黒色で、圧延方向に垂直な方向(BW)の計測結果をグレーで表示している。図5Aに破線で囲んで示し、また図5Bの拡大図から明確に分かるように、せん断ひずみがおおむね0.004以下の小さい領域において、せん断応力とひずみがほぼ比例している。実線にて近似直線を表示している。この直線的な挙動は、図3の機械的測定によるせん断試験で得られたせん断応力曲線において、低ひずみ領域で、曲線が下に凸となっていたのと大きく異なっており、弾性域の理想的な挙動に合致している。これは、せん断ひずみの計測値が、試験装置1の構成部材の変形やずれ等、せん断ひずみ以外の非本質的な要因の寄与を含まないことによる。 Figures 5A and 5B show shear stress curves obtained by a shear test using the image correlation method. Figure 5A is an overall view, and Figure 5B is an enlarged view showing the region where the shear strain is small. The figure shows the shear stress curve for the "Cu-Mg alloy" used in the following examples. In the figure, the measurement results in the direction parallel to the rolling direction of the metal material (GW) are displayed in black, and the measurement results in the direction perpendicular to the rolling direction (BW) are displayed in gray. As shown in Figure 5A surrounded by a dashed line and clearly seen in the enlarged view of Figure 5B, in the region where the shear strain is small, approximately 0.004 or less, the shear stress and strain are almost proportional. The solid line shows an approximation line. This linear behavior is significantly different from the shear stress curve obtained by the shear test by mechanical measurement in Figure 3, where the curve was downwardly convex in the low strain region, and matches the ideal behavior in the elastic region. This is because the measured value of shear strain does not include the contribution of non-essential factors other than shear strain, such as deformation or shifting of the components of the test device 1.

直線的な弾性域の挙動が得られていることで、せん断降伏応力τとして、0.2%耐力を高精度に見積もることができる。つまり、図5Bに示すように、せん断応力曲線の弾性域を近似した原点を通る近似直線(各色の実線で表示)を、せん断ひずみ0.002の点まで平行移動し(各色の破線で表示)、せん断応力曲線との交点におけるせん断応力の値を、0.2%耐力、つまりせん断降伏応力τとすればよい。そのせん断降伏応力τに基づいて、降伏応力比τ/σを算出し、降伏応力比閾値との比較等により、材料の耐しわ性の評価に用いればよい。 Since the behavior of the linear elastic region is obtained, the 0.2% yield strength can be estimated with high accuracy as the shear yield stress τ s . That is, as shown in FIG. 5B, the approximation line (shown by the solid line of each color) passing through the origin approximating the elastic region of the shear stress curve is translated to the point of shear strain 0.002 (shown by the dashed line of each color), and the value of the shear stress at the intersection with the shear stress curve is taken as the 0.2% yield strength, that is, the shear yield stress τ s . Based on the shear yield stress τ s , the yield stress ratio τ ss can be calculated and used to evaluate the wrinkle resistance of the material by comparison with the yield stress ratio threshold value, etc.

画像相関法を用いることで、低ひずみ領域において、正確性の高いせん断応力曲線が得られるため、せん断降伏応力τ以外にも、低ひずみ領域での挙動に基づいて得られる物性を、高精度に見積もることができる。例えば、弾性域を近似した直線(図5B中の実線)の傾きを、剛性率とすることができる。さらに、せん断応力曲線を両対数表示したうえで(図略)、塑性域に切り替わった後の領域を直線近似し、その近似直線の傾きを加工硬化指数(n値)とすることができる。 By using the image correlation method, a highly accurate shear stress curve can be obtained in the low strain region, so that in addition to the shear yield stress τ s , physical properties obtained based on the behavior in the low strain region can be estimated with high accuracy. For example, the slope of the straight line (solid line in FIG. 5B) that approximates the elastic region can be used as the rigidity modulus. Furthermore, after displaying the shear stress curve in double logarithmic scale (not shown), the region after switching to the plastic region can be linearly approximated, and the slope of the approximated straight line can be used as the work hardening exponent (n value).

