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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024145672
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】曲げ加工品、曲げ加工方法および曲げ加工用の金型
(51)【国際特許分類】
B21D 5/01 20060101AFI20241004BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20241004BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
B21D5/01 B
C22C38/00 302H
C22C38/60
B21D5/01 L
B21D5/01 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023058123
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】守本 芳樹
(72)【発明者】
【氏名】石丸 詠一朗
(72)【発明者】
【氏名】原田 和加大
【テーマコード（参考）】
4E063
【Ｆターム（参考）】
4E063AA01
4E063BA01
4E063CA01
4E063MA11
4E063MA13
(57)【要約】
【課題】スプリングバックを抑制することができ、曲げ部における強度不足のおそれがなく、耐座屈変形性にも優れた曲げ加工品を提供する。
【解決手段】金属板材からなる板材部と曲げ部とを備え、曲げ部の曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径が板材部の板厚ｔ以下であり、曲げ部の曲げ内側に曲率半径Ｒｑを持つ凹曲面４ｅが設けられた凹部４ｄがあり、第１仮想線Ｌ１の両側に、第１仮想線Ｌ１上の平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが存在し、下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品を採用する。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、ＨＶｍは、板材部におけるビッカース硬さである。
【選択図】図６
【解決手段】金属板材からなる板材部と曲げ部とを備え、曲げ部の曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径が板材部の板厚ｔ以下であり、曲げ部の曲げ内側に曲率半径Ｒｑを持つ凹曲面４ｅが設けられた凹部４ｄがあり、第１仮想線Ｌ１の両側に、第１仮想線Ｌ１上の平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが存在し、下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品を採用する。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、ＨＶｍは、板材部におけるビッカース硬さである。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる板材部と、前記板材部に設けられた曲げ部とを備え、
前記曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が前記板材部の板厚以下に相当する長さの半径であり、
前記曲げ部の最小肉厚が、前記板材部の板厚ｔの０．７５倍以上であり、
前記曲げ部の曲げ内側には、前記曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、
前記凹部は、前記板材部の板厚の１０％以上３０％未満の長さに相当する深さとされるとともに、前記板材部の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が底部に設けられ、
前記曲げ外側の前記凸曲面の頂点と前記凹部の前記凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在し、
下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、式（１）におけるＨＶＬ１は、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さであり、式（１）及び（２）におけるＨＶＬ２は、前記曲げ外側の外面と前記凹部の内面との間を結んで前記高硬度領域を通る第２仮想線Ｌ２上における平均ビッカース硬さであり、式（２）におけるＨＶｍは、前記板材部におけるビッカース硬さである。
前記曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が前記板材部の板厚以下に相当する長さの半径であり、
前記曲げ部の最小肉厚が、前記板材部の板厚ｔの０．７５倍以上であり、
前記曲げ部の曲げ内側には、前記曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、
前記凹部は、前記板材部の板厚の１０％以上３０％未満の長さに相当する深さとされるとともに、前記板材部の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が底部に設けられ、
前記曲げ外側の前記凸曲面の頂点と前記凹部の前記凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在し、
下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、式（１）におけるＨＶＬ１は、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さであり、式（１）及び（２）におけるＨＶＬ２は、前記曲げ外側の外面と前記凹部の内面との間を結んで前記高硬度領域を通る第２仮想線Ｌ２上における平均ビッカース硬さであり、式（２）におけるＨＶｍは、前記板材部におけるビッカース硬さである。
【請求項2】
前記板材部の全長が１ｍ以上であり、前記曲げ部が前記板材部の全長方向に沿って延在している、請求項１に記載の曲げ加工品。
【請求項3】
前記金属板材は、０．２％耐力が４５０ＭＰａ以上、降伏比が０．５０以上０．９０以下であり、
その化学組成が質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：２．００％以下、
Ｍｎ：１．００～８．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５００％以下、
Ｎｉ：０．１０～６．００％、
Ｃｒ：１７．００～２５．００％、
Ｍｏ：０．１０～２．５０％、
Ｃｕ：０．１０～３．００％、
Ｎ：０．０８０～０．３００％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板である、請求項１または請求項２に記載の曲げ加工品。
その化学組成が質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：２．００％以下、
Ｍｎ：１．００～８．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５００％以下、
Ｎｉ：０．１０～６．００％、
Ｃｒ：１７．００～２５．００％、
Ｍｏ：０．１０～２．５０％、
Ｃｕ：０．１０～３．００％、
Ｎ：０．０８０～０．３００％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板である、請求項１または請求項２に記載の曲げ加工品。
【請求項4】
前記金属板材は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、下記A群、B群またはC群の1種以上を含有する、請求項３に記載の曲げ加工品。
（Ａ群）Ｓｎ：０．０１～１．００％以下、Ｗ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～１．００％、の１種または２種以上。
（Ｂ群）Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上。
（Ｃ群）Ｎｂ：０．１００％以下
（Ａ群）Ｓｎ：０．０１～１．００％以下、Ｗ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～１．００％、の１種または２種以上。
（Ｂ群）Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上。
（Ｃ群）Ｎｂ：０．１００％以下
【請求項5】
パンチとダイとの間に金属板材からなる素材を配置する配置工程と、
前記パンチと前記ダイとを相対接近させて前記素材に対して型曲げ加工する成形工程と、を備えた金属板材の曲げ加工方法であり、
前記素材は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材であり、
前記パンチは、パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備え、前記突起部の先端面が、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さとされており、 前記ダイには、前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられ、前記ダイ凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられており、
前記成形工程は、前記パンチと前記ダイとを接近させて前記パンチ及び前記ダイをそれぞれ前記素材に密着させるとともに、前記パンチの前記突起部の少なくとも一部を前記素材に圧入させる工程である、曲げ加工方法。
前記パンチと前記ダイとを相対接近させて前記素材に対して型曲げ加工する成形工程と、を備えた金属板材の曲げ加工方法であり、
前記素材は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材であり、
前記パンチは、パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備え、前記突起部の先端面が、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さとされており、 前記ダイには、前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられ、前記ダイ凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられており、
