(57)【要約】【課題】導電性とばね特性を同時に改善した通電部品用高Ｃr鋼板を提供する。【解決手段】質量％でＣr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされており、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、且つばね限界値が５００Ｎ／ｍｍ2以上の通電部品用高Ｃr鋼板。この組織状態は、フェライト相（１１０）面のＸ線回折ピークの半価幅がｈ／ｈ0≧１.１を満たす条件で冷間圧延した後、Ａ＝Ｔ(２０＋logｔ)×１０-3のＡ値が１３.０〜２０.０となる条件で時効処理することによって得られる。ここで、ｈ0およびｈはそれぞれ冷間圧延前および後の半価幅、Ｔは時効温度（Ｋ）、ｔは時効時間（ｈr）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、粒径３００ｎｍ以下のＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散した組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、ばね限界値が５００Ｎ／ｍｍ2以上である導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
【請求項２】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有する導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
【請求項３】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下，Ｔi：０（無添加）〜０.５％，Ｎb：０（無添加）〜０.５％、残部がＦeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有する導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
【請求項４】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下であり、Ｔi：０.５％以下およびＮb：０.５％以下のうち１種または２種を含み、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、且つ下記（１）式を満たす化学組成を有し、粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有する導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
７(Ｃ＋Ｎ)≦Ｔi＋Ｎb≦７(Ｃ＋Ｎ)＋０.３  ……（１）
【請求項５】
電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下である請求項２〜４に記載の鋼板。
【請求項６】
電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、ばね限界値が５００Ｎ／ｍｍ2以上である請求項２〜４に記載の鋼板。
【請求項７】
粒径５〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、且つばね限界値が６００Ｎ／ｍｍ2以上である請求項２〜４に記載の鋼板。
【請求項８】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、仕上焼鈍，冷間圧延，時効処理を以下の条件で順次行うことによって得られる組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下である導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
〔仕上焼鈍〕７００℃以上Ａc1点以下の温度で均熱３０秒以上加熱する条件で行う。
〔冷間圧延〕冷間圧延前後におけるフェライト相マトリクス（１１０）面のＸ線回折ピークの半価幅が下記（２）式の関係を満たす条件で行う。
ｈ／ｈ0≧１.１  ……（２）
ただし、ｈ0は冷間圧延前（仕上焼鈍後）の半価幅（°）、ｈは冷間圧延後（時効処理前）の半価幅（°）である。