正確性の高いせん断応力曲線を得る観点から、低ひずみ域から高ひずみ域に至る全域で、画像解析によってせん断ひずみを評価することができる。しかし、画像解析と、上で説明した機械的測定とを併用して、せん断ひずみを見積もり、せん断応力曲線を得てもよい。上記のように、せん断ひずみの大きい領域においては、機械的測定を用いる場合でも、せん断ひずみをある程度正確に評価することができる。そこで、例えば、弾性域を含む低ひずみ領域における評価を、画像解析によって行い、高ひずみ領域における評価を、機械的測定によって行ってもよい。 From the viewpoint of obtaining a highly accurate shear stress curve, the shear strain can be evaluated by image analysis in the entire range from the low strain region to the high strain region. However, the image analysis and the mechanical measurement described above may be used in combination to estimate the shear strain and obtain the shear stress curve. As described above, in the region of large shear strain, the shear strain can be evaluated with a certain degree of accuracy even when mechanical measurement is used. Therefore, for example, the evaluation in the low strain region including the elastic region may be performed by image analysis, and the evaluation in the high strain region may be performed by mechanical measurement.

<面内せん断試験と曲げ加工性>
上記のように、せん断試験を行って、最大せん断応力τmaxおよびせん断降伏応力τの値を得たうえで、最大応力比τmax/σmaxや降伏応力比τ/σ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定量的に比較することができる。また、最大応力比τmax/σmaxおよび降伏応力比τ/σに閾値を設け、それらの値が閾値以上となるようにすることで、金属材料を、高い耐割れ性や耐しわ性を有するものとすることができる。
<In-plane shear test and bending workability>
As described above, by performing a shear test to obtain the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s , and then comparing the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss between different materials, the crack resistance and wrinkle resistance between materials can be quantitatively compared. In addition, by setting threshold values for the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss and making these values equal to or greater than the threshold values, the metal material can be made to have high crack resistance and wrinkle resistance.

ここで、上記で説明したように、金属材に対して、面内のせん断試験を行って得られる最大せん断応力τmaxおよびせん断降伏応力τを、面外の変形である曲げ加工性の指標として用いることができる。多くの金属材において、面内のせん断変形と面外のせん断変形とで、せん断応力とせん断ひずみの関係に、類似性があり、面内のせん断ひずみが大きい材料は、面外のせん断ひずみも大きくなりやすいからである。つまり、面内のせん断試験で得られる最大応力比τmax/σmaxおよび降伏応力比τ/σが大きい場合には、面内の変形における耐割れ性および耐しわ性が高くなるが、同時に、曲げ変形等、面外の変形における耐割れ性および耐しわ性も高くなりやすい。なお、面内のせん断応力と面外のせん断応力の間に異方性が存在する場合には、面内のせん断試験によって見積もられる最大応力比τmax/σmaxおよび降伏応力比τ/σと、面外の変形における耐割れ性および耐しわ性との間の相関性が低くなる場合もあるが、そのような場合には、相関性の低さの影響を受けても、面外変形において高い耐割れ性および耐しわ性を示す材料を弁別できるように、最大応力比閾値および降伏応力比閾値を大きな値に設定しておくとよい。 Here, as explained above, the maximum shear stress τ max and shear yield stress τ s obtained by performing an in-plane shear test on a metal material can be used as an index of bending workability, which is out-of-plane deformation. In many metal materials, the relationship between shear stress and shear strain is similar between in-plane shear deformation and out-of-plane shear deformation, and materials with large in-plane shear strain tend to have large out-of-plane shear strain as well. In other words, when the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss obtained by the in-plane shear test are large, the crack resistance and wrinkle resistance in in-plane deformation are high, but at the same time, the crack resistance and wrinkle resistance in out-of-plane deformation such as bending deformation are also likely to be high. In addition, when anisotropy exists between the in-plane shear stress and the out-of-plane shear stress, the correlation between the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss estimated by the in-plane shear test and the crack resistance and wrinkle resistance in the out-of-plane deformation may be low. In such a case, it is advisable to set the maximum stress ratio threshold and the yield stress ratio threshold to large values so that materials that exhibit high crack resistance and wrinkle resistance in the out-of-plane deformation can be distinguished even if they are affected by the low correlation.