前記成形工程は、前記パンチと前記ダイとを接近させて前記パンチ及び前記ダイをそれぞれ前記素材に密着させるとともに、前記パンチの前記突起部の少なくとも一部を前記素材に圧入させる工程である、曲げ加工方法。
【請求項6】
前記金属板材からなる前記素材の全長が１ｍ以上であり、
前記配置工程において、前記金属板材の全長方向が、Ｖ字溝状の前記ダイ凹部の長手方向に沿うように、前記金属板材を配置する、請求項５に記載の曲げ加工方法。
前記配置工程において、前記金属板材の全長方向が、Ｖ字溝状の前記ダイ凹部の長手方向に沿うように、前記金属板材を配置する、請求項５に記載の曲げ加工方法。
【請求項7】
０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる素材に対して型曲げ加工するための金型であって、
パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備えたパンチと、
前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられたダイブロックからなるダイと、を備え、
前記突起部の先端面は、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さであり、
前記Ｖ字溝状の凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられている、曲げ加工用の金型。
パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備えたパンチと、
前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられたダイブロックからなるダイと、を備え、
前記突起部の先端面は、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さであり、
前記Ｖ字溝状の凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられている、曲げ加工用の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、曲げ加工品、曲げ加工方法および曲げ加工用の金型に関する。
【背景技術】
【0002】
外装建材、内装建材には、窓枠フレームやカーテンウォールなど視認されやすい箇所に用いられる部材がある。このような部材には、寸法がゆがみなく精緻であり、曲げ加工部の径が小さくシャープな曲げ稜線であるなど、意匠性、美観性が求められる。そして、このような部材には、構造部材としての強度確保の観点から、近年では３００ＭＰａ以上の高耐力を有する金属材料が適用される傾向にある。
【0003】
高耐力な金属板材に対して曲げ加工を行うと、曲げ加工後の寸法精度が低くなる場合がある。寸法精度を高めるために、加工条件を厳しくすると、曲げ部において割れが発生するおそれがある。また、加工条件を厳しくすることで、もらい疵やかじり疵が発生し、意匠性を損ねてしまう場合もある。特に、美観性が重視される建材に適用する場合に問題になる。また、例えば１ｍ以上の全長をもつ曲げ加工品を製造する際には、成形荷重が非常に大きくなってプレス成形機の能力が不足してしまい、曲げ加工を行うことができない場合がある。
【0004】
特許文献１には、曲げ加工によって意匠性に優れたシャープな稜線を形成できる溝付き鋼板素材を提供することを可能とする溝付きオーステナイト系ステンレス鋼板が記載されている。しかし、特許文献１では、鋼板表面にＶ溝を設ける必要があり、コスト面で不利になる。また、鋼板表面にＶ溝を設けることによって鋼板の板厚が減少するため、曲げ加工後の曲げ加工品の曲げ部における肉厚が減少し、強度不足のおそれがある。
【0005】
特許文献２には、パンチおよびダイスによって構成される曲げ加工装置を用いて金属板の曲げ加工を行うにあたり、成形ストロークの最終工程で、曲げ加工を受けた金属板の凸面側の少なくともその一部に金属板厚の２０％以下の深さ凹部を付与するプレス加工方法が記載されている。しかし、特許文献２に記載のプレス加工方法によって製造された加工品は、凸面側に凹部が形成されるために、美観を損ねるおそれがあり、外装建材または内装建材の素材として用いることは困難である。また、特許文献２では、素材として軟質なアルミニウム合金板を想定しているものであるから、高耐力を有する金属板材の曲げ加工には適用できないおそれがある。
【0006】
特許文献３には、板厚tなる被加工材を所望の角度に折曲成形するダイおよびパンチからなり、このダイおよびパンチの被加工材を折曲しようとする部分の近傍を板厚tの高々１０％なる高さだけ他の型面より高くし、ダイの頂角部に約半径tの丸みをつけた曲げ型によって、被加工材を折曲成形する方法が記載されている。しかし、特許文献３に記載の折曲成形方法では、折曲成形後のスプリングバックを抑制することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００８－１６９４２３号公報
【特許文献2】特許第３６３３０１２号公報
【特許文献3】特公昭４７－２５２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スプリングバックを抑制することができ、曲げ部における強度不足のおそれがなく、耐座屈変形性にも優れた曲げ加工品を提供することを課題とする。また、本発明は、成形荷重を高めることなく寸法精度が高い曲げ加工品を安定的に得ることが可能であって、スプリングバックを抑制することができる曲げ加工方法および曲げ加工用の金型を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］ ０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる板材部と、前記板材部に設けられた曲げ部とを備え、
前記曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が前記板材部の板厚以下に相当する長さの半径であり、
前記曲げ部の最小肉厚が、前記板材部の板厚ｔの０．７５倍以上であり、
前記曲げ部の曲げ内側には、前記曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、
前記凹部は、前記板材部の板厚の１０％以上３０％未満の長さに相当する深さとされるとともに、前記板材部の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が底部に設けられ、
前記曲げ外側の前記凸曲面の頂点と前記凹部の前記凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在し、
下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、式（１）におけるＨＶＬ１は、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さであり、式（１）及び（２）におけるＨＶＬ２は、前記曲げ外側の外面と前記凹部の内面との間を結んで前記高硬度領域を通る第２仮想線Ｌ２上における平均ビッカース硬さであり、式（２）におけるＨＶｍは、前記板材部におけるビッカース硬さである。
［２］ 前記板材部の全長が１ｍ以上であり、前記曲げ部が前記板材部の全長方向に沿って延在している、［１］に記載の曲げ加工品。
［３］ 前記金属板材は、０．２％耐力が４５０ＭＰａ以上、降伏比が０．５０以上０．９０以下であり、
その化学組成が質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：２．００％以下、
Ｍｎ：１．００～８．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５００％以下、
Ｎｉ：０．１０～６．００％、
Ｃｒ：１７．００～２５．００％、
Ｍｏ：０．１０～２．５０％、
Ｃｕ：０．１０～３．００％、
Ｎ：０．０８０～０．３００％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板である、［１］または［２］に記載の曲げ加工品。
［４］ 前記金属板材は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、下記A群、B群またはC群の1種以上を含有する、［３］に記載の曲げ加工品。
（Ａ群）Ｓｎ：０．０１～１．００％以下、Ｗ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～１．００％、の１種または２種以上。
（Ｂ群）Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上。
（Ｃ群）Ｎｂ：０．１００％以下
［５］ パンチとダイとの間に金属板材からなる素材を配置する配置工程と、
前記パンチと前記ダイとを相対接近させて前記素材に対して型曲げ加工する成形工程と、を備えた金属板材の曲げ加工方法であり、
前記素材は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材であり、
前記パンチは、パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備え、前記突起部の先端面が、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さとされており、 前記ダイには、前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられ、前記ダイ凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられており、
前記成形工程は、前記パンチと前記ダイとを接近させて前記パンチ及び前記ダイをそれぞれ前記素材に密着させるとともに、前記パンチの前記突起部の少なくとも一部を前記素材に圧入させる工程である、曲げ加工方法。
［６］ 前記金属板材からなる前記素材の全長が１ｍ以上であり、
前記配置工程において、前記金属板材の全長方向が、Ｖ字溝状の前記ダイ凹部の長手方向に沿うように、前記金属板材を配置する、［５］に記載の曲げ加工方法。
［７］ ０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる素材に対して型曲げ加工するための金型であって、
パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備えたパンチと、
前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられたダイブロックからなるダイと、を備え、
前記突起部の先端面は、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さであり、