〔時効処理〕下記（３）式で定義されるＡ値が１３.０〜２０.０となる条件で行う。
Ａ＝Ｔ(２０＋logｔ)×１０-3  ……（３）
ただし、Ｔは絶対温度で表した時効温度（Ｋ）、ｔは時効時間（ｈr）である。
【請求項９】
質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、仕上焼鈍，冷間圧延，時効処理を以下の条件で順次行うことによって得られる組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、且つばね限界値が６００Ｎ／ｍｍ2以上である導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板。
〔仕上焼鈍〕７００℃以上Ａc1点以下の温度で均熱３０秒以上加熱する条件で行う。
〔冷間圧延〕冷間圧延前後におけるフェライト相マトリクス（１１０）面のＸ線回折ピークの半価幅が下記（２）式の関係を満たす条件で行う。
ｈ／ｈ0≧１.１  ……（２）
ただし、ｈ0は冷間圧延前（仕上焼鈍後）の半価幅（°）、ｈは冷間圧延後（時効処理前）の半価幅（°）である。
〔時効処理〕下記（３）式で定義されるＡ値が１５.０〜２０.０となる条件で行う。
Ａ＝Ｔ(２０＋logｔ)×１０-3  ……（３）
ただし、Ｔは絶対温度で表した時効温度（Ｋ）、ｔは時効時間（ｈr）である。
【請求項１０】
化学組成が、質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下であり、Ｔi：０.５％以下およびＮb：０.５％以下のうち１種または２種を含み、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、且つ下記（１）式を満たすものである、請求項８または９に記載の鋼板。
７(Ｃ＋Ｎ)≦Ｔi＋Ｎb≦７(Ｃ＋Ｎ)＋０.３  ……（１）
【請求項１１】
鋼板のマトリクスがフェライト単相組織である請求項１〜１０に記載の鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接点材料などの通電部品に使用する高Ｃr鋼板であって、特に導電性とばね特性を同時に改善した鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気接点材料には電気伝導性（導電性）の観点から主として銅合金が使用されている。しかし、電気接点には耐食性やばね特性が良好であることも望まれ、そのような高性能な銅合金を選択するには必然的に材料コストが高くなる。
【０００３】
耐食性が良好で比較的安価な材料としてフェライト系ステンレス鋼等の高Ｃr鋼がある。強度面でも銅合金よりコストメリットが大きい。しかし、鉄合金である以上、導電性の面では銅合金に及ばない。このため、高Ｃr鋼を用いて銅合金部品と代替可能な導電性を確保するには、部品の断面積を大きくすることで対処せざるを得ない。これは部品や装置の小型・軽量化のニーズに逆行することになり、高Ｃr鋼を用いた通電部品の普及を阻む要因となっている。
【０００４】
電気接点材料としては接触相手との間に生じる「接触抵抗」を小さくすることもトータルの導電性を向上させるうえで有効である。そのような観点から、下記特許文献１には接触抵抗を低減したステンレス鋼板が開示されている。これは、Ｃuを1.0％以上含有するステンレス鋼板にＣuリッチ相を析出させた後、「光輝焼鈍」または「大気焼鈍＋電解酸洗」を行って不動態皮膜または最表層にＣuを濃化させるものである。
【０００５】
一方、抗菌性を付与する目的でステンレス鋼にＣuを添加し、Ｃuリッチ相を析出させたものが下記特許文献２〜４に記載されている。しかし、導電性を改善する手段やばね特性を向上させる手段については教示がない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８９８６５号公報
【特許文献２】特開平９−１７００５３号公報
【特許文献３】特開平１０−２７３７５８号公報