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、面内のせん断試験で得られた最大応力比τmax/σmaxに対して適用される最大応力比閾値を、0.60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。最大応力閾値を0.65とすると、さらに好ましい。また、面内のせん断試験で得られた降伏応力比τ/σに対して適用される降伏応力比閾値を、0.48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。降伏応力比閾値を0.51とすると、さらに好ましい。 The specific maximum stress ratio threshold and the yield stress ratio threshold can be set according to the main component of the alloy, the type of material, the application, etc. For example, in the case of copper or copper alloy used as a material for an electrical connection terminal, etc., if the maximum stress ratio threshold applied to the maximum stress ratio τ maxmax obtained in the in-plane shear test is set to 0.60 as shown in the following examples, a material that is less likely to crack during bending can be selected. It is more preferable to set the maximum stress threshold to 0.65. In addition, if the yield stress ratio threshold applied to the yield stress ratio τ ss obtained in the in-plane shear test is set to 0.48, a material that is less likely to wrinkle during bending can be selected. It is more preferable to set the yield stress ratio threshold to 0.51.

上に説明したとおり、最大せん断応力τmaxやせん断降伏応力τを、引張強度σmaxおよび引張降伏応力σで除して、最大応力比τmax/σmaxや降伏応力比τ/σを指標として曲げ加工性を評価することにより、せん断ひずみが小さいことのみならず、平面ひずみの寄与割合が大きいことによる曲げ加工性の高さを考慮に入れることができる。ここで、面内のせん断試験で得られるせん断降伏応力τを、引張降伏応力σで除した降伏応力比τ/σを用いて、面外の曲げ加工性を評価することの意義は、降伏曲面とひずみとの関係に基づいて、さらに詳細に説明することができる。図6Aに示すように、xy平面に板面を有する板材を曲げ変形させた際に、ある程度曲げの量が大きくなると、面外方向の応力σzxが発生する。この際、図6Bに模式的に示すように、σxx-σzx降伏曲面に垂直な方向にひずみが発生する(dε)。このひずみのσzx方向の成分がせん断ひずみとなる。このような降伏曲面において、σzx側の傾き(σzx軸と降伏曲面がなす角;以下でも傾斜と称する場合に同じ)が大きいほど、せん断ひずみが大きくなり、せん断帯が形成されやすくなる。ここで、上記のせん断試験によって得られる降伏応力τは、面内のせん断応力σxyに対応付けることができ、引張試験によって得られる引張降伏応力σは、垂直応力σxxに対応付けることができるが、せん断の降伏曲面に異方性がなければ、σzx=σxyとなる。この場合に、σxx-σzx降伏曲面の傾きを、おおむね引張降伏応力σと面内のせん断における降伏応力τの比である降伏応力比τ/σに対応づけることができる。つまり、降伏応力比τ/σが小さいほど、σxx-σzx降伏曲面の傾きが大きくなり、せん断変形が進みやすい。そこで、面内のせん断試験によって評価されるせん断降伏応力τに基づいて降伏応力比τ/σを算出し、その降伏応力比τ/σ大きくすることを、板材を面外に曲げ変形させた際に、面外方向に発生するひずみを低減するための指針として採用することができる。 As explained above, by dividing the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s by the tensile strength σ max and the tensile yield stress σ s , and evaluating the bending workability using the maximum stress ratio τ maxmax and the yield stress ratio τ ss as indicators, it is possible to take into account not only the small shear strain but also the high bending workability due to the large contribution ratio of plane strain. Here, the significance of evaluating the out-of-plane bending workability using the yield stress ratio τ ss obtained by dividing the shear yield stress τ s obtained by the in-plane shear test by the tensile yield stress σ s can be explained in more detail based on the relationship between the yield curve and the strain. As shown in FIG. 6A, when a plate material having a plate surface on the xy plane is bent and deformed, if the amount of bending becomes large to a certain extent, a stress σ zx in the out-of-plane direction is generated. At this time, as shown in FIG. 6B, a strain occurs in a direction perpendicular to the σ xxzx yield surface (dε). The component of this strain in the σ zx direction is the shear strain. In such a yield surface, the larger the inclination of the σ zx side (the angle between the σ zx axis and the yield surface; the same applies below when referred to as inclination), the larger the shear strain becomes, and the more likely shear bands are to be formed. Here, the yield stress τ s obtained by the above shear test can be associated with the in-plane shear stress σ xy , and the tensile yield stress σ s obtained by the tensile test can be associated with the normal stress σ xx , but if there is no anisotropy in the shear yield surface, then σ zxxy . In this case, the slope of the σ xxzx yield curve can be roughly associated with the yield stress ratio τ ss , which is the ratio of the tensile yield stress σ s to the in-plane shear yield stress τ s . In other words, the smaller the yield stress ratio τ ss , the larger the slope of the σ xxzx yield curve, and the more likely shear deformation will progress. Therefore, the yield stress ratio τ ss is calculated based on the shear yield stress τ s evaluated by the in-plane shear test, and the yield stress ratio τ ss is increased, which can be adopted as a guideline for reducing the strain generated in the out-of-plane direction when the plate material is bent out-of-plane.