前記Ｖ字溝状の凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられている、曲げ加工用の金型。
［１］ ０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる板材部と、前記板材部に設けられた曲げ部とを備え、
前記曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が前記板材部の板厚以下に相当する長さの半径であり、
前記曲げ部の最小肉厚が、前記板材部の板厚ｔの０．７５倍以上であり、
前記曲げ部の曲げ内側には、前記曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、
前記凹部は、前記板材部の板厚の１０％以上３０％未満の長さに相当する深さとされるとともに、前記板材部の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が底部に設けられ、
前記曲げ外側の前記凸曲面の頂点と前記凹部の前記凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在し、
下記式（１）および下記式（２）を満足する、曲げ加工品。
１．１０≦（ＨＶＬ２／ ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
ただし、式（１）におけるＨＶＬ１は、前記第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さであり、式（１）及び（２）におけるＨＶＬ２は、前記曲げ外側の外面と前記凹部の内面との間を結んで前記高硬度領域を通る第２仮想線Ｌ２上における平均ビッカース硬さであり、式（２）におけるＨＶｍは、前記板材部におけるビッカース硬さである。
［２］ 前記板材部の全長が１ｍ以上であり、前記曲げ部が前記板材部の全長方向に沿って延在している、［１］に記載の曲げ加工品。
［３］ 前記金属板材は、０．２％耐力が４５０ＭＰａ以上、降伏比が０．５０以上０．９０以下であり、
その化学組成が質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：２．００％以下、
Ｍｎ：１．００～８．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５００％以下、
Ｎｉ：０．１０～６．００％、
Ｃｒ：１７．００～２５．００％、
Ｍｏ：０．１０～２．５０％、
Ｃｕ：０．１０～３．００％、
Ｎ：０．０８０～０．３００％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板である、［１］または［２］に記載の曲げ加工品。
［４］ 前記金属板材は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、下記A群、B群またはC群の1種以上を含有する、［３］に記載の曲げ加工品。
（Ａ群）Ｓｎ：０．０１～１．００％以下、Ｗ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～１．００％、の１種または２種以上。
（Ｂ群）Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上。
（Ｃ群）Ｎｂ：０．１００％以下
［５］ パンチとダイとの間に金属板材からなる素材を配置する配置工程と、
前記パンチと前記ダイとを相対接近させて前記素材に対して型曲げ加工する成形工程と、を備えた金属板材の曲げ加工方法であり、
前記素材は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材であり、
前記パンチは、パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備え、前記突起部の先端面が、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さとされており、 前記ダイには、前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられ、前記ダイ凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられており、
前記成形工程は、前記パンチと前記ダイとを接近させて前記パンチ及び前記ダイをそれぞれ前記素材に密着させるとともに、前記パンチの前記突起部の少なくとも一部を前記素材に圧入させる工程である、曲げ加工方法。
［６］ 前記金属板材からなる前記素材の全長が１ｍ以上であり、
前記配置工程において、前記金属板材の全長方向が、Ｖ字溝状の前記ダイ凹部の長手方向に沿うように、前記金属板材を配置する、［５］に記載の曲げ加工方法。
［７］ ０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる素材に対して型曲げ加工するための金型であって、
パンチ先端に向かうにつれて相互に接近する一対のパンチ型面と、前記パンチ先端に設けられた突起部と、を備えたパンチと、
前記一対のパンチ型面に対するＶ字溝状のダイ凹部が設けられたダイブロックからなるダイと、を備え、
前記突起部の先端面は、前記素材の板厚の５０％超１００％以下の長さに相当する曲率半径の凸曲面であり、前記突起部の長さが前記素材の板厚の１０％以上３０％未満に相当する長さであり、
前記Ｖ字溝状の凹部の底部には、前記素材の板厚の２０％以上６０％以下の長さに相当する曲率半径の凹曲面が設けられている、曲げ加工用の金型。
【発明の効果】
【0010】
本発明の曲げ加工品によれば、曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が板材部の板厚以下に相当する長さの半径であるので、曲げ部外側の凸曲面の曲率半径が小さくシャープな形状とすることができる。また、曲げ部の最小肉厚が板材部の板厚の０．７５倍以上であるので、曲げ部における強度を十分な強度にすることができる。
また、本発明の曲げ加工品には、曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、この凹部の内部には凹曲面が設けられている。この凹部は型曲げ加工時にパンチの突起部によって形成された圧痕である。このような圧痕が設けられることで、曲げ加工品の曲げ部は、曲げ部の肉厚方向の圧縮残留応力が付与された状態にある。よって、本発明によれば、従来の圧縮残留応力と引張残留応力との関係から生じるスプリングバックが軽減され、スプリングバックを小さくできる。また、凹部の内面が凹曲面であるので、凹部を起点とする割れの発生も防止できる。
更に、本発明の曲げ加工品によれば、曲げ外側にある凸曲面の頂点と、凹部の凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、この仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在するとともに、上記式（１）及び式（２）を満足する。このように、本発明の曲げ加工品の曲げ部には、相対的にビッカース硬さＨＶが大きな高硬度領域が２つあるので、耐座屈性に優れたものとなる。さらには、式（２）を満たすことで、曲げ部に凹部が設けられることにより曲げ部の肉厚が板材部の板厚よりも小さくなるにも関わらず、曲げ部に十分な強度を付与することができる。
また、本発明の曲げ加工品には、曲げ部の長手方向に沿って凹部が設けられ、この凹部の内部には凹曲面が設けられている。この凹部は型曲げ加工時にパンチの突起部によって形成された圧痕である。このような圧痕が設けられることで、曲げ加工品の曲げ部は、曲げ部の肉厚方向の圧縮残留応力が付与された状態にある。よって、本発明によれば、従来の圧縮残留応力と引張残留応力との関係から生じるスプリングバックが軽減され、スプリングバックを小さくできる。また、凹部の内面が凹曲面であるので、凹部を起点とする割れの発生も防止できる。
更に、本発明の曲げ加工品によれば、曲げ外側にある凸曲面の頂点と、凹部の凹曲面の頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、この仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域が存在するとともに、上記式（１）及び式（２）を満足する。このように、本発明の曲げ加工品の曲げ部には、相対的にビッカース硬さＨＶが大きな高硬度領域が２つあるので、耐座屈性に優れたものとなる。さらには、式（２）を満たすことで、曲げ部に凹部が設けられることにより曲げ部の肉厚が板材部の板厚よりも小さくなるにも関わらず、曲げ部に十分な強度を付与することができる。
【0011】
また、本発明の曲げ加工品によれば、板材部の全長が１ｍ以上であり、曲げ部が板材部全長方向に沿って延在しているので、建築用の外装建材または内装建材として、特に窓枠フレームやカーテンウォールなど視認されやすい箇所に用いられる部材として、好適に用いることができる。
【0012】
本発明の曲げ加工方法によれば、パンチとダイとを用いて素材に対して型曲げ加工する際に、パンチ先端に突起部が設けられたパンチと、Ｖ字溝状のダイ凹部の底部が凹曲面とされたダイを用いて、パンチの突起部の少なくとも一部を素材に圧入させることで、素材がダイ凹部の底部まで圧入されてダイ凹部の底部にまで材料流入が生じるようになる。また、ダイ凹部の底部の凹曲面の曲率半径が素材の板厚の６０％以下に相当する長さとされているので、曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径が小さくなる。更に、突起部を素材に圧入させることで、曲げ部における残留応力の分布状態を、突起部がないパンチを用いて型曲げ加工した場合の曲げ部における残留応力の分布状態に比べて、異なる分布状態にする。従来の型曲げ加工では、曲げ外側の引張残留応力と曲げ内側の圧縮残留応力とによりスプリングバックが生じると考えられているが、本発明では曲げ部の残留応力分布が従来に比べて変化することにより、型曲げ加工後のスプリングバックが小さくなる。
【0013】
更に、本発明の曲げ加工方法によれば、パンチの突起部の先端面を所定の曲率半径の凸曲面とし、突起部の長さを所定の長さとすることで、曲げ外側にある凸曲面の先端と、凹部の凹曲面の先端とを結ぶ仮想線の両側に、この仮想線上におけるビッカース硬さＨＶよりも大きなビッカース硬さＨＶを示す高硬度領域が存在する曲げ加工品を製造できる。このような曲げ加工品は、耐座屈性に優れたものとなる。
【0014】
よって、本発明によれば、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材を素材とし、スプリングバックを抑制することができ、曲げ部における強度不足のおそれがなく、耐座屈変形性にも優れた曲げ加工品を製造できる。また、本発明に係る曲げ加工方法によれば、曲げ部外側の凸曲面の曲率半径が小さくシャープな形状にすることができる。