【特許文献４】特開平１１−２７９７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術によれば、ステンレス鋼部品の接触抵抗を低減する効果は大きい。しかし、基材自体の導電性はあまり大きく変化しない。このため、銅合金部品の代替材として使用するには依然として部品の断面積を大きくする必要があり、小型・軽量化という面での優位性は薄い。一方、電気接点部品においては「ばね特性」が良好であることも重要であるが、導電性とばね特性の両方を高めた材料を使用するには高価な「ばね用銅合金」を選択せざるを得ない。
【０００８】
本発明は、比較的安価なフェライト系ステンレス鋼をベースとした高Ｃr鋼において、基材自体の導電性を大幅に向上させるとともに、ばね特性をも向上させ、電気接点をはじめとする種々の通電部品に適用できる高性能な鋼材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは耐食性の良好な高Ｃr鋼材の導電性を向上させるために種々検討を重ねてきた。その結果、Ｃuを含有するものにおいて、Ｃuを主体とする析出物の粒径をある特定範囲にコントロールしてマトリクス中に分散させたとき、「導電性」が顕著に向上することを見出した。
【００１０】
一方、微細なＣu系析出物を分散させれば析出強化現象により「ばね特性」も同時に改善できるのではないかと期待された。しかしながら、「導電性」は向上しても、「ばね特性」の安定的な改善を図ることはできなかった。そこで発明者らは更に詳細な研究を進めた。その結果、適切な冷間加工歪みを付与した材料に対して最終的な時効処理を施したとき、「導電性」と「ばね特性」を同時に改善できる組織状態が実現可能であることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。
【００１１】
上記目的は、質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、粒径３００ｎｍ以下のＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散した組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、ばね限界値が５００Ｎ／ｍｍ2以上である導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板によって達成される。
「Ｃuリッチ相」は、Ｃuを８０原子％以上含む第２相であり、いわゆるε−Ｃu相として同定されるものを含む。「粒径」は、粒子の最大径を意味する。例えば棒状の析出物の場合は長さが粒径となる。「ばね限界値」は、幅１０ｍｍ，長さ２００ｍｍの短冊状試験片を用いてＪＩＳ Ｈ ３１３０に準じた試験を行い、永久たわみ量が０.１ｍｍとなるときの応力値である。
【００１２】
また、質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成を有し、粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有する導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板が提供される。
この場合、質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下，Ｔi：０（無添加）〜０.５％，Ｎb：０（無添加）〜０.５％、残部がＦeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するものが採用でき、特にＴi：０.５％以下およびＮb：０.５％以下のうち１種または２種を含み、下記（１）式を満たすものが採用できる。
７(Ｃ＋Ｎ)≦Ｔi＋Ｎb≦７(Ｃ＋Ｎ)＋０.３  ……（１）
ここで、「粒径１〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散している」とは、フェライト相マトリクス中に観察されるＣuリッチ相析出粒子の粒径の平均値が１〜２０ｎｍの範囲にあることを意味する。ただし、粒径が３００ｎｍを超えるＣuリッチ相が混在する場合は、それらを除いたＣuリッチ相析出粒子の粒径の平均値が１〜２０ｎｍの範囲にあることを意味する。（１）式の元素記号の箇所には質量％で表された当該元素の含有量が代入される。
【００１３】