以上では、金属材の曲げ加工性を、面内のせん断試験の結果に基づいて評価したが、面外のせん断試験の結果に基づいて評価することもできる。この場合には、例えば、試験材Sを矩形の板材として準備し、図1の試験装置1の各治具21,21,22で、その試験材Sを厚み方向上下から挟み込んで、板面に垂直に押圧部材31で荷重F1を印加すればよい。そして、上記と同様にせん断応力曲線を取得し、最大せん断応力τmaxおよびせん断降伏応力τに基づいて、曲げ加工性を評価すればよい。画像解析によってひずみを見積もる場合には、試験材Sの厚み方向の端面にパターンを形成し、その端面をカメラにて撮影することになる。上記面内せん断試験の場合と同様に、最大応力比τmax/σmaxが大きいほど、曲げ加工時の耐割れ性が高く、降伏応力比τ/σが大きいほど、曲げ加工時の耐しわ性が高いと評価することができる。 In the above, the bending workability of the metal material was evaluated based on the results of the in-plane shear test, but it can also be evaluated based on the results of the out-of-plane shear test. In this case, for example, the test material S is prepared as a rectangular plate material, and the test material S is sandwiched from above and below in the thickness direction by each of the jigs 21, 21, and 22 of the test device 1 in FIG. 1, and a load F1 is applied perpendicularly to the plate surface by the pressing member 31. Then, a shear stress curve is obtained in the same manner as above, and the bending workability is evaluated based on the maximum shear stress τ max and the shear yield stress τ s . When estimating the strain by image analysis, a pattern is formed on the end surface in the thickness direction of the test material S, and the end surface is photographed by a camera. As in the case of the in-plane shear test, it can be evaluated that the larger the maximum stress ratio τ maxmax , the higher the crack resistance during bending, and the larger the yield stress ratio τ ss , the higher the wrinkle resistance during bending.

<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材料評価方法を適用する。
<Metal member manufacturing method>
Finally, a method for manufacturing a metal component according to an embodiment of the present disclosure will be described. Here, a plate-shaped metal material is used as a raw material, and a metal component having a predetermined shape is manufactured through bending. In this case, when selecting a metal material to be used as the raw material, the material evaluation method according to the embodiment of the present disclosure described above is applied.

つまり、加工の原料となる金属材料に対して、上記で説明した材料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τmax/σmax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、割れの起こりにくい加工原料として用いることができる。また、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/σ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、その金属材料を、しわの生じにくい加工原料として用いることができる。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τmax/σmax、また大きな降伏応力比τ/σを示す金属材料を、加工の原料として選定すればよい。 That is, the metal material to be processed is evaluated by the material evaluation method described above. For example, if a candidate metal material has a maximum stress ratio τ maxmax equal to or greater than a predetermined maximum stress ratio threshold value, and is therefore evaluated to have sufficient crack resistance, the metal material can be used as a processed raw material that is less likely to crack. If a candidate metal material has a yield stress ratio τ ss equal to or greater than a predetermined yield stress ratio threshold value, and is therefore evaluated to have sufficient wrinkle resistance, the metal material can be used as a processed raw material that is less likely to wrinkle. Alternatively, a plurality of candidates can be compared, and a metal material that exhibits a large maximum stress ratio τ maxmax and a large yield stress ratio τ ss can be selected as a raw material for processing.