【0015】
本発明の曲げ加工用の金型によれば、パンチ先端に突起部が設けられたパンチと、Ｖ字溝状のダイ凹部の底部が凹曲面とされたダイと、を備えており、この金型を、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる素材を型曲げ加工する際の金型として用いることにより、寸法精度が高く、耐座屈性に優れた曲げ加工品を安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態である曲げ加工方法、曲げ加工用の金型（以下、金型という場合がある。）及び曲げ加工品について説明する。
【0018】
本実施形態の概要は次の通りである。本実施形態の曲げ加工方法は、図２に示すように、パンチ１とダイ２との間に金属板材からなる素材３を配置する配置工程と、図３及び図４に示すように、パンチ１とダイ２とを相対接近させて素材３に対して型曲げ加工する成形工程とを備える。素材３は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚ｔが６．０ｍｍ以下を満足する金属板材である。
【0019】
図１Ａに示すように、パンチ１は、一対のパンチ型面１ｂと、パンチ先端１ａに設けられた突起部１ｃとを備えている。突起部１ｃの先端面１ｅが凸曲面であり、突起部１ｃの長さＨは所定の長さとされる。ダイ２には、一対のパンチ型面１ｂに対するＶ字溝状のダイ凹部２ａが設けられる。ダイ凹部２ａの底部２ｄには、所定の曲率半径の凹曲面２ｂが設けられている。
【0020】
成形工程は、パンチ１とダイ２とを接近させてパンチ１及びダイ２をそれぞれ素材３に密着させるとともに、パンチ１の突起部１ｃの少なくとも一部を素材３に圧入させる。これにより、図５に示すような、曲げ部外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutが小さくなり、シャープな形状の曲げ部４ｂを有する曲げ加工品４が得られる。
【0021】
図５に示すように、製造された曲げ加工品４は、金属板材からなる板材部４ａと、板材部４ａに設けられた曲げ部４ｂとを備えており、曲げ部４ｂの曲げ内側には、曲げ部の長手方向に沿って凹部４ｄが設けられる。凹部４ｄは、パンチ１の突起部１ｃが素材３に圧入されたことにより設けられる。
そして、曲げ加工品４は、曲げ外側にある凸曲面４ｃの頂点と、パンチ１の突起部１ｃの先端（凸曲面の頂点）に相当する凹部４ｄの溝底、すなわち凹曲面４ｅの頂点とを結ぶ仮想線Ｌ１の両側に、仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが存在し、下記式（１）および下記式（２）を満足する。これにより、耐座屈性が向上する。
そして、曲げ加工品４は、曲げ外側にある凸曲面４ｃの頂点と、パンチ１の突起部１ｃの先端（凸曲面の頂点）に相当する凹部４ｄの溝底、すなわち凹曲面４ｅの頂点とを結ぶ仮想線Ｌ１の両側に、仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが存在し、下記式（１）および下記式（２）を満足する。これにより、耐座屈性が向上する。
【0022】
１．１０≦（ＨＶＬ２／ＨＶＬ１）≦１．３０…（１）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
１．２０≦（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）＜１．５０ …（２）
【0023】
ただし、式（１）におけるＨＶＬ１は、第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さであり、式（１）及び（２）におけるＨＶＬ２は、曲げ外側の外面と凹部の内面との間を結んで高硬度領域Ｒを通る第２仮想線Ｌ２上における平均ビッカース硬さであり、式（２）におけるＨＶｍは、板材部４ａにおけるビッカース硬さである。
【0024】
以下、本実施形態について順次説明する。
【0025】
（素材）
本実施形態に係る素材３は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚ｔが６．０ｍｍ以下を満足する金属板材である。
以下、素材３として好適な金属板材の限定理由を述べる。
本実施形態に係る素材３は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚ｔが６．０ｍｍ以下を満足する金属板材である。
以下、素材３として好適な金属板材の限定理由を述べる。
【0026】
＜０．２％耐力＞
本実施形態に係る金属板材の０．２％耐力は３００ＭＰａ以上とする。これにより、本実施形態の金属板材を外装建材や内装建材の素材として用いた場合に、十分な強度を確保できる。０．２％耐力が３００ＭＰａ未満では、強度が不足してしまう。０．２％耐力は４５０ＭＰａ以上であってもよい。
本実施形態に係る金属板材の０．２％耐力は３００ＭＰａ以上とする。これにより、本実施形態の金属板材を外装建材や内装建材の素材として用いた場合に、十分な強度を確保できる。０．２％耐力が３００ＭＰａ未満では、強度が不足してしまう。０．２％耐力は４５０ＭＰａ以上であってもよい。
【0027】
＜降伏比＞
本実施形態に係る金属板材の降伏比は０．９０以下とする。これにより、曲げ成形時において曲げ部、特に曲げ部外側の面の割れを抑制することが可能となる。降伏比が０．９０を超える場合、曲げ成形中に曲げ部の外側の面に割れが生じ、外観に優れた曲げ加工品を提供することができなくなる。なお、引張強さ（ＴＳ）に対する降伏強さ（ＹＳ）の割合を降伏比（ＹＳ／ＴＳ）といい、ここでは０．２％耐力を降伏強さ（ＹＳ）とする。降伏比は０．５０以上であってもよい。
本実施形態に係る金属板材の降伏比は０．９０以下とする。これにより、曲げ成形時において曲げ部、特に曲げ部外側の面の割れを抑制することが可能となる。降伏比が０．９０を超える場合、曲げ成形中に曲げ部の外側の面に割れが生じ、外観に優れた曲げ加工品を提供することができなくなる。なお、引張強さ（ＴＳ）に対する降伏強さ（ＹＳ）の割合を降伏比（ＹＳ／ＴＳ）といい、ここでは０．２％耐力を降伏強さ（ＹＳ）とする。降伏比は０．５０以上であってもよい。
【0028】
＜板厚＞
本実施形態に係る金属板材の板厚ｔは、６．０ｍｍ以下、好ましくは４．０ｍｍ以下とする。板厚ｔの下限は０．５ｍｍ以上であってもよく、１ｍｍ以上であってもよい。板厚ｔを６．０ｍｍ以下とすることにより、曲げ成形後の曲げ加工品のスプリングバックを小さくすることができる。
本実施形態に係る金属板材の板厚ｔは、６．０ｍｍ以下、好ましくは４．０ｍｍ以下とする。板厚ｔの下限は０．５ｍｍ以上であってもよく、１ｍｍ以上であってもよい。板厚ｔを６．０ｍｍ以下とすることにより、曲げ成形後の曲げ加工品のスプリングバックを小さくすることができる。
【0029】
本実施形態に係る金属板材は、フェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板（以下、二相ステンレス鋼板という）が好ましく用いられる。二相ステンレス鋼板は、十分な強度があり、また、オーステナイト系ステンレス鋼板よりも安価であり、かつ、フェライト系ステンレス鋼板よりも耐食性に優れている。
【0030】
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼に比べて耐力が高いため、曲げ加工を行うと、曲げ加工後の寸法精度が低くなる場合がある。寸法精度を高めるために、加工条件を厳しくすると、曲げ部において割れが発生するおそれがある。また、加工条件を厳しくすることで、もらい疵やかじり疵が発生し、意匠性、美観性を損ねてしまう場合もある。
【0031】
更には、素材自体が硬いため、成形荷重を大きくせざるを得ないところ、パンチおよびダイに大きな応力集中が起こり、金型が破損するおそれがある。そのため、視認されやすい箇所に用いる曲げ加工が必要な外装建材、内装建材として二相ステンレス鋼板を適用することが困難であった。また、例えば１ｍ以上の全長をもつ曲げ加工品を製造する際には、成形荷重が非常に大きくなってプレス成形機の能力が不足してしまい、曲げ加工を行うことができない場合がある。
【0032】
しかしながら、本発明を適用することで、このような問題を生じることなく、金型を破損させることなく、曲げ加工を施すことができ、また、意匠性、美観性に優れた曲げ加工品を提供することができる。
【0033】
なお、金属板材が二相ステンレス鋼板である場合は、０．２％耐力は４５０ＭＰａ以上、降伏比が０．５０以上０．９０以下、板厚ｔが６．０ｍｍ以下の鋼板であってもよい。
【0034】
（金型）
次に、本実施形態の曲げ加工品を製造する際に用いられる、金属板材の曲げ加工用の金型について図１Ａを参照しつつ説明する。
本実施形態に係る金型Ｋは、いわゆる型曲げ加工用の金型である。すなわち、本実施形態に係る金型Ｋは、素材３の両端３ａを自由端として、素材３の上下から金型Ｋ（パンチ１及びダイ２）を押し付けて曲げる加工方法の金型として用いられる。以下、本実施形態の金型Ｋについて説明する。
次に、本実施形態の曲げ加工品を製造する際に用いられる、金属板材の曲げ加工用の金型について図１Ａを参照しつつ説明する。
本実施形態に係る金型Ｋは、いわゆる型曲げ加工用の金型である。すなわち、本実施形態に係る金型Ｋは、素材３の両端３ａを自由端として、素材３の上下から金型Ｋ（パンチ１及びダイ２）を押し付けて曲げる加工方法の金型として用いられる。以下、本実施形態の金型Ｋについて説明する。
【0035】
本実施形態に係る金型Ｋは、パンチ１及びダイ２とから構成される。
【0036】
パンチ１は、図１Ａに示すように、パンチ先端１ａに向かうにつれて相互に接近するように傾斜する一対のパンチ型面１ｂと、パンチ先端１ａに設けられた突起部１ｃと、が備えられている。一対のパンチ型面１ｂは、その相対角度θｐが例えば８０～１００°の範囲とされており、好ましくは８５～９５°とされており、より好ましくは８８～９２°とされており、更に好ましくは９０°とされる。一対のパンチ型面１ｂは、パンチ１の外形を形作るものであり、パンチ先端１ａに向かって相互に接近するように傾斜している。パンチ先端１ａには突起部１ｃがある。
【0037】
突起部１ｃは、パンチ先端１ａからダイ２側に向けて突出している。突起部１ｃは、図１Ａに示すように、パンチ型面１ｂに接する側壁面１ｄと、側壁面１ｄに接する先端面１ｅとを有する。側壁面１ｄは平面とされ、先端面１ｅは凸曲面とされている。
【0038】