前記の転位がピン止めされている組織状態を有するものにおいて、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下のもの、あるいは更にばね限界値が５００Ｎ／ｍｍ2以上であるものが提供される。
特に優れた性能を呈するものとして、粒径５〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散し、且つ転位が前記析出粒子にピン止めされている組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、且つばね限界値が６００Ｎ／ｍｍ2以上である鋼板が提供される。
ここで、「粒径５〜２０ｎｍのＣuリッチ相の析出粒子がフェライト相マトリクスに分散している」とは、フェライト相マトリクス中に観察されるＣuリッチ相析出粒子の粒径の平均値が５〜２０ｎｍの範囲にあることを意味する。ただし、粒径が３００ｎｍを超えるＣuリッチ相が混在する場合は、それらを除いたＣuリッチ相析出粒子の粒径の平均値が５〜２０ｎｍの範囲にあることを意味する。
【００１４】
また、質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含む化学組成、好ましくは質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下であり、Ｔi：０.５％以下およびＮb：０.５％以下のうち１種または２種を含み、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、且つ前記（１）式を満たす化学組成を有し、仕上焼鈍，冷間圧延，時効処理を以下の条件で順次行うことによって得られる組織状態を有し、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下であり、好ましくはばね限界値が６００Ｎ／ｍｍ2以上である導電性とばね特性を改善した通電部品用高Ｃr鋼板が提供される。
〔仕上焼鈍〕７００℃以上Ａc1点以下の温度で均熱３０秒以上加熱する条件で行う。
〔冷間圧延〕冷間圧延前後におけるフェライト相マトリクス（１１０）面のＸ線回折ピークの半価幅が下記（２）式の関係を満たす条件で行う。
ｈ／ｈ0≧１.１  ……（２）
ただし、ｈ0は冷間圧延前（仕上焼鈍後）の半価幅（°）、ｈは冷間圧延後（時効処理前）の半価幅（°）である。
〔時効処理〕下記（３）式で定義されるＡ値が１３.０〜２０.０、好ましくは１５.０〜２０.０となる条件で行う。
Ａ＝Ｔ(２０＋logｔ)×１０-3  ……（３）
ただし、Ｔは絶対温度で表した時効温度（Ｋ）、ｔは時効時間（ｈr）である。
【００１５】
以上の鋼板において、特にマトリクスがフェライト単相組織であるものが提供される。ここで、「鋼板のマトリクスがフェライト単相組織である」とは、鋼板の金属組織において、Ｃuリッチ相以外の部分（素地）が実質的にフェライト相からなることを意味する。「実質的に」とは、概ね３体積％以下の範囲でその他の相の混在が許容されることを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高Ｃr鋼板において基材の「導電性」と「ばね特性」を同時に向上させることが可能になった。本発明の鋼板を通電部品に用いると、「導電性」の向上によって、従来の鋼素材では実現が困難であった通電部品の小型・軽量化のニーズに応えることができる。「ばね特性」の向上によって、特に電気接点等の用途においては部品性能の向上がもたらされる。また、この材料はフェライト系ステンレス鋼をベースとした組成を有するため、耐食性にも優れる。したがって本発明は、通電部品として用いられている高耐食性銅合金やばね用銅合金の代替が可能な安価な鋼材を提供するものであり、そのコストメリットは大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明ではＣr：９.０〜２０.０質量％，Ｃu：１.０〜１５.０質量％を含有する高Ｃr鋼を対象とする。特にフェライト系ステンレス鋼の組成を基本としてＣuを含有させたものが好適である。
Ｃrは鋼の耐食性を改善するために必須の元素である。ただし、過剰の添加は導電性を低下させ、製造性を劣化させるので２０質量％以下に制限される。
【００１８】