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。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。上記材料評価方法により、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。 The type of metal member to be manufactured is not particularly limited, but an electrical connection terminal is a suitable example. Electrical connection terminals are manufactured by punching out a metal plate, typically copper or a copper alloy, into a predetermined shape and then bending it. This often involves bending at a steep angle, such as 180°. If damage such as cracks or wrinkles occurs in the plate during bending, the electrical connection terminal manufactured may not be able to ensure the specified electrical characteristics and mechanical strength. By quantitatively evaluating the bending workability of the material using the above material evaluation method and selecting a material with sufficiently high crack resistance and wrinkle resistance as the raw material, electrical connection terminals with the specified electrical characteristics and mechanical strength can be manufactured with high productivity.

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、面内のせん断試験を行って、せん断応力曲線を取得し、代表値と曲げ試験の結果との対比を行った。以下で、各評価は、室温(25℃)、大気中にて行った。 Examples are shown below. Note that the present invention is not limited to these examples. Here, in-plane shear tests were performed on various copper alloy materials to obtain shear stress curves, and representative values were compared with bending test results. Each evaluation below was performed at room temperature (25°C) in the atmosphere.

[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。
・Cu-Mg合金
・コルソン合金1,2:成分元素の含有量が相互に異なる。
・Cu-Ni-Sn合金
・7-3黄銅
・高強度黄銅
[Test method]
(Sample Preparation)
As samples, the following copper alloy sheets were prepared.
Cu-Mg alloy Corson alloy 1, 2: The contents of the component elements are different from each other.
・Cu-Ni-Sn alloy ・7-3 brass ・High strength brass

(せん断応力曲線の取得)
図1に示した構造を有する試験装置を用い、上記で説明した画像相関法を用いた面内のせん断試験を行って、せん断応力曲線を取得した。印加荷重には、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。ひずみの見積もりにおいては、顕微鏡を介して試験材の板面を撮影した画像に対して、画像相関法を適用した。画像相関法による解析には、ソフトウェアとしてGOM-Correlateを使用した。得られたせん断応力曲線から、破断時のせん断応力を読み取り、最大せん断応力τmaxとするとともに、0.2%耐力を読み取り、せん断降伏応力τとした。
(Obtaining shear stress curve)
Using a test apparatus having the structure shown in FIG. 1, an in-plane shear test using the image correlation method described above was performed to obtain a shear stress curve. A material testing machine (Shimadzu Corporation "Autograph AG-10") was used for the applied load. The displacement rate was 2 mm/min. In estimating the strain, the image correlation method was applied to an image of the plate surface of the test material taken through a microscope. For the analysis using the image correlation method, GOM-Correlate was used as software. From the obtained shear stress curve, the shear stress at break was read and taken as the maximum shear stress τ max , and the 0.2% proof stress was read and taken as the shear yield stress τ s .

試験材としては、図2Aに示した形状のものを用いた。各部の寸法は、以下のとおりとした。
・試験材の外形:30mm×30mmの正方形
・変形部の長さa=5.0mm
・変形部の幅b=0.4mm
・スリットの幅b’=0.5mm
・板厚t=0.15mm
せん断試験としては、各試料について、圧延時に形成されるロール目に平行にスリットを形成した試験材を用いたGW方向の試験と、ロール目に垂直にスリットを形成した試験材を用いたBW方向の試験の両方を行った。試験材の表面には、白色塗料のスプレー塗布と、黒鉛粉末の散布によって、パターンを形成しておいた。
The test material used had the shape shown in Fig. 2A. The dimensions of each part were as follows:
・Outline of test material: 30 mm x 30 mm square ・Length of deformed part a = 5.0 mm
・Width of the deformation part b = 0.4 mm
Slit width b' = 0.5 mm
・Thickness t = 0.15 mm
For the shear test, both GW tests were performed on the test pieces with slits parallel to the roll marks formed during rolling, and BW tests were performed on the test pieces with slits perpendicular to the roll marks. A pattern was formed on the surface of the test pieces by spraying white paint and scattering graphite powder.

(引張試験)
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σmaxおよび引張降伏応力をσ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、GWおよびBW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。
(Tensile test)
A tensile test was performed on each sample in accordance with JIS Z 2241 to measure the tensile strength σ max and the tensile yield stress σ s . The measurements were performed by processing a plate-shaped sample with a thickness of 0.15 mm into a dumbbell shape according to JIS 13B, and applying a tensile load in each of the GW and BW directions. A material testing machine (Shimadzu Corporation's "Autograph AG-10") was used for the test, with a test speed of 2 mm/min and a gauge length of 25 mm.