突起部１ｃの先端面１ｅは、曲率半径Ｒｐの凸曲面とされている。先端面１ｅの曲率半径Ｒｐは、素材３の板厚ｔの５０％超１００％以下の長さ、すなわち、０．５０ｔ超１．００ｔ以下の長さに相当する半径とされる。曲率半径Ｒｐを素材３の板厚ｔの５０％（０．５０ｔ）超の長さに相当する半径とすることで、後述するように、曲げ部４ｂに対して十分な圧縮応力を付与することができ、これにより曲げ加工品４のスプリングバックを低減できる。更に、成型時にパンチ１に付与する成形荷重を小さくすることができる。先端面１ｅの曲率半径Ｒｐは、好ましくは、素材３の板厚ｔの５５％（０．５５ｔ）以上の長さに相当する半径にするとよい。また、曲率半径Ｒｐを素材３の板厚ｔの１００％（１．００ｔ）以下の長さに相当する半径とすることで、曲げ加工後の曲げ部４ｂにおける曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを小さくすることができる。また、先端面１ｅを凸曲面とすることで、曲げ加工品４の曲げ部４ｂの割れを防止できる。
【0039】
突起部１ｃの長さＨは、素材３の板厚ｔの１０％以上３０％未満に相当する長さ、すなわち、０．１０ｔ以上０．３０ｔ未満に相当する長さとされる。突起部１ｃの長さＨは、図１Ａに示すように、突起部１ｃの突出方向の長さであって、側壁面１ｄとパンチ型面１ｂとの境界の位置から、先端面１ｅまでの長さとする。突起部１ｃの長さＨを素材３の板厚ｔの１０％（０．１０ｔ）以上に相当する長さとすることで、ダイ凹部２ａの底部への材料流動を促進して、曲げ加工後の曲げ部４ｂにおける曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを小さくすることができる。また、曲げ部４ｂに十分な圧縮応力を付与することができ、曲げ加工品のスプリングバックが抑えられる。また、突起部１ｃの長さＨを素材３の板厚ｔの３０％（０．３０ｔ）未満に相当する長さとすることで、パンチ１が下死点に到達した際に、パンチ１のパンチ型面１ｂ及びダイ凹部２ａに素材を密着させて素材３をパンチ１とダイ２との間で拘束することができ、曲げ加工を確実に行える。また、突起部１ｃが素材３に過度に侵入することがなく、曲げ加工品の曲げ部４ｂにおける肉厚を十分に確保するとともに、スプリングゴーを抑制できる。突起部１ｃの長さＨは、好ましくは、素材３の板厚ｔの２８％（０．２８ｔ）以下の長さに相当する半径とされる。
【0040】
また、突起部１ｃの先端面１ｅの曲率半径Ｒｐおよび突起部１ｃの長さＨを上記の範囲にすることで、曲げ加工品の曲げ部に、ビッカース硬さＨＶが大きな２つの分断された高硬度領域Ｒを形成することができ、曲げ加工品の耐座屈性を高めることが可能になる。
【0041】
なお、突起部１ｃの長さＨは、側壁面１ｄとパンチ型面１ｂとの境界の位置から先端面１ｅまでの長さとするが、側壁面１ｄとパンチ型面１ｂとの境界の位置が不明りょうな場合は、突起部１ｃの長さＨを次のように決定してもよい。すなわち、図１Ｂに示すように、パンチ型面１ｂの輪郭線の延長線と、側壁面１ｄの輪郭線の延長線との交点Ｘの位置を特定し、交点Ｘから突起部１ｃの幅Ｗ方向に仮想の水平線Ｍを描く。そして、水平線Ｍと突起部１ｃの先端（凸曲面の頂点）との間の距離を、突起部１ｃの長さＨとする。
【0042】
また、突起部１ｃの側壁面１ｄ同士の間隔、すなわち突起部１ｃの幅Ｗは、素材３の板厚ｔの５０％以上１５０％以下（０．５０ｔ～１．５０ｔ）に相当する長さとすることが好ましい。これにより、突起部１ｃの破損を防止できる。
【0043】
また、一対のパンチ型面１ｂと突起部１ｃとの境界に、凹曲面１ｇが設けられていてもよい。凹曲面１ｇの曲率半径Ｒｊは、素材３の板厚ｔの１５０％（１．５０ｔ）以下の長さに相当する曲率半径とすることが好ましい。凹曲面１ｇが設けられることで、突起部１ｃの破損を防止できる。
【0044】
次に、ダイ２について説明する。ダイ２は、図１Ａに示すように、ダイ凹部２ａが設けられたダイブロック２Ａからなる。ダイ凹部２ａは、ダイブロック２Ａの上面２ｍに設けられている。ダイ凹部２ａの断面形状は、パンチ１のパンチ型面１ｂに対するＶ字溝状とされる。すなわち、ダイ凹部２ａは、一対のパンチ型面１ｂに対応する一対のダイ型面２ｃと、ダイ凹部２ａの底部２ｄに設けられた凹曲面２ｂとによって区画される。一対のダイ型面２ｃは、ダイ凹部２ａの底部２ｄに向かうにつれて相互に接近するように傾斜している。凹曲面２ｂは、これら一対のダイ型面２ｃの間に位置している。一対のダイ型面２ｃ及び凹曲面２ｂは相互に接している。
【0045】
ダイ凹部２ａの凹曲面２ｂの曲率半径Ｒｄは、素材３の板厚ｔの２０％以上６０％以下の長さ、すなわち、０．２０ｔ～０．６０ｔの長さに相当する半径とされている。突起を有するパンチ１で曲げ加工を施すとダイ凹部２ａの凹曲面２ｂに応力が集中する。この応力集中は凹曲面２ｂの曲率半径Ｒｄが小さいほど大きくなり、曲率半径Ｒｄが素材３の板厚ｔの２０％未満のとき、集中した応力がダイ２の破壊限界を上回りダイ２に塑性変形や割れをもたらすことがある。このため、ダイ凹部２ａの凹曲面２ｂの曲率半径Ｒｄは素材３の板厚ｔの２０％（０．２０ｔ）以上とする。また、曲率半径Ｒｄを素材３の板厚ｔの６０％（０．６０ｔ）以下の半径にすることで、ダイ凹部２ａの底部２ｄに材料流動可能な空間が確保され、曲げ加工後の曲げ部４ｂにおける曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを小さくすることができ、また、曲げ部４ｂに対してスプリングゴーが生じない程度の適度な大きさの圧縮応力を加えることができ、スプリングバックを抑制できる。
【0046】
次に、本実施形態の曲げ加工方法について図２～図４を参照して説明する。本実施形態の曲げ加工方法は、素材３に対してパンチ１及ダイ２を用いた型曲げ加工を行うことにより、素材３に曲げ部４ｂを形成する。曲げ加工に用いるパンチ１及びダイ２は、図１に示した通りである。本実施形態の曲げ加工方法は、配置工程と成形工程とを備える。
【0047】
（配置工程）
配置工程は、図２に示すように、ダイ２のダイブロック２Ａの上面２ｍ上に、素材３を載置し、更にその上方にパンチ１を配置する。素材３は、上面３ｂがパンチ１側に向けられ、また、下面３ｃがダイブロック２Ａの上面２ｍに接するように、ダイ２上に設置される。このようにして、パンチ１とダイ２の間に素材３を配置する。素材３の両端３ａは、拘束させずに自由端とする。なお、パンチ１及びダイ２は、図示しないプレス成形機に装着されている。
配置工程は、図２に示すように、ダイ２のダイブロック２Ａの上面２ｍ上に、素材３を載置し、更にその上方にパンチ１を配置する。素材３は、上面３ｂがパンチ１側に向けられ、また、下面３ｃがダイブロック２Ａの上面２ｍに接するように、ダイ２上に設置される。このようにして、パンチ１とダイ２の間に素材３を配置する。素材３の両端３ａは、拘束させずに自由端とする。なお、パンチ１及びダイ２は、図示しないプレス成形機に装着されている。
【0048】
素材３は、全長が１ｍ以上のものとしてもよい。この場合、素材３（金属板材）の全長方向が、Ｖ字溝状のダイ凹部２ａの長手方向（図２の奥行き方向）に沿うように、素材３（金属板材）を配置する。
【0049】
（成形工程）
次に、成形工程では、プレス成形機を作動させて、パンチ１とダイ２とを相対接近させ、素材３に対して型曲げ加工を行う。
次に、成形工程では、プレス成形機を作動させて、パンチ１とダイ２とを相対接近させ、素材３に対して型曲げ加工を行う。
【0050】
成形工程では、図３に示すように、パンチ１とダイ２とを相対的に接近させて、素材３の上面３ｂにパンチ１の突起部１ｃを押し当てる。突起部１ｃが押し当てられた素材３は、更にパンチ１によってダイ凹部２ａに押し込まれる。これにより素材３は、突起部１ｃが接触している箇所において曲げ変形（塑性変形）が開始される。
【0051】
パンチ１及びダイ２を更に相対的に接近させると、素材３が曲げ変形（塑性変形）を受けつつ、素材の下面３ｃがダイ２のダイ型面２ｃに密着する。その一方で素材３の下面３ｃはダイ２の上面２ｍから離間する。この段階では、素材の下面３ｃは、ダイ２の底部２ｄの凹曲面２ｂには接触せずに空隙Ｓ１が残る。一方、素材３の上面３ｂは、突起部１ｃのみと接触しており、素材３の上面３ｂとパンチ型面１ｂとは接触していない。これにより、素材３の上面３ｂとパンチ型面１ｂとの間には空間Ｓ２が生じる。この空間Ｓ２をなくすまでパンチ１を更に押し下げる余地が残っている。
【0052】
パンチ１のパンチ型面１ｂが素材３の上面に密着するまでパンチ１及びダイ２を相対的に接近させると、図４に示すように、素材３の上面３ｂ及び下面３ｃにパンチ型面１ｂ及びダイ型面２ｃがそれぞれ密着するとともに、曲げ部４ｂの曲げ内側に突起部１ｃが圧入される。曲げ部４ｂには、突起部１ｃによって厚み方向に圧縮応力が付与された結果として鍛造に近い加工が施される。これにより、曲げ部４ｂにおいて材料流動が起こり、素材３の下面３ｃとダイ２の凹曲面２ｂとの間に存在していた空隙Ｓ１の一部又は全部が材料流動により埋められる。これにより、曲げ部４ｂの曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutが小さくなる。以上により、図５に示すような、曲げ部４ｂを有する曲げ加工品４が製造される。
【0053】
図７には、比較のために、突起部を有しないパンチ１１１を用いた場合の断面模式図を示す。突起部を有しないパンチ１１１によって素材３を型曲げ加工した場合は、図７に示すように、素材３の上面３ｂ及び下面３ｃにパンチ型面１１１ｂ及びダイ型面２ｃがそれぞれ密着するまでパンチ１１１及びダイ２を相対的に接近させるが、パンチ１１１に突起部が無いため、曲げ部１４ｂにおいて材料流動が起こらず、素材３の下面３ｃとダイ２の凹曲面２ｂとの間に空隙Ｓ１が残ったまま型曲げ加工が終了することになる。このため、突起部を有しないパンチ１１１を用いて製造された曲げ加工品は、曲げ部１４ｂの曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを小さくすることができない。また、曲げ部１４ｂの肉厚方向に圧縮残留応力が付与されないため、スプリングバックも抑えにくくなる。
【0054】
次に、本実施形態に係る曲げ加工品４について説明する。図５には、本実施形態の曲げ加工品の断面模式図を示す。
【0055】
本実施形態に係る曲げ加工品４は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚ｔが６．０ｍｍ以下の金属板材からなる板材部４ａと、板材部４ａに設けられた曲げ部４ｂと、が備えられている。曲げ部４ｂの曲げ外側には凸曲面４ｃが設けられ、曲げ内側には凹部４ｄが設けられている。また、板材部４ａの全長（図５に示す断面の奥行き方向の長さ）は１ｍ以上とされる。
【0056】
曲げ部４ｂの曲げ角度θは、８５°から９５°の範囲とされ、より好ましくは８８～９２°の範囲とされ、更に好ましくは９０°とされる。これは、狙いの曲げ角度θを９０°とした場合に曲げ部４ｂにおける曲げ角度θが±５°または±２°の範囲内になることを意味する。曲げ角度θを前述の範囲内とされることで、曲げ角度θのばらつきが小さくなり、曲げ部４ｂの曲げ外側の全長に渡って、シャープな稜線を有するものとなる。
