CN1107737C - 用于彩色显象管的荫罩材料、荫罩及彩色显象管 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种具有优异抗拉强度和高温蠕变强度的用于彩色显象管的荫罩材料、荫罩和装有荫罩的彩色显象管。为此，本发明的荫罩材料采用含0.05～2.5重量%的Cu和0.001～0.4重量%的P，或0.05～2.5重量%的Cu和0.001～0.4重量%的P和0.01～1.75重量%的Ni的低碳钢。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于彩色显象管的荫罩材料、荫罩及装有荫罩的彩色显象管。更具体地讲，本发明涉及一种具有优异抗拉强度和高温蠕变强度的用于彩色显象管的荫罩材料、荫罩和装有荫罩的彩色显象管。
发明背景
近年来，在荫罩型彩色显象管中，已采用所谓的平面阴极射线管，其被焊在一个带有略微弯曲的罩表面的框架上。平面阴极射线管对大大减少照明光线等的漫反射及缓解视疲劳具有显著作用。
对于如上所述现存系统中安装的荫罩材料，重要的是，例如，压制成型性和在受压时保持原有形状的保持形状稳定的性能以能被焊在一个带有略微弯曲的罩表面的框架上。
然而，当在荫罩系统中进一步提高阴极射线管的平面度时，人们担心使用现有阴极射线管中采用的略微弯曲的罩表面不能获得该平面度。
因此，需要进一步开发在迄今已知的荫罩型阴极射线管中能够完全平面化罩表面和能克服上述问题的荫罩材料。
本发明的目的是提供一种能够实现如上所述完全平面化的阴极射线管的用于彩色显象管的荫罩材料、阴罩、及装有荫罩的彩色显象管，且进一步，提供一种具有优异抗拉强度和高温蠕变强度的用于彩色显象管的荫罩材料、荫罩和装有荫罩的彩色显象管。
发明公开
权利要求1的用于彩色显象管的荫罩材料，其特征在于，包含一种低碳钢，其含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P。
权利要求2的荫罩材料，其特征在于，包含一种低碳钢，其含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P及0.01～1.75重量％的Ni。
权利要求3的荫罩材料，其特征在于，包含一种低碳钢，其含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P。
权利要求4的供彩色显象管使用的荫罩，其特征在于，包含一种低碳钢，其含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P及0.01～1.75重量％的Ni。
权利要求5的彩色显象管，其特征在于，其装有供彩色显象管使用的荫罩，该荫罩包含一种含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P的低碳钢。
权利要求6的供彩色显象管，其特征在于，其装有供彩色显象管使用的荫罩，该荫罩包含一种含有0.05～2.5重量％的Cu和0.001～0.4重量％的P及0.01～1.75重量％的Ni的低碳钢。
权利要求7的彩色显象管，其特征在于，将施加有张力的荫罩连接到框架上。彩色显象管上的张力期望在或者向上或者向下或在该两个方向上。
权利要求9的荫罩材料，其特征在于，当施加20kgf/mm2的外力应保持在450℃×60分钟的情况下，延伸率为0.1％或更小。
实施本发明的最佳方案
按照本发明的荫罩材料以在垂直方向加有一较大张力的状态焊接到框架上，并还在高温下具有足够的蠕变强度，以便带有一定张力的荫罩保持在施加有张力的状态，而在随后的热处理过程中荫罩不松弛。
因此，按照本发明用作荫罩材料的超低碳钢优选采用真空除气法脱氧和脱氮以降低钢中碳化物和氮化物含量，以及在热轧或热轧和热处理(一次热处理和二次热处理)过程中促进晶粒的生长。
首先，在这里解释按照本发明用作荫罩材料的钢中各加入的元素和限制其加入量的原因。
对于碳，希望尽可能低，因为如果冷轧之后钢板中碳量高则碳化物增加阻止晶粒长大。所以，碳含量的上限优选0.01重量％。下限只要通过真空除气处理可实际降低的话，优选尽可能低。
关于Mn，必须加入Mn以与钢中的S结合以将钢中的S固定为MnS以防止热脆，但优选加入量要少以提高磁性能，其加入量为0.5重量％或更少。
Si优选尽可能少，因为其恶化黑化薄膜(blackened film)的附着性，其量限制到0.3重量％或更少。因为S大大地恶化腐蚀特性，优选尽可能少，其含量限制在0.05重量％或更少。进一步，因为N形成氮化物阻止晶粒生长，优选尽可能少，并限制在0.05重量％或更少。
关于Cu，具有在析出热处理(二次热处理)中增加ε-相的析出量的作用，并且随其加入量的增加大大改善屈服强度、抗拉强度和蠕变强度。然而，当加入量不够时，不能获得足够的强度改善效果。优选，0.05重量％或更高，更优选，0.5重量％或更高，以及进一步优选1重量％或更高。
另一方面，如果加入量过多，析出物会增加并恶化力学性能如抗拉强度和蠕变强度。优选2.5重量％或更少，更优选，2重量％或更少，进一步优选，1.5重量％或更少。
P通过固溶强化可有效提高强度，以及因为通过加入P可使抗拉强度和蠕变强度明显增加，P的固溶强化可以与基于作为本发明一个目的的Cu加入引起的析出热处理的强化联合使用。