(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、GWおよびBW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。「しわ」の形成については、曲げ方向へのしわの幅が10μm未満の場合を「小」、10μm以上かつ50μm未満の場合を「中」、50μm以上の場合を「大」と評価した。
(Bending evaluation test)
Each sample was subjected to bending processing to evaluate bending workability. Specifically, a sample with a thickness of 0.15 mm and a width of 1.5 mm was bent in two directions, GW and BW. At this time, the sample was bent 180° so that the radius of curvature (inner R) on the inside of the bend was 0.3 mm. Thereafter, the part on the outside of the bend was observed with an optical microscope to observe the presence or absence of cracks and wrinkles. At this time, as in the standard described in Non-Patent Document 1, "cracks" were judged as "a state in which the bottom of the crack cannot be observed from directly above and the crack is cracked along the shear band," and "wrinkles" were judged as "a state in which a step-like depression or streak that appeared due to bending can be observed." Regarding the formation of "wrinkles," when the width of the wrinkles in the bending direction was less than 10 μm, it was evaluated as "small," when it was 10 μm or more and less than 50 μm, it was evaluated as "medium," and when it was 50 μm or more, it was evaluated as "large."

[試験結果]
図5Aに、「Cu-Mg合金」について得られたせん断応力曲線を示す。黒色で示すものがGW、グレーで示すものがBWの計測結果である。上でも説明したとおり、せん断応力曲線が、破線で囲んだごく低ひずみの領域から、直線に近似できる挙動を示しており、弾性域における挙動を正確に評価できていると言える。このように、ひずみの見積もりに画像相関法を用いることで、せん断応力とひずみの関係を、正確に評価することができる。
[Test results]
Figure 5A shows the shear stress curve obtained for the "Cu-Mg alloy". The black area indicates the GW measurement result, and the gray area indicates the BW measurement result. As explained above, the shear stress curve shows behavior that can be approximated to a straight line from the very low strain region enclosed by the dashed line, and it can be said that the behavior in the elastic region can be accurately evaluated. In this way, by using the image correlation method to estimate the strain, the relationship between shear stress and strain can be accurately evaluated.

下の表1に、せん断試験および引張試験によって得られた測定値と、曲げ評価結果をまとめる。 Table 1 below summarizes the measurements obtained from the shear test and tensile test, as well as the bending evaluation results.

Figure 0007512932000002
Figure 0007512932000002

表1によると、おおむね、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、割れが発生していない場合の方が、最大応力比τmax/σmaxが大きい傾向が見られる。そして、最大応力比τmax/σmaxが0.60以上であれば、割れが発生していない。このことから、最大せん断応力τと割れの発生の間には相関性があり、最大せん断応力比τmax/σmaxを十分に大きくすることで、割れの発生を回避できることが示される。最大応力比τmax/σmaxに0.60との閾値を設け、その閾値以上の最大応力比τmax/σmaxを有する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(GWまたはBW)を問わず、同じ値を適用することができる。 According to Table 1, it is generally seen that the maximum stress ratio τ maxmax tends to be larger when no cracks occur compared to when cracks occur in the bending evaluation test. And, if the maximum stress ratio τ maxmax is 0.60 or more, no cracks occur. From this, it is shown that there is a correlation between the maximum shear stress τ s and the occurrence of cracks, and by making the maximum shear stress ratio τ maxmax sufficiently large, the occurrence of cracks can be avoided. By setting a threshold value of 0.60 for the maximum stress ratio τ maxmax and selecting materials having a maximum stress ratio τ maxmax equal to or greater than the threshold value, the occurrence of cracks can be avoided during bending. The same value can be applied as the threshold value regardless of the test direction (GW or BW).