【0057】
また、曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutは、板材部４ａの板厚ｔ以下に相当する長さの半径とされる。曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを、板材部４ａの板厚ｔ以下にすることで、曲げ部４ｂの曲げ外側の外観が角張ったシャープな外観となり、外装建材、内装建材の素材として好適に用いることができる。
【0058】
曲げ部４ｂの曲げ内側には凹部４ｄが設けられている。この凹部４ｄは、成形工程の最終段階においてパンチ１の突起部１ｃが圧入されたことにより形成された圧痕である。凹部４ｄの底部には、突起部１ｃの先端面１ｅによって形成された凹曲面４ｅが設けられている。凹部４ｄの内部が凹曲面４ｅであることで、凹部４ｄを起点とする割れの発生が防止される。
【0059】
また、曲げ部４ｂの曲げ内側に設けられた凹部４ｄの深さＤは、板材部４ａの板厚ｔの１０％以上３０％未満の長さに相当する深さとされる。凹部４ｄの深さＤは、好ましくは、板厚ｔの１０％以上、２８％以下の長さに相当する深さとされる。更に凹部４ｄには、その底部に、板材部４ａの板厚ｔの５０超１００％以下の長さに相当する曲率半径Ｒｑの凹曲面４ｅが設けられる。凹曲面４ｅの曲率半径Ｒｑは、好ましくは、板厚ｔの５５％以上１００％以下の長さに相当する曲率半径とされる。これにより、曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutを小さくすることが可能になる。凹部４ｄの深さＤは、図６に示すように、凹部４ｄの深さ方向の長さであって、パンチ１の側壁面１ｄとパンチ型面１ｂとの境界に相当する位置から、パンチの突起部１ｃの先端（凸曲面の頂点）に相当する凹部４ｄの溝底（凹曲面４ｅの頂点）までの長さとする。凹部４ｄの深さＤは、パンチの突起部１ｃの長さＨの測定方法と同様にして決定することができる。
【0060】
また、曲げ部４ｂの曲げ内側に凹部４ｄが設けられることにより、曲げ部４ｂにおける肉厚が、板材部４ａにおける板厚ｔより小さくなるが、曲げ部４ｂにおける最小肉厚は板材部４ａの板厚ｔの０．７５倍（０．７５ｔ）以上とする必要がある。これにより、曲げ部４ｂの強度を十分なものとすることができる。
【0061】
更に、本実施形態の曲げ加工品４は、図６に示すように、曲げ外側にある凸曲面４ｃの頂点と、凹部４ｄの溝底の凹曲面４ｅの頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１を設けた場合に、この第１仮想線Ｌ１の両側に、第１仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが、２つ存在する。図６には、高硬度領域Ｒが存在する可能性がある範囲を点線で示している。なお、高硬度領域Ｒの位置および範囲は、点線で囲まれた位置および範囲に限定されるものではない。また、高硬度領域Ｒにおけるビッカース硬さＨＶＬ２は領域全体において一定である必要はなく、ビッカース硬さＨＶに分布があってもよい。そのため、高硬度領域Ｒにおけるビッカース硬さＨＶＬ２は、後述するように平均値とする。
【0062】
本実施形態に係る曲げ部４ｂには、上述した金型を用いて成型加工を行うことで、素材３が塑性変形されたことよって生じる加工硬化に加えて、成形工程中に突起部１ｃによって肉厚方向の残留応力が付与されたことによる加工硬化が加わり、これにより、曲げ部４ｂに、２つの高硬度領域Ｒが存在するようになる。高硬度領域Ｒの平均ビッカース硬さＨＶＬ２は、第１仮想線Ｌ１上の平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きく、さらには板材部４ａのビッカース硬さＨＶｍよりも大きくなる。このような２つの高硬度領域Ｒが存在することにより、曲げ部４ｂの耐座屈性が向上する。これは、２つの高硬度領域Ｒが相互に離間して存在することにより、板材部４ａの長手方向に対して曲げ部４ｂが圧縮時に受ける応力が高硬度領域に分配されることで、座屈変形が抑制されて、耐座屈性が向上するためである。また、第１仮想線Ｌ１の両側に２つの高硬度領域Ｒが存在することにより、曲げ部４ｂの強度が大幅に向上する。
【0063】
耐座屈性の向上と、曲げ部４ｂの強度の向上を達成するためには、上記式（１）および式（２）を満足する必要がある。
【0064】
上記式（１）に示すように、（ＨＶＬ２／ＨＶＬ１）が１．１０以上であることにより、耐座屈性を確実に向上させることが可能になる。（ＨＶＬ２／ＨＶＬ１）は高いほど耐座屈性が向上するが、平均ビッカース硬さＨＶＬ２が平均ビッカース硬さＨＶＬ１に対して大きくなりすぎると、割れの発生原因となるので好ましくない。よって、（ＨＶＬ２／ＨＶＬ１）は１．３０以下とする。
【0065】
また、上記式（２）に示すように、（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）が１．２０以上であることにより、曲げ部４ｂの強度を高めるとともに、耐座屈性を確実に向上させることが可能になる。（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）は高いほど耐座屈性が向上し、曲げ部４ｂの強度も高まるが、平均ビッカース硬さＨＶＬ２がＨＶｍに対して大きくなりすぎると、割れの発生原因となるので好ましくない。よって、（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）は１．５０未満とする。（ＨＶＬ２／ＨＶｍ）は１．４５以下とすることが好ましい。
【0066】
２つの高硬度領域Ｒの存在は、例えば、次のようにして確認することができる。図６に示すように、曲げ加工品４を切断して、曲げ部４ｂの断面を露出させる。次いで、曲げ外側にある凸曲面４ｃの頂点と、凹部４ｄの溝底の凹曲面４ｅの頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１を設定する。設定した第１仮想線Ｌ１上の少なくとも３箇所において、ビッカース硬さＨＶを測定する。第１仮想線Ｌ１上における測定位置の間隔は、例えば、１００μｍとする。測定値の平均を、第１仮想線Ｌ１上の平均ビッカース硬さＨＶＬ１とする。
【0067】
次に、曲げ部４ｂの曲げ外側の外面４ｈと、凹部４ｄの凹部内面４ｋとの最短距離を結ぶ第２仮想線Ｌ２を設定する。なお、曲げ部４ｂの曲げ外側の外面４ｈは、素材３の下面３ｃに対応するものであり、凸曲面４ｃを含む面である。また、凹部４ｄの凹部内面４ｋは、凹部４ｄを区画する面であり、凹曲面４ｅを含む面である。第２仮想線Ｌ２は、外面４ｈと平行な平行線Ｌ３を、外面４ｈ側から凹部４ｄ側に向けて徐々に接近させ、この平行線Ｌ３が凹部内面４ｋと最初に接触した箇所を接点Ｓとして特定し、この接点Ｓから外面４ｈに向けて、外面４ｈと直交する直線Ｌ２を設定する。この直線を第２仮想線Ｌ２とする。第２仮想線Ｌ２の設定は、第１仮想線Ｌ１の両側において行う。すなわち、２本の第２仮想線Ｌ２を設定する。
【0068】
次いで、それぞれの第２仮想線Ｌ２上の少なくとも３箇所において、ビッカース硬さＨＶを測定する。第２仮想線Ｌ２上における測定位置の間隔は、例えば、１００μｍとする。測定値の平均を、第２仮想線Ｌ２上の平均ビッカース硬さＨＶＬ２とする。
【0069】
そして、第１仮想線Ｌ１上の平均ビッカース硬さＨＶＬ１に対する第２仮想線Ｌ２上の平均ビッカース硬さＨＶＬ２の比（ＨＶＬ２／ＨＶＬ１）が、１．１０以上である場合に、第１仮想線Ｌ１の両側に、２つの高硬度領域Ｒが存在すると判定する。
【0070】
ビッカース硬さＨＶの測定は、マイクロビッカース硬度計を用いるとよい。ビッカース硬さＨＶの測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９におけるマイクロビッカース硬さ試験に準じて行う。試験力（Ｆ）は、０．０９８Ｎとする（ＨＶ０．０１）。
【0071】
また、板材部４ａのビッカース硬さＨＶｍは、図５に示すように、曲げ加工品４の板端からｔｍｍの位置において、曲げ内側面と曲げ外側面を結ぶ仮想線Ｌｍを板材部４ａの厚み方向に沿って設定し、この仮想線Ｌｍ上の少なくとも３か所において、ビッカース硬さＨＶを測定する。測定値の平均を、板材部４ａのビッカース硬さＨＶｍとする。なお、ｔは、板材部４ａの板厚である。仮想線Ｌｍ上における測定位置の間隔は、例えば、１００μｍとする。
【0072】
曲げ加工品４の素材は、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、好ましくは４５０ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、好ましくは０．５０～０．９０、板厚ｔが６．０ｍｍ以下のフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板が好ましく用いられる。
【0073】
そのようなステンレス鋼板としては、例えば、化学組成が質量％で、Ｃ：０．０５０％以下、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：１．００～８．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０５００％以下、Ｎｉ：０．１０～６．００％、Ｃｒ：１７．００～２５．００％、Ｍｏ：０．１０～２．５０％、Ｃｕ：０．１０～３．００％、Ｎ：０．０８０～０．３００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板を例示できる。
【0074】
また、上記のステンレス鋼板は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、Ｓｎ：０．０１～１．００％以下、Ｗ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～１．００％、の１種または２種以上を含有してもよい。
更に、上記のステンレス鋼板は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上を含有してもよい。
更に、上記のステンレス鋼板は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、Ｎｂ：０．１００％以下を含有してもよい。
更に、上記のステンレス鋼板は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．５０％以下、希土類元素：０．５０％以下、の１種または２種以上を含有してもよい。
更に、上記のステンレス鋼板は、Ｆｅの一部に代えて、更に質量％で、Ｎｂ：０．１００％以下を含有してもよい。
【0075】