P的加入量优选0.001％或更高，更优选，0.01重量％或更高，以及进一步优选0.1重量％或更高。
当加入过多时，通过偏析形成混晶，这还将导致脆化，优选0.4重量％或更少，更优选，0.25重量％或更少，以及进一步优选，0.15重量％或更少。
Ni对防止由于Cu的加入引起的热脆有明显的作用，并对按照本发明的在施加有张力的荫罩材料制造过程中具有提高成品率有大的作用。进一步，由于抑制了Cu的偏析，使质量稳定，以及通过Ni的固溶硬化提高抗拉强度和蠕变强度。因为Ni的效果通过加入Cu加入量的2/3或更少便可充分获得，故其量优选0.01至1.75重量％。更优选，0.1至0.8重量％。
如果加入量少于0.01重量％，因为量太少，效果不明显，另一方面，如果超过1.75重量％，效果也不再明显。
进一步，优选加入量为Cu加入量的1/2。
在本发明中，在加入Cu的超低碳钢中通过在析出热处理(二次热处理)中析出纳米(nm)级超细Cu相(ε-相)以及与进一步加入P以利用P的固溶强化一起可以获得极高抗拉强度的荫罩材料。
然后，解释用作本发明的荫罩材料的薄钢板的制造方法。通过真空熔炼法或真空除气法制备的含有上述化学成分的超低碳钢经热轧之后，酸洗去除热轧过程中形成的氧化皮。接着，冷轧至0.02至0.3mm的厚度。然后，在300至700℃进行析出热处理(二次热处理)10分钟至20小时。当Cu或Cu和P的加入量较大时，因为再结晶温度提高，析出热处理可以在接近700℃的上限进行，但考虑到Cu的析出和析出相的晶粒尺寸，该析出热处理优选在450至700℃的温度范围进行。如果析出热处理的温度低于300℃，ε-相析出不充分，不能获得所需的抗拉强度。另一方面，当采用的析出热处理的温度超过700℃时，引起过度析出使ε-相粗大，或者ε-相在钢中再固溶，降低抗拉强度。取决于加热温度和加热时间，析出热处理可采用箱式退火炉或连续退火炉。
进一步，作为另一个实施方案，上述超低碳钢可以经热轧和酸洗，然后冷轧至0.1至0.6mm厚，随后进行在500至800℃的中间退火(一次热处理)以调整晶粒大小，随后，采用二次冷轧钢板至最终厚度为0.02至0.3mm，然后，可采用上述析出热处理(二次热处理)。当中间退火的温度低于500℃时，软化不充分导致当二次冷轧之后采用上述析出热处理时强度过高。另一方面，当退火温度超过800℃时，即使二次冷轧之后采用析出热处理也不能获得期望的抗拉强度。实施例
本发明通过实施例给予更详细的解释。表1表示当通过真空除气使之具有14种化学组分的钢(A-N)熔炼制成的钢坯并成型为2.5mm厚的热轧钢板时的化学成分和热轧裂纹发生率。热轧钢板使用硫酸酸洗之后，冷轧形成0.1mm和0.3mm厚的两种冷轧钢板。随后，0.1mm厚的冷轧钢板直接进行二次热处理(析出热处理)，以及0.3mm厚的钢板进行一次热处理(中间退火)、再二次冷轧至0.1mm厚之后进行二次热处理(析出热处理)。在这样获得的试验材料上进行性能试验。抗拉强度通过Instron型拉伸试验机进行检测，蠕变强度使用蠕变试验机(东海制作所制造)检测，当保持在20kgf/mm2载荷应力下450℃×60分钟的空气中的条件下时测量和评价延伸率(％)。蠕变强度的评价通过下述标准确定。
即，就将荫罩焊接到框架上之后采用的黑化热处理而论，因为有必要使施有张力的荫罩在黑化后保持加有张力状态而不松弛，所以热处理在低于钢再结晶温度的低温如约450℃及60分钟进行。
进一步，当本发明的荫罩以加有大的纵向张力状态焊接到框架上时，其在20kgf/mm2拉应力下的延伸率期望为0.1％或更小，并将其确定为蠕变强度的一个标准值。表1试验材料的化学组成(薄钢板)
表2展示试验材料的特性。表2
| 试样编号 | 化学组成(重量％) | 区分 | ||||||||
| C | Mn | Si | S | N | Cu | P | Ni | Fe | ||
| A | 0.005 | 0.43 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 0.05 | 0.14 | 0.007 | 余量 | 权利要求1 |
| B | 0.004 | 0.45 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 0.07 | 0.001 | 0.006 | 余量 | 权利要求1 |
| C | 0.006 | 0.46 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 0.05 | 0.150 | 0.007 | 余量 | 权利要求1 |
| D | 0.005 | 0.47 | 0.02 | 0.01 | 0.002 | 0.05 | 0.152 | 0.024 | 余量 | 权利要求2 |
| E | 0.007 | 0.45 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 1.61 | 0.0012 | 0.008 | 余量 | 权利要求2 |