さらに、しわの発生に着目すると、降伏応力比τ/σが0.48以上であれば、「大」と評価される深刻なしわが発生していない。このことから、せん断降伏応力τとしわの発生の間には相関性があり、降伏応力比τ/σを十分に大きくすることで、深刻なしわの発生を回避できることが示される。降伏応力比τ/σに0.48との閾値を設け、その閾値以上の降伏応力比τ/σを有する材料を選別することで、曲げ加工時に、深刻なしわの発生を回避することができる。さらに、閾値を0.51とすれば、「中」と評価される中程度のしわの発生まで、回避することができる。なお、一部に、最大応力比τmax/σmaxと割れの有無の間、また降伏応力比τ/σとしわの程度の間の相関性が低くなっているデータ点があるが、これは、面内の応力と面外の応力の間に異方性が存在することによると考えられる。 Furthermore, when focusing on the occurrence of wrinkles, if the yield stress ratio τ ss is 0.48 or more, serious wrinkles evaluated as "large" do not occur. This shows that there is a correlation between the shear yield stress τ s and the occurrence of wrinkles, and that the occurrence of serious wrinkles can be avoided by making the yield stress ratio τ ss sufficiently large. By setting a threshold value of 0.48 for the yield stress ratio τ ss and selecting materials having a yield stress ratio τ ss equal to or greater than the threshold value, the occurrence of serious wrinkles can be avoided during bending. Furthermore, if the threshold value is set to 0.51, the occurrence of even moderate wrinkles evaluated as "medium" can be avoided. Note that there are some data points where the correlation between the maximum stress ratio τ maxmax and the presence or absence of cracks, and between the yield stress ratio τ ss and the degree of wrinkles is low, but this is thought to be due to the presence of anisotropy between the in-plane stress and the out-of-plane stress.

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。 The above describes the embodiments of the present disclosure in detail, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.

1 試験装置
10 支持枠
20 ホルダ
21 固定治具
22 可動治具
24 ネジ
25 空隙
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
a 変形部の長さ
b 変形部の幅
b’ スリットの幅
F1,F2 荷重
R1 中央域
R2 端部域
R3 変形部
S,S’ 試験材
S1 スリット
S2 スリットの先端部
S3 スリットを設ける辺
S’1 曲げ加工部
t 板厚

Reference Signs List 1 Testing apparatus 10 Support frame 20 Holder 21 Fixed jig 22 Movable jig 24 Screw 25 Gap 30 Pressing tool 31 Pressing member 90 Conventional jig for bending workability testing 91 Upper die 92 Convex portion 95 Lower die 96 Concave portion 97 Joint portion a Length of deformed portion b Width of deformed portion b' Width of slit F1, F2 Load R1 Central region R2 End region R3 Deformed portion S, S' Test material S1 Slit S2 Tip portion S3 of slit Side S'1 on which slit is provided Bending portion t Plate thickness

Claims (13)