Ｃは、鋼板の耐食性を確保するため、Ｃ量を０．０５０％以下、好ましくは０．０４０％以下としてよい。一方で、Ｃは、二相組織を構成するオーステナイトを形成する元素であるため、好ましくは０．００５％以上、より好ましくは０．０１０％以上としてもよい。
【0076】
Ｓｉは、脱酸のため０．０１％以上の量で含有させることが好ましく、より好ましくは０．１０％以上であり、更に好ましくは０．３０％以上である。また、２．００％を超えてＳｉを含有させると、σ相の析出が促進されるので、Ｓｉ量は２．００％以下がよく、より好ましくは０．６０％以下がよい。
【0077】
Ｍｎは、脱酸材および二相組織にするためのオーステナイト安定化元素として、１．００％以上、好ましくは１．３０％以上であり、より好ましくは２．００％以上を含有させるとよい。一方、８．００％を超えてＭｎを含有させると耐食性が劣化するため、Ｍｎ量は８．００％以下がよく、好ましくは５．００％以下がよく、より好ましくは４．００％以下がよい。
【0078】
Ｐは、熱間加工性および靭性を劣化させるため、Ｐ量を０．０５０％以下に制限し、好ましくは０．０３５％以下がよい。一方、過度にＰ量を低減させると精錬コストが高くなるため、０．００５％以上としてもよい。
【0079】
Ｓは、熱間加工性、靭性および耐食性を劣化させるため、Ｓ量を０．０５００％以下に制限し、好ましくは０．０１００％以下とし、より好ましくは０．００４０％以下とする。一方、過度にＳ量を低減させると原料コストと精錬コストが高くなるため、０．０００３％以上としてもよい。
【0080】
Ｎｉは、鋼板の皮膜に含有されることで、皮膜のＦｅ濃度が高い場合に孔食発生を抑制する効果と、腐食が生じた際の腐食進展を抑制する効果を有する。一方、Ｎｉ量が過剰になると、皮膜のＣｒ濃度が低下しすぎるため十分な耐食性を得ることが出来ない。よって、Ｎｉ量を０．１０～６．００％の範囲にすることが好ましい。Ｎｉ量の下限は、好ましくは０．３０％以上、０．５０％以上、または１．００％以上でもよい。Ｎｉ量の上限は、好ましくは５．５０％以下、４．００％以下、または３．００％以下でもよい。
【0081】
鋼に十分な耐食性を付与するためには、Ｃｒ量を１７．００～２５．００％の範囲にすることが好ましい。Ｃｒ量の下限は、好ましくは１７．５０％以上であり、より好ましくは２０．００％以上であり、更に好ましくは２１．００％以上である。Ｃｒ量の上限は、好ましくは２４．００％以下であり、より好ましくは２２．００％以下である。
【0082】
Ｍｏは、耐食性を向上させる元素であり、０．１０％以上の含有で効果が発揮する。２．５０％以下であればＭｏを含有してもよいが、Ｍｏ量が２．５０％を超えると、熱間加工時にσ相が析出し易くなる。このため、Ｍｏ量の下限は、０．１０％以上であり、好ましくは０．２０％以上であり、より好ましくは０．３０％以上である。Ｍｏ量の上限は、２．５０％以下であり、好ましくは２．００％以下であり、より好ましくは１．５０％以下である。
【0083】
０．１０％以上のＣｕを含有させると、腐食が生じた際の腐食進展を抑制する効果が得られる。３．００％以下の量であればＣｕを含有してもよい。また、Ｃｕ量が３．００％を超えると、鋳造時に割れが発生し易くなる場合がある。このため、Ｃｕ量の下限は、０．１０％以上であり、好ましくは０．３０％以上であり、より好ましくは０．５０％以上である。Ｃｕ量の上限は、３．００％以下であり、好ましく２．５０％以下であり、より好ましくは２．００％以下である。
【0084】
Ｎは、耐食性を著しく高め、オーステナイト相量を高める元素であり、オーステナイト安定化元素として、０．０８０％以上含有させることが好ましい。Ｎ量の下限は、好ましくは０．１２０％以上であり、より好ましくは０．１５０％以上である。一方、Ｎ量が過剰になると鋼中に窒化物を形成して耐食性や靭性を低下させるため、Ｎ量の上限を０．３００％以下にするとよい。Ｎ量の上限は、好ましくは０．２５０％以下である。
【0085】
また、微量のＳｎを含有させると、耐食性が向上する。このため、Ｓｎは、耐食性を向上させるのに有用な元素であり、廉価性を損なわない範囲で含有させてもよい。Ｓｎ量が０．００１％未満では、耐食性を向上させる効果は発現されず、Ｓｎ量が１．００％を超えると、コスト増が顕在化すると共に加工性も低下するので、Ｓｎ量の適正範囲を０．００１～１．００％とする。Ｓｎ量の下限は、好ましくは０．０１％以上であり、Ｓｎ量の上限は、好ましくは０．５０％以下である。なお、Ｓｎは任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｎ量は０％であってもよい。
【0086】
Ｖ、Ｗは、耐食性、特に耐すき間腐食性を改善するため、必要に応じて含有してもよい。ただし、ＶやＷの過度の量の含有は、加工性を低下させ、かつ耐食性を向上させる効果も飽和するため、Ｖ、Ｗのそれぞれの量の下限を０．０１％以上とし、Ｖ、Ｗのそれぞれの量の上限を１．００％以下とする。Ｖ、Ｗのそれぞれの量の下限は、好ましくは０．０４％以上であり、Ｖ、Ｗのそれぞれの量の上限は、好ましくは０．５０％以下である。なお、Ｖ、Ｗは任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｖ量、Ｗ量はそれぞれ０％であってもよい。
【0087】
Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭは、熱間加工性を改善する元素であり、その目的でＣａ、Ｍｇ、ＲＥＭの１種または２種以上を含有させてもよい。Ｃａ、Ｍｇの効果は０．０００２％以上の量で発現することから、Ｃａ、Ｍｇのそれぞれの量の下限を０．０００２％以上とする。ＲＥＭの場合は、下限を０．００１％以上とする。なお、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭは任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃａ量、Ｍｇ量、ＲＥＭ量はそれぞれ０％であってもよい。
【0088】
しかしながら、いずれも過剰な量の含有は、逆に熱間加工性を低下するため、その含有量の上下限を次のように設定することが好ましい。すなわち、Ｃａ、Ｍｇのそれぞれの量は０．０００２～０．００５０％であり、ＲＥＭの量は０．００１～０．５０％である。
【0089】
Ｃａ、Ｍｇのそれぞれの量の下限は、好ましくは０．０００５％以上である。Ｃａ、Ｍｇのそれぞれの量の上限は、好ましくは０．００２５％以下である。ＲＥＭ量の下限は、好ましくは０．００５％以上であり、ＲＥＭ量の上限は、好ましくは０．３０％以下である。
【0090】
ここで、希土類元素（ＲＥＭ）は、一般的な定義に従い、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。単独で含有させてもよいし、混合物であってもよい。ＲＥＭ量は、これら元素の合計量である。
【0091】
Ａｌは、脱酸元素として有用であるが、加工性を劣化させるため多量に含有させるべきではない。Ａｌ量の上限を０．５０％以下に制限するのがよい。Ａｌ量の好ましい範囲は、０．３０％以下である。Ａｌ量の下限は０．０１％以上である。なお、Ａｌは任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ａｌ量は０％であってもよい。
【0092】
Ｎｂは、Ｎと親和力が強くクロムよりも優先的に窒化物を形成することで、材料中のクロム量低下を抑制し、耐食性を向上することができる。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂを過剰に含有させると、靱性低下を生じるため、Ｎｂ含有量は０．１００％以下とし、０．０６０％以下でもよい。一方、上記効果を得るためには、Ｎｂ含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１０％以上であるのがより好ましく、０．０２０％以上であるのがより好ましい。なお、Ｎｂは任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｂ量は０％であってもよい。
【0093】
上述してきた元素以外の残部は、Ｆｅ及び不純物であるが、以上説明した各元素の他にも、本実施形態の効果を損なわない範囲で含有させることができる。
【0094】
以上説明したように、本発明の曲げ加工品４によれば、曲げ部４ｂの曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutが板材部４ａの板厚ｔ以下に相当する長さの半径であるので、曲げ部外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutが小さくシャープな形状とすることができる。また、曲げ部４ｂの最小肉厚が板材部の板厚ｔの０．７５倍以上であるので、曲げ部４ｂにおける強度を十分な強度にすることができる。
【0095】
また、本実施形態の曲げ加工品４には、曲げ部４ｂの長手方向に沿って凹部４ｄが設けられ、この凹部４ｄの内部には凹曲面４ｅが設けられている。この凹部４ｄは型曲げ加工時にパンチ１の突起部１ｃによって形成された圧痕である。このような圧痕が設けられることで、曲げ加工品４の曲げ部４ｂは、曲げ部４ｂの肉厚方向の圧縮残留応力が付与された状態にある。よって、本実施形態によれば、従来の圧縮残留応力と引張残留応力との関係から生じるスプリングバックが軽減され、スプリングバックを小さくできる。また、凹部４ｄの内面の一部が凹曲面４ｅであるので、凹部４ｄを起点とする割れの発生も防止できる。
【0096】
更に、本実施形態の曲げ加工品４ｂによれば、曲げ外側にある凸曲面４ｃの頂点と、凹部４ｄの凹曲面４ｅの頂点とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、この仮想線Ｌ１上における平均ビッカース硬さＨＶＬ１よりも大きな平均ビッカース硬さＨＶＬ２を示す高硬度領域Ｒが２つ存在するとともに、上記式（１）及び式（２）を満足する。このように、曲げ加工品４の曲げ部４ｂには、相対的にビッカース硬さＨＶが大きな高硬度領域が２つあるので、耐座屈性に優れたものとなる。さらには、式（２）を満たすことで、曲げ部４ｂに凹部４ｄが設けられることにより曲げ部４ｂの肉厚が板材部の板厚よりも小さくなるにも関わらず、曲げ部４ｂに十分な強度を付与することができる。
【0097】
また、本実施形態の曲げ加工品４によれば、板材部４ａの全長が１ｍｍ以上であり、曲げ部４が板材部全長方向に沿って延在しているので、建築用の外装建材または内装建材として、特に窓枠フレームやカーテンウォールなど視認されやすい箇所に用いられる部材として、好適に用いることができる。
【0098】
更に、曲げ加工品４の素材として上記の化学組成を有するステンレス鋼を用いることにより、本実施形態の曲げ加工品４は、強度及び耐食性に優れたものとなり、外装建材、内装建材として好適に用いることができる。
【0099】