Ｃuは鋼材の「導電性向上」および「ばね特性向上」のために添加する。１.０質量％未満では後述の時効析出による導電性およびばね特性の向上効果が十分に発揮されない。一方、Ｃu含有量が増すと熱間加工性および耐食性が低下してくる。種々検討の結果、Ｃu含有量が１５.０質量％以下であれば工業的に鋼材の製造は可能であり、耐食性劣化も一般的な電気接点材料としてはさほど問題にならないことがわかった。ただし、熱延鋼板の歩留り低下等を考慮すると、８.０質量％以下の範囲でＣuを含有させることが望ましい。
【００１９】
Ｃuを含有する高Ｃr鋼においてＣuリッチ相をマトリクス中に分散させた材料は既に存在する（特許文献１〜４）。しかしながら、析出物の量ではなく、粒径に着目し、Ｃuリッチ相を粒径が３００ｎｍ以下あるいは１〜２０ｎｍの範囲になるようにコントロールして分散させた通電部品用鋼材は知られていない。ここで、個々の粒子の粒径は最大径によって表される。最近の透過型電子顕微鏡観察手段を用いると粒径１ｎｍ程度の極めて微細な析出物の存在を確かめることができる。個々の微細粒子の粒径を定量的に表示することは難しいが、平均粒径が１〜２０ｎｍあるいは５〜２０ｎｍの範囲にあるかどうかを判別することは十分可能である。
【００２０】
発明者らの研究の結果、粒径１〜５００ｎｍのＣuリッチ相をフェライト相マトリクスに分散させたとき、導電性の向上効果が認められた。特にその析出物の粒径を５〜２０ｎｍにコントロールしたとき、導電性は顕著に向上することが判った。更に、未固溶のＣuリッチ相（例えば粒径２０００ｎｍ以上）が時効処理で析出した上記微細粒径のＣuリッチ相と共存する場合には、導電性向上効果は一層大きくなる傾向が見られた。これらの現象が生じる理由は現時点で明らかではない。
【００２１】
ところが、「ばね特性」の向上をも意図した場合、Ｃuリッチ相の粒径を単に導電性が向上する上記範囲にコントロールするだけでは不十分であることが明らかになった。詳細な検討の結果、まずＣuリッチ相の粒径は３００ｎｍ以下にコントロールしなければ「ばね特性」の向上は難しいことがわかった。そして、フェライト相マトリクスに一定以上の格子歪みが生じた状態でＣuリッチ相を析出させたとき、「導電性」の向上効果を有しながら「ばね特性」をも向上させることが可能になることを突き止めた。このような組織状態によって、電気抵抗率が６０μΩ・ｃｍ以下、且つばね限界値５００Ｎ／ｍｍ2以上の特性が実現される。
【００２２】
この組織状態をＣuリッチ相の析出形態などによって明確に特定することは必ずしも容易ではない。しかし、子細な電子顕微鏡観察によれば、例えば１〜２０ｎｍの微細なＣuリッチ相を析出・分散させた組織の場合、転位がＣuリッチ相の析出粒子にピン止めされた特徴的な形態を呈していることがわかった。その観察例を図１に示す。
【００２３】
図１の透過型電子顕微鏡写真は、後述表３の発明例Ｎo.２６の例である。転位（黒く見える線状部分）に沿って、Ｃuリッチ相の析出粒子（白く見える粒子）がほぼ一定の間隔で存在していることがわかる。これは、時効処理前に付与した加工（格子歪み）によって導入された可動転位がＣuリッチ相析出粒子によって固着されている状態であると考えられ、この組織状態がばね特性の向上に寄与していると推察される。
【００２４】
Ｃuリッチ相の平均粒径が５〜２０ｎｍの範囲にあるとき、ばね特性の向上効果は最も大きい。この場合、電気抵抗率を６０μΩ・ｃｍ以下に維持しながら、ばね限界値を６００Ｎ／ｍｍ2以上のレベルに向上できる。
【００２５】
Ｃuリッチ相の粒径が２０ｎｍを超えて大きくなると析出物数が減少するため、ピン止めされた転位の数は著しく減少する。ただ、この場合でも、一定の格子歪みを付与した状態で時効処理したときには、ばね限界値は明らかに向上する。この組織状態を析出物や転位の様子によって特定することは難しいが、析出物が比較的小さく、数が多い場合は、析出物周囲の歪み場が大きくなり転位の動きが拘束されるのではないかと推測される。
【００２６】
以上のような、「導電性」と「ばね特性」を同時に改善しうる組織状態は、仕上焼鈍後に一定の格子歪みを付与した材料に対して時効処理を施すことによって実現される。具体的には、Ｃr：９.０〜２０.０質量％，Ｃu：１.０〜１５.０質量％を含む鋼の熱延鋼板あるいは冷延鋼板について、７００℃以上Ａc1点以下の温度で均熱３０秒以上加熱する条件で仕上焼鈍を行う。