金属の板材として構成された試験材に対してせん断試験を行って、せん断応力をせん断ひずみの関数として記録したせん断応力曲線を取得し、
前記せん断応力曲線から求められる0.2%耐力を、せん断降伏応力τとするとともに、
前記試験材の引張試験によって0.2%耐力として得られる引張降伏応力をσとして、
τ/σ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、曲げ加工時にしわを生じにくいと判定する、材料評価方法。
performing a shear test on a test material configured as a metal plate to obtain a shear stress curve recording shear stress as a function of shear strain;
The 0.2% proof stress obtained from the shear stress curve is defined as the shear yield stress τ s ,
The tensile yield stress obtained as 0.2% proof stress by the tensile test of the test material is defined as σ s ,
A material evaluation method, in which the test material is judged to be less prone to wrinkles during bending as the yield stress ratio calculated as τ ss increases.
前記降伏応力比τ/σ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1に記載の材料評価方法。 The material evaluation method according to claim 1 , wherein the test material is determined to have sufficient wrinkle resistance when the yield stress ratio τ ss is equal to or greater than a predetermined yield stress ratio threshold value. 前記試験材が銅または銅合金であり、前記試験材の面内におけるせん断試験を行う場合に、前記降伏応力比閾値を0.48とする、請求項2に記載の材料評価方法。 The material evaluation method according to claim 2, wherein the test material is copper or a copper alloy, and the yield stress ratio threshold is set to 0.48 when performing an in-plane shear test on the test material. 記せん断応力曲線において、前記試験材が破断した際の前記せん断応力を、最大せん断応力τmaxとするとともに、
前記試験材の引張試験によって得られる引張強度を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、前記試験材が、曲げ加工時に割れを生じにくいと判定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の材料評価方法。
In the shear stress curve, the shear stress at which the test material breaks is defined as a maximum shear stress τ max ,
The tensile strength obtained by the tensile test of the test material is defined as σ max ,
4. The material evaluation method according to claim 1 , wherein the test material is determined to be less susceptible to cracking during bending as the maximum stress ratio calculated as τ maxmax is larger.
前記最大応力比τmax/σmax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4に記載の材料評価方法。 5. The material evaluation method according to claim 4, wherein the test material is determined to have sufficient crack resistance when the maximum stress ratio τ maxmax is equal to or greater than a predetermined maximum stress ratio threshold value. 前記試験材が銅または銅合金であり、前記試験材の面内におけるせん断試験を行う場合に、前記最大応力比閾値を0.60とする、請求項5に記載の材料評価方法。 The material evaluation method according to claim 5, wherein the test material is copper or a copper alloy, and the maximum stress ratio threshold is set to 0.60 when performing an in-plane shear test on the test material. 前記せん断応力曲線の取得に際し、前記試験材を撮影した画像に基づく画像相関法によって、前記せん断ひずみを評価する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の材料評価方法。 The material evaluation method according to any one of claims 1 to 6, in which the shear strain is evaluated by an image correlation method based on an image of the test material when obtaining the shear stress curve. 前記試験材として、矩形の板材において、相互に対向する1対の辺から、相互に対向して延びるスリットを2組設けたものを用いて、
前記1対の辺に沿って、前記2組のスリットの外側の領域を、それぞれ端部域とし、前記2組のスリットに挟まれた領域を内部域として、
前記せん断試験において、前記試験材の面内で、2つの前記端部域と前記内部域とで、相互に反対の方向にせん断力を印加して、前記試験材の面内のせん断変形について、前記せん断応力曲線を取得する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の材料評価方法。
As the test material, a rectangular plate material having two sets of slits extending from a pair of opposing sides of the plate material was used.
Along the pair of sides, the regions outside the two sets of slits are defined as end regions, and the region between the two sets of slits is defined as an inner region,
A material evaluation method according to any one of claims 1 to 7, wherein in the shear test, shear forces are applied in mutually opposite directions within the plane of the test material at the two end regions and the internal region, and the shear stress curve is obtained for shear deformation within the plane of the test material.
前記試験材において、各組を構成する前記スリットの相互間の距離をa、前記スリットのそれぞれの先端部における幅をbとし、
前記試験材の板厚をt、前記試験材のヤング率をE、引張りにおける0.2%耐力をσとして、
2t≦b≦(E/σ0.5・t、かつ
3mm≦a≦(E/σ)・(t/b)
である、請求項8に記載の材料評価方法。
In the test material, the distance between the slits constituting each set is a, and the width of each of the slits at its tip is b;
The plate thickness of the test material is t, the Young's modulus of the test material is E, and the 0.2% yield strength in tension is σy .
2t≦b≦(E/ σy ) 0.5 ·t, and 3mm≦a≦(E/ σy )·( t2 /b)
The material evaluation method according to claim 8 ,
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の材料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、
前記金属材料の曲げ加工を経て、金属部材を製造する、金属部材の製造方法。
A metal material selected as a raw material through evaluation by the material evaluation method according to any one of claims 1 to 9 is used,
A method for manufacturing a metal member, comprising the steps of: manufacturing a metal member through bending the metal material.
請求項2または請求項3に記載の材料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10に記載の金属部材の製造方法。 The method for manufacturing a metal component according to claim 10, in which a metal material determined to have sufficient wrinkle resistance in the material evaluation method according to claim 2 or claim 3 is selected as the raw material. 請求項5または請求項6に記載の材料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10または請求項11に記載の金属部材の製造方法。 The method for manufacturing a metal component according to claim 10 or 11, in which a metal material determined to have sufficient crack resistance in the material evaluation method according to claim 5 or 6 is selected as the raw material. 前記金属部材は電気接続端子である、請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。 The method for manufacturing a metal member according to any one of claims 10 to 12, wherein the metal member is an electrical connection terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kunio Miyauchi,A Proposal of a Planar Simple Shear Test in Sheet Metals,Scientific Papers of the Institute of Physical and Chemical Research,Vol.78, No.3,1972年09月,p.27-40

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