(57)【要約】【課題】熱処理を行わず、ショットピーニング以外の方法にて表層に圧縮残留応力を付与し、疲労特性を向上させることを目的とする。【解決手段】圧延・焼鈍が繰り返し施され、最終的に冷間圧延により製造される圧延箔であって、その最終の冷間圧延の加工度が２０％以上で、該冷間圧延の最終パスにて、圧延張力が、圧延を行なう圧延箔の０．２％耐力以下、かつ、加工度が１％未満にて圧延されたことを特徴とする疲労特性に優れた圧延箔。【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延・焼鈍が繰り返し施され、最終的に冷間圧延により製造される圧延箔であって、その最終の冷間圧延の加工度が２０％以上で、該冷間圧延の最終パスにて、圧延張力が、圧延を行なう圧延箔の０．２％耐力以下、かつ、加工度が１％未満にて圧延されたことを特徴とする疲労特性に優れた圧延箔。
【請求項２】
最終の冷間圧延において、最終パス以外の各パスの圧延が加工度１％以上で行なわれ、最終パス前に表層の残留応力が引張残留応力であり、最終パスの圧延を行なうことにより、表層の残留応力が、最終パス前の引張残留応力の４０％以下、又は圧縮残留応力となることを特徴とする請求項１に記載の疲労特性に優れた圧延箔。
【請求項３】
最終圧延後の表層の残留応力が５０Ｎ／ｍｍ２以下の引張残留応力、又は圧縮残留応力であることを特徴とする請求項１又は２に記載の疲労特性に優れた圧延箔。
【請求項４】
最終圧延後の表層の残留応力が圧縮残留応力であることを特徴とする請求項１又は２に記載の疲労特性に優れた圧延箔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
繰り返し荷重の掛かる部位に使用される、圧延箔に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
黄銅、りん青銅、ベリリウム銅、チタン銅などの銅合金及びステンレス鋼に代表される金属材料は、好適なばね特性に有し、通信機器、音響機器および精密電子機器等の部品に多く持ち入れている。なかでも携帯電話のプッシュボタンを支えるばね等の各種ボタンおよびスイッチばねは、その耐久性が重要視されている。そのため、材料自体の疲労特性を向上させるため、最終圧延後テンションアニール処理や、ストレスリリーフ処理を行う方法ショットピーニングを施して表層に圧縮残留応力を付与する方法（例えば、特許文献１参照。）が材料になされてきた。
【０００３】
【特許文献１】
特願平１１−２２２５１７号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
テンションアニール処理、ストレスリリーフ処理は材料に熱を加えるため、圧延後に熱処理ラインを追加することになり、材料製造時のリードタイムとコストがかかる上、熱処理により耐力は圧延終了時の値より低下する。さらに熱処理温度が溶体化熱処理温度より低いため、特にステンレス鋼においては、鋭敏化の危険性がある。
【０００５】
一方、ショットピーニング等を施して表層に圧縮残留応力を付与する方法では板厚の厚い材料（例えば０．１ｍｍ以上）においては有効であるが、箔の場合には板厚が極めて薄いため、ショットピーニングが表面に悪い影響を与えてしまう。従って、熱処理を行わず、ショットピーニング等以外の方法にて表層に圧縮残留応力を付与し、疲労特性を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは熱処理を行わず、表層に圧縮残留応力を付与し、疲労特性を向上させる方法を鋭意研究した結果、本発明を見出した。
【０００７】
つまり、
（１）圧延・焼鈍が繰り返し施され、最終的に冷間圧延により製造される圧延箔であって、その最終の冷間圧延の加工度が２０％以上で、該冷間圧延の最終パスにて、圧延張力が、圧延を行なう圧延箔の０．２％耐力以下、かつ、加工度が１％未満にて圧延されたことを特徴とする疲労特性に優れた圧延箔、
（２）最終の冷間圧延において、最終パス以外の各パスの圧延が加工度１％以上で行なわれ、最終パス前に表層の残留応力が引張残留応力であり、最終パスの圧延を行なうことにより、表層の残留応力が、最終パス前の引張残留応力の４０％以下、又は圧縮残留応力となることを特徴とする請求項１に記載の疲労特性に優れた圧延箔、
（３）最終圧延後の表層の残留応力が５０Ｎ／ｍｍ２以下の引張残留応力、又は圧縮残留応力であることを特徴とする請求項１又は２に記載の疲労特性に優れた圧延箔、
（４）最終圧延後の表層の残留応力が圧縮残留応力であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の疲労特性に優れた圧延箔、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の限定理由を述べる。
圧延箔の種類は、銅合金、ステンレス鋼、高ニッケル鋼、純ニッケル、チタン等の材料で繰り返し曲げ性の要求される分野において可能である。
（１）最終圧延の条件