【００２７】
次いで、冷間圧延によってフェライト相マトリクスに格子歪みを付与する。格子歪みはマトリクスのＸ線回折ピークの半価幅によって評価できる。すなわち、格子歪みが大きくなるほどＸ線回折ピークはブロードになる。本発明では、フェライト相マトリクスの（１１０）面のＸ線回折ピークで評価する。具体的には、フェライト相マトリクスの（１１０）面のＸ線回折ピークの半価幅が下記（２）式を満たす格子歪みを与えるような冷間圧延を行う。
ｈ／ｈ0≧１.１  ……（２）
ここで、ｈ0は冷間圧延前（仕上焼鈍後）の前記半価幅（°）、ｈは冷間圧延後（時効処理前）の前記半価幅（°）である。半価幅は、ブラッグ条件を満たすときの回折角２θを横軸に採ったＸ線回折パターンにおける回折ピークの半価幅である。Ｘ線源としては、ＣuＫα線またはＣoＫα線が採用できる。
ｈ／ｈ0の上限は加工性の観点から２.０程度に抑えることが望ましい。
【００２８】
図２には、半価幅の測定例として、冷間圧延前および冷間圧延後のフェライト相マトリクス（１１０）面のＸ線回折ピークのパターンを示す。この場合、ｈ0は０.２１５（°）、ｈは０.３０５（°）である。
【００２９】
次いで、時効処理を下記（３）式で定義されるＡ値が１３.０〜２０.０となる範囲で行う。
Ａ＝Ｔ(２０＋logｔ)×１０-3  ……（３）
ここで、Ｔは絶対温度で表した時効温度（Ｋ）、ｔは時効時間（ｈｒ）である。
Ｃuリッチ相の析出粒子の平均粒径が５〜２０ｎｍの範囲にあって、ばね限界値６００Ｎ／ｍｍ2以上の優れた特性を発現する特に好ましい組織状態を得るには、上記（３）式で定義されるＡ値が１５.０〜２０.０となる条件で時効処理すればよい。
【００３０】
鋼板のマトリクスをフェライト単相組織にするには、熱延板にＢｅｌｌ型焼鈍炉などで「箱焼鈍」を施すこと、および時効処理前に行うすべての熱処理（中間焼鈍，仕上焼鈍など）をＡc1点以下の温度で行うことが有効である。なお、箱焼鈍は６００〜８５０℃で６〜２４時間加熱する条件が好ましい。
【００３１】
時効処理の後、フッ酸−硝酸、硫酸−硝酸等の混酸で酸洗することにより、表面接触抵抗を改善することができる。
【００３２】
本発明の対象鋼としては、下記[1]の化学組成の鋼を採用することが好ましい。下記[2]の化学組成の鋼が一層好ましい。
[1] 質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下，Ｔi：０（無添加）〜０.５％，Ｎb：０（無添加）〜０.５％、残部がＦeおよび不可避的不純物からなる化学組成。
[2] 質量％で、Ｃr：９.０〜２０.０％，Ｃu：１.０〜１５.０％を含み、Ｃ＋Ｎ：０.１％以下，Ｍn：２.０％以下，Ｓi：２.０％以下であり、Ｔi：０.５％以下およびＮb：０.５％以下のうち１種または２種を含み、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、且つ下記（１）式を満たす化学組成。
７(Ｃ＋Ｎ)≦Ｔi＋Ｎb≦７(Ｃ＋Ｎ)＋０.３  ……（１）
この範囲でＴi，Ｎbを含有させたとき、製造性の改善効果が大きい。
【００３３】
[1]または[2]の各元素の他、Ｍo：３.０％以下，Ｎi：３.０％以下，Ａl：５.０％以下，Ｖ：２.０％以下，Ｗ：２.０％以下，Ｚr：１.０％以下，ＲＥＭ：０.１％以下の範囲でこれらの元素を必要に応じて１種または２種以上含有させてもよい。
【実施例】
【００３４】
表１に示すフェライト系鋼を真空溶解炉で溶製し、熱間圧延にて板厚３ｍｍの熱延板（鋼帯）とし、Ｂｅｌｌ型焼鈍炉で８００℃×６時間の加熱を行った。その後、冷間圧延→８５０℃×均熱１分の中間焼鈍→冷間圧延の工程で板厚１ｍｍの冷延板を製造し、これに以下の条件で「仕上焼鈍」→「冷間圧延」→「時効処理」を施した。
〔仕上焼鈍〕８５０℃×均熱１分。供試鋼のＡc1点は概ね９００〜９５０℃の範囲にあるから、この仕上焼鈍温度はＡc1点以下である。
〔冷間圧延〕後述の表２，表３に示す種々の条件。
〔時効処理〕後述の表２，表３に示す種々の条件。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
冷間圧延前（仕上焼鈍後）、および冷間圧延後（時効処理前）の試料についてＣuＫα線によるＸ線回折パターンを測定し、それぞれフェライト相マトリクスの（１１０）面の回折ピークについて半価幅ｈ0およびｈを求めた。