また、本実施形態の曲げ加工方法によれば、パンチ１とダイ２とを用いて素材３に対して型曲げ加工する際に、パンチ先端に突起部１ｃが設けられたパンチ１と、Ｖ字溝状のダイ凹部２ａの底部が凹曲面２ｂとされたダイ２を用いて、パンチ１の突起部１ｃの少なくとも一部を素材３に圧入させることで、素材３がダイ凹部２ａの底部まで圧入されてダイ凹部２ａの底部にまで材料流入が生じるようになる。また、ダイ凹部２ａの底部の凹曲面２ｂの曲率半径Ｒｄが素材３の板厚ｔの６０％以下に相当する長さなので、曲げ部４ｂの曲げ外側の凸曲面４ｃの曲率半径Ｒoutが小さくなる。更に、突起部１ｃを素材３に圧入させることで、曲げ部２ｂにおける残留応力の分布状態を、突起部がないパンチを用いて型曲げ加工した場合の曲げ部における残留応力の分布状態に比べて、異なる分布状態にする。従来の型曲げ加工では、曲げ外側の引張残留応力と曲げ内側の圧縮残留応力とによりスプリングバックが生じると考えられているが、本実施形態では曲げ部４ｂの残留応力分布が従来に比べて変化することにより、型曲げ加工後のスプリングバックが小さくなる。
【0100】
更に、本実施形態の曲げ加工方法によれば、パンチ１の突起部１ｃの先端面を所定の曲率半径の凸曲面１ｅとし、突起部１ｃの長さＨを所定の長さとすることで、曲げ外側にある凸曲面４ｃの先端と、凹部４ｄの凹曲面４ｅの先端とを結ぶ第１仮想線Ｌ１の両側に、２つの高硬度領域Ｒが存在する曲げ加工品４を製造できる。このような曲げ加工品４は、耐座屈性に優れたものとなる。
【0101】
よって、本実施形態によれば、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材を素材とし、スプリングバックを抑制することができ、曲げ部における強度不足のおそれがなく、耐座屈変形性にも優れた曲げ加工品を製造できる。また、本発明に係る曲げ加工方法によれば、曲げ部外側の凸曲面の曲率半径が小さくシャープな形状にすることができる。
【0102】
本実施形態の曲げ加工用の金型Ｋによれば、パンチ先端に突起部１ｃが設けられたパンチ１と、Ｖ字溝状のダイ凹部２ａの底部が凹曲面２ｅとされたダイ２と、を備えており、この金型Ｋを、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上、降伏比が０．９０以下、板厚が６．０ｍｍ以下を満足する金属板材からなる素材３を型曲げ加工する際の金型Ｋとして用いることにより、寸法精度が高く、耐座屈性に優れた曲げ加工品４を安定的に製造することができる。
【実施例0103】
表１に示す化学成分を有し、表２Ａに示す板厚ｔを有するフェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板を用意した。フェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板の機械的性質は表１に示す通りであった。フェライト・オーステナイト二相ステンレス鋼板よりなる金属板材を、長さ１００ｍｍ、幅３０ｍｍのサイズに切り出して素材とした。
なお、表１中のＹＳは降伏強さ、ＴＳは引張強さ、Ｔ．Ｅｌは全伸びを意味し、０．２耐力を降伏強さ（ＹＳ）として示した。
なお、表１中のＹＳは降伏強さ、ＴＳは引張強さ、Ｔ．Ｅｌは全伸びを意味し、０．２耐力を降伏強さ（ＹＳ）として示した。
【0104】
また、図１Ａに示すような、パンチ及びダイを備えた金型を用意した。パンチは、凸曲面と、凸曲面に接続された側壁面とを有する突起部を備えたものを用いた。パンチのパンチ型面の相対角度θｐは９０°とした。パンチの幅は８０ｍｍとし、長さ（図１Ａの奥行き方向の長さ）は１０００ｍｍとした。ダイ凹部の幅は８０ｍｍとし、ダイ凹部の長さ（図１の奥行き方向の長さ）は１０００ｍｍとした。
【0105】
そして、パンチ及びダイをプレス成形機に取り付け、図２に示すように、パンチとダイの間に素材を配置した。その際、素材の長さ方向が図２の奥行き方向と一致するように素材を配置した。また、素材の幅方向中心を、金型の中心に合わせた。そして、プレス成形機を作動させてパンチ及びダイが素材に密着するまでパンチ及びダイスを相互に接近させることで、素材に対してＶ曲げを行って曲げ部を形成した。このようにして、曲げ部を有する曲げ加工品を製造した。
【0106】
得られた曲げ加工品について、曲げ部における曲げ角度θを測定した。曲げ角度θは、曲げ部の長手方向に沿って１ｃｍ間隔で４箇所の測定点を設定し、各測定点において、曲げ部の曲げ内側における曲げ角度θを測定した。そして、４箇所の測定点における曲げ角度θの平均値を求めた。得られた曲げ角度θの平均値と、パンチ型面の相対角度θｐ（＝９０°）から、Δθ（＝θ－θｐ）を求めた。Δθは曲げパンチに対する曲げ加工品の角度変化量であり、Δθ＞０の場合にスプリングバックが生じており、Δθ＜０の場合にスプリングゴーが生じたことを示す。形状凍結性の観点からΔθの絶対値は小さいことが望ましいため、Δθが－１．５／ｔ以上１．５／ｔ以下となる範囲を合格とした。より詳細には、Δθが０以上１．５／ｔ以下である場合にスプリングバックが良好であると評価し、Δθが０未満－１．５／ｔ以上である場合はスプリングゴーが良好であると評価した。
なお、板厚ｔによって、スプリングバックやスプリングゴーの生じやすさ、曲げパンチに対する曲げ加工品の角度変化量Δθの絶対値の大小が異なるため、板厚ｔを考慮し、Δθが－１．５／ｔ以上１．５／ｔ以下を合格範囲とした。
結果を表２Ｂに示す。
なお、板厚ｔによって、スプリングバックやスプリングゴーの生じやすさ、曲げパンチに対する曲げ加工品の角度変化量Δθの絶対値の大小が異なるため、板厚ｔを考慮し、Δθが－１．５／ｔ以上１．５／ｔ以下を合格範囲とした。
結果を表２Ｂに示す。
【0107】
また、得られた曲げ加工品について、実施形態にて説明した方法で、高硬度領域の有無を確認した。第２仮想線Ｌ２上の平均硬度と、第１仮想線Ｌ１上の平均硬度の差が、ビッカース硬さＨＶ０．０１で５０以上である場合に、第１仮想線Ｌ１の両側に、２つの高硬度領域Ｒが存在すると判定した。第１仮想線Ｌ１の両側に２つの高硬度領域Ｒが確認された場合を「○」とし、それ以外を「×」とした。「〇」を合格とした。
【0108】
更に、成形可否を判断した。成形可否は、プレス成形機での成形荷重が設備仕様の２５０トン以下であれば「〇」とし、２５０トン超となり成形途中で装置が停止した場合を「×」とした。「〇」を合格とした。
【0109】
また、曲げ加工品の曲げ部を観察して、割れの有無を確認した。
【0110】
最大応力度は、曲げ加工品に対して圧縮試験を実施して評価した。具体的には、全長が１５０ｍｍ、板材部の幅が４０ｍｍになるように曲げ加工品を切断加工して試験片とした。試験片の曲げ部の稜線が圧縮軸と平行になるように、上下の定盤間に試験片を配置した。そして、試験速度１ｍｍ／ｍｉｎで上下の定盤を相対接近させることで、試験片に圧縮荷重を加えた。最大荷重点を超えるひずみ域まで圧縮を行い、圧縮ひずみに対する圧縮応力度（Ｎ／ｍｍ２）の変化を測定した。そして、最大となる圧縮応力度（Ｎ／ｍｍ２）を最大応力度とした。最大応力度が６６０Ｎ／ｍｍ２以上になる場合を合格とした。
【0111】
表２Ａ～表２Ｃに示すように、本発明例Ａ１～Ａ１２は、本発明範囲を満足する条件で型曲げ加工が行われた。その結果、得られた曲げ加工品は、曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径Ｒoutが板材部の板厚ｔ以下となり、曲げ部の最小肉厚ｔｍが、板材部の板厚ｔの０．７５倍以上となり、曲げパンチに対する曲げ加工品の角度変化量Δθが－１．５／ｔ以上１．５／ｔ以下を満足した。更に、第１仮想線Ｌ１の両側に、２つの高硬度領Ｒ域が確認され、さらにＨＶＬ２／ＨＶＬ１およびＨＶＬ２／ＨＶｍが発明範囲内となった。よって、本発明例Ａ１～Ａ１２の曲げ加工品は、スプリングバックおよびスプリングゴーが抑制され、曲げ部における強度不足のおそれがなく、曲げ部外側の形状もシャープな形状になり、耐座屈性も良好だった。
【0112】
一方、表２Ａ～表２Ｃに示すように、比較例Ｂ１は、パンチの突起部の先端面の曲率半径Ｒｐが、素材の板厚ｔの１００％超であったため、成形荷重が大きくなり、成形が不十分になった。このため、曲げ部の曲げ外側の凸曲面の曲率半径Ｒoutが板厚ｔを超えてしまい、シャープな形状が得られなかった。
【0113】
比較例Ｂ２は、パンチの突起部の先端面の曲率半径Ｒｐが、素材の板厚の５０％以下であったため、曲げ部の凹部の凹曲面の曲率半径Ｒｑが５０％以下になり、曲げ部の圧縮応力が小さくなり、スプリングバックが大きくなった。
【0114】
比較例Ｂ３は、パンチの突起部の長さが、素材の板厚の３０％以上であったため、成形荷重が大きくなり、成形が困難になった。
【0115】
比較例Ｂ４は、パンチの突起部の長さが、素材の板厚の１０％未満であったため、加工時の材料流動が不十分になり、これにより曲げ部の外側の曲率半径Ｒoutが板厚を超えてしまい、シャープな形状が得られなかった。また、スプリングバックも大きくなった。
【0116】
比較例Ｂ５は、パンチの突起部の長さＨが、素材の板厚ｔの３０％以上であったため、凹部の深さＤが過大になり、また、ＨＶＬ２／ＨＶＬ１が小さく高硬度領域Ｒの形成が認められず、最大応力度が小さくなって耐座屈性が低下した。
【0117】
比較例Ｂ６は、素材の０．２％耐力が３００ＭＰａ未満であり、また、ＨＶＬ２／ＨＶＬ１およびＨＶＬ２／ＨＶｍが発明範囲から外れたため、最大応力度が小さくなり、耐座屈性が低下した。
【0118】
比較例Ｂ７は、曲げ部になることが予定されている曲げ稜線に沿って、板厚の半分の深さのＶ字状の溝をステンレス鋼板に付与してなる素材を用意し、この素材に対して、突起部を持たないパンチを用いて成形したものである。比較例Ｂ７では、曲げ部におけるひずみの蓄積が不十分になり、ＨＶＬ２／ＨＶＬ１が小さく高硬度領域Ｒの形成が認められず、ＨＶＬ２／ＨＶｍが発明範囲から外れたため、耐座屈性が低下し圧縮試験中に割れが生じてしまった。
【0119】
【表1】
【0120】
【表2A】
【0121】
【表2B】
【0122】
【表2C】
【符号の説明】
【0123】
１…パンチ、１ａ…パンチ先端、１ｂ…パンチ型面、１ｃ…突起部、１ｅ…突起部の先端面、２…ダイ、２Ａ…ダイブロック、２ａ…ダイ凹部、２ｃ…ダイの凹曲面、２ｄ…底部、３…素材、４…曲げ加工品（金属板材よりなる曲げ加工品）、４ａ…板材部、４ｂ…曲げ部、４ｃ…曲げ部の曲げ外側の凸曲面、４ｄ…曲げ部の凹部、４ｅ…凹部の凹曲面、
Ｄ…凹部の深さ、Ｈ…突起部の長さ、Ｒｄ…ダイの凹曲面の曲率半径、Ｒｐ…突起部の凸曲面の曲率半径、Ｒｑ…凹部の凹曲面の曲率半径、ｔ…板厚、Ｌ１…第１仮想線、Ｌ２…第２仮想線、Ｒ…高硬度領域。
Ｄ…凹部の深さ、Ｈ…突起部の長さ、Ｒｄ…ダイの凹曲面の曲率半径、Ｒｐ…突起部の凸曲面の曲率半径、Ｒｑ…凹部の凹曲面の曲率半径、ｔ…板厚、Ｌ１…第１仮想線、Ｌ２…第２仮想線、Ｒ…高硬度領域。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】