最終圧延工程での総合加工度（最終圧延における各圧延パスの加工度の総和）は求める特性が許す限りにおいては生産面からできる限り大きく設定することが望ましく、本発明においては２０％以上と規定した。
（２）表面残留応力と疲労特性について
表面残留応力の引張応力が減少することにより、繰り返し曲げ応力による亀裂の発生を抑えることができ、材料の疲労特性が向上するが知られている。表層の残留応力の引張応力が小さく０Ｎ／ｍｍ２に近い値あるいは圧縮応力であることが望ましいが、後述するように通常の圧延では表層には大きな引張応力が発生している。そこで本発明においては、通常の圧延で発生する表層の大きな引張応力に対して４０％を超えるような表層の残留応力の低下では疲労特性は向上するもののその効果は小さい。従って、本発明では後述するような圧延条件において発生した表層の引張応力に対して４０％以下の表層の残留応力、あるいは圧縮応力と規定した。
（３）表層の残留応力について
通常の圧延においては生産性の面からできるかぎり大きな加工度を取ることが好ましく、そのため、圧延張力を耐力に近い値で、圧延を行っている。それより表面残留応力の引張応力が発生する。小さい圧延張力で圧延を実施すると、表層残留応力の引張張力は小さくなるが大きな加工度は望めない。本発明は、最終パスの前のパスまでは大きな加工度で圧延を行い、最終パスの圧延張力を規定することで表面残留応力の引張応力を小さくすることである。ただし、最終パスの圧延張力を小さくすれば、表層残留応力の引張張力は小さくはなるものの、本発明の規定値である耐力の２０％を超える場合には、最終パスの表層残留応力が最終パス前の表層残留応力の４０％以下にならない。
したがって本発明では最終圧延工程における最終パスの圧延張力をその材料の耐力の２０％以下にすることで、最終パスの表層残留応力が最終パス前の表層残留応力より４０％以下の状態となり、疲労特性が向上する条件であると規定した。
また、圧延張力を耐力の２０％以下の状態で高圧下にて圧延を行うことは可能ではあるが１％の加工度を超える圧下を行い、圧延をした場合に良好な圧延形状が得られない等の他の悪影響を及ぼすため、加工度は１％未満と規定した。
【０００９】
【実施例】
実施例に用いた材料はオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３０１である。成分はＪＩＳに基づいて溶製されたインゴットを熱間圧延・酸洗にて作られた素材１．５ｍｍを圧延工程と焼鈍工程を繰り返し、最終圧延工程前の厚みは０．３ｍｍである。
最終圧延工程において目標の厚さを０．１５ｍｍまで圧延を実施した。表１の比較例Ｎｏ．６である。
その後、材料を６分割して圧下量と圧延張力をそれぞれの条件にて圧延を実施した。
残留応力は、幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊形試料を、試料の長さ方向が圧延方向と一致するように採取し、塩化第二鉄水溶液を用いて、片面側からエッチングして試料の反りの曲率半径を求め、算出される。この測定を表裏両面よりエッチング量を変化させて行い、図１に示すような厚み方向の残留応力分布曲線を得た（須藤一：残留応力とゆがみ、内田老鶴圃社、（１９８８）ｐ．４６）。この曲線より表面および裏面での残留応力値を求め、両値の平均を表面残留応力値と定義した。
なお、本実施例においての表面残留応力は、便宜上として、引張残留応力についてはプラス、圧縮残留応力についてはマイナスで表現することとする。
図１（ａ）が最終パス前の残留応力分布状況であり、後述する表１の比較例Ｎｏ．６の状況である。図１（ｂ）最終パス後の残留応力分布状況を示しており、後述する表１の発明例Ｎｏ．１の状況である。
疲労試験は、  ＪＩＳ  Ｚ  ２２７３に準拠し、両振り平面曲げの疲労試験を行った。幅１０ｍｍの短冊形試料を、試料の長さ方向が圧延方向と一致するように採取した。試料表面に付加する最大応力（σ）、振幅（ｆ）および支点と応力作用点との距離（Ｌ）が、
Ｌ  ＝  √（３ｔＥｆ／（２σ））  （ｔ：試料厚み、Ｅ：ヤング率）
の関係になるように試験条件を設定した。試料が破断したときの回数（Ｎｆ）を測定した。
【００１０】
【表１】
2004232048.tif 000002
【００１１】
表１に結果を示したが、Ｎｏ．１からＮｏ．５が本発明例にあたる。破断までの繰り返し回数が多く、疲労特性が優れている。一方、加工度１％未満の最終パスを行わなかった比較例Ｎｏ．６は表層の残留引張応力が大きく、疲労特性が悪い。比較例Ｎｏ．７、８はＮｏ．６に比べて表層の残留引張応力が小さいため、疲労特性は向上するものの、本発明ほどの効果は得られなかった。
【００１２】
【発明の効果】
バネ性の要求される金属箔において熱処理、ショットピーニングのような特殊処理等の新たな工程を加えることなく、疲労特性を向上させる箔を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】最終圧延工程においての最終パス前の残留応力分布状況（ａ）と最終パス後の残留応力分布状況（ｂ）を示した図である。
【図１】
2004232048.tif 000003