【００３７】
時効処理後（時効処理を施さなかったものは冷間圧延後）の鋼板について、電気抵抗率，Ｃuリッチ相の粒径，接触抵抗，ばね限界値を測定した。
電気抵抗率は、幅３ｍｍ×長さ１００ｍｍの試験片を用いて４端子法（ＪＩＳ Ｃ ２５２５）にて測定した。
【００３８】
Ｃuリッチ相の粒径は、透過型電子顕微鏡観察により、フェライト相マトリクス中に観察されるＣuリッチ相の粒径の範囲を目視で判定することにより求めた。例えば粒径が５〜２０ｎｍと表示されるものは、観察される測定可能な粒子の粒径が５〜２０ｎｍの範囲にあることを意味する。具体的な粒径の平均値を表示することは困難であるが、例えば粒径が５〜２０ｎｍと表示されるものでは、平均粒径が５〜２０ｎｍの範囲内にあることは確かである。なお、析出粒子がＣuリッチ相であることは、電子顕微鏡に付属のＥＤＸ装置にて同定できる。
【００３９】
接触抵抗は、図３に示す構成の装置を用いて、純金製の線材で作った接触子を試料表面に１００ｇの荷重で押しつけたときの接触抵抗を、４端子法にて測定して求めた。接触荷重はバネをねじることによって発生する回転トルクを利用して調整される。この装置では、荷重のＯＮ／ＯＦＦに連動したステージの走査によって接触位置を自動的に変えることができるようになっている。
【００４０】
ばね限界値は、幅１０ｍｍ，長さ２００ｍｍの短冊状試験片を用いてＪＩＳ Ｈ ３１３０に準じた試験を行って求めた。永久たわみ量が０.１ｍｍとなるときの応力値をばね限界値とした。
これらの結果を表２，表３に示す。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
【表３】
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【００４３】
本発明例は、半価幅の比ｈ／ｈ0が１.１以上になるように冷間圧延を行った後、時効処理を施したものである。いずれも鋼板のマトリクスはフェライト単相組織であり、粒径３００ｎｍ以下のＣuリッチ相がフェライト相マトリクス中に分散し、電気抵抗率６０μΩ・ｃｍ以下の優れた導電性と、ばね限界値５００Ｎ／ｍｍ2以上の優れたばね特性を呈していた。また、接触抵抗も２０ｍΩ以下と低かった。このうちＮo.３９以外は前記（３）式で定義するＡ値が１３.０〜２０.０となる条件で時効処理を施したものである。これらは粒径１〜２０ｎｍのＣｕリッチ相がフェライト相マトリクスに分散し、且つ図１に例示したように転位がＣuリッチ相の析出粒子にピン止めされた組織状態を呈していた。特に、Ａ値が１５.０〜２０.０となる条件で時効処理を行ったもの（Ｎo.２１，２２，２４〜２９，３１〜３３，３５〜３８，４０，４１）は、Ｃuリッチ相の平均粒径が５〜２０ｎｍの範囲にあり、ばね限界値６００Ｎ／ｍｍ2以上という非常に優れたばね特性を呈した。
【００４４】
これに対し、比較例Ｎo.１〜３は鋼のＣu含有量が少なすぎたためＣuリッチ相が析出せず、導電性，接触抵抗，ばね特性に劣った。Ｎo.４，１１はＡ値が低すぎる条件で時効処理したためＣuリッチ相の析出がなく、導電性，ばね特性に劣った。Ｎo.５，１２，１３はＡ値が高すぎる条件で時効処理したためＣuリッチ相が粗大化しすぎ、導電性，ばね特性に劣った。Ｎo.６〜１０，１６，１７は時効処理を行わなかったためＣuリッチ相の析出がなく、導電性，ばね特性に劣った。Ｎo.１４，１５はＣu含有量が高いので最終焼鈍後に粗大なＣuリッチ相が生成したが、その後時効処理しなかったため粗大なＣuリッチ相が残り、ばね特性が悪かった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明例の鋼板において、転位がＣuリッチ相の析出粒子にピン止めされている組織状態を示した透過型電子顕微鏡写真。
【図２】フェライト相マトリクスの（１１０）面のＸ線回折ピークにおける半価幅の測定例を示したＸ線回折パターン。（ａ）は冷間圧延前、（ｂ）は冷間圧延後。
【図３】接触抵抗を測定する装置の構成を示した図。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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