| F | 0.004 | 0.44 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 1.55 | 0.159 | 0.78 | 余量 | 权利要求2 |
| G | 0.006 | 0.46 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.45 | 0.001 | 0.008 | 余量 | 权利要求1 |
| H | 0.006 | 0.47 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.44 | 0.147 | 0.008 | 余量 | 权利要求1 |
| I | 0.005 | 0.46 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.44 | 0.155 | 1.25 | 余量 | 权利要求2 |
| J | 0.006 | 0.45 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.49 | 0.387 | 1.38 | 余量 | 权利要求2 |
| K | 0.007 | 0.44 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.49 | 0.358 | 1.75 | 余量 | 权利要求2 |
| L | 0.005 | 0.44 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.5 | 0.001 | 0.007 | 余量 | 权利要求1 |
| M | 0.006 | 0.46 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.5 | 0.17 | 1.3 | 余量 | 权利要求2 |
| N | 0.005 | 0.44 | 0.01 | 0.01 | 0.002 | 2.5 | 0.4 | 1.3 | 余量 | 权利要求2 |
| 试样编号 | 抗拉强度(Kgf/mm2) | 蠕变延伸率(％) |
| A | 77 | 0.14 |
| B | 72 | 0.16 |
| C | 82 | 0.09 |
| D | 83 | 0.08 |
| E | 75 | 0.09 |
| F | 91 | 0.04 |
| G | 78 | 0.12 |
| H | 87 | 0.05 |
| I | 86 | 0.04 |
| J | 92 | 0.03 |
| K | 92 | 0.03 |
| L | 84 | 0.04 |
| M | 88 | 0.03 |
| N | 92 | 0.03 |
虽然以相对荫罩一个垂直方向进行了说明，按照本发明的荫罩材料还可对在垂直和水平两个方向上施加有恒定张力的荫罩发挥同样充分的所述功能。
工业实用性
由于按照本发明的荫罩材料具有良好的抗拉强度和蠕变强度，即使焊接到框架上之后进行黑化热处理时也不会变形。
Claims (15)
1.一种供彩色显象管使用的荫罩材料，其包含一种低碳钢，该钢含有0.05～2.5重量％的Cu、0.001～0.4重量％的P、0.01重量％或更低的C、0.5重量％或更低的Mn、0.3重量％或更低的Si、0.05重量％或更低的N和0.01～1.75重量％的Ni。
2.如权利要求1所述的荫罩材料，其特征在于，所述的Ni含量为0.1～0.8重量％。
3.如权利要求1所述的荫罩材料，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的2/3或更少，但高于0.01重量％。
4.如权利要求1所述的荫罩材料，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的1/2。
5.一种供彩色显象管使用的荫罩，其包含一种低碳钢，该钢含有0.05～2.5重量％的Cu、0.001～0.4重量％的P、0.01重量％或更低的C、0.5重量％或更低的Mn、0.3重量％或更低的Si、0.05重量％或更低的N和0.01～1.75重量％的Ni。
6.如权利要求5所述的荫罩，其特征在于，所述的Ni含量为0.1～0.8重量％。
7.如权利要求5所述的荫罩，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的2/3或更少，但高于0.01重量％。
8.如权利要求5所述的荫罩，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的1/2。
9.一种装有用于彩色显象管的荫罩的彩色显象管，其包含一种低碳钢，该钢含有0.05～2.5重量％的Cu、0.001～0.4重量％的P、0.01重量％或更低的C、0.5重量％或更低的Mn、0.3重量％或更低的Si、0.05重量％或更低的N和0.01～1.75重量％的Ni。
10.如权利要求9所述的彩色显象管，其特征在于，所述的Ni含量为0.1～0.8重量％。
11.如权利要求9所述的彩色显象管，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的2/3或更少，但高于0.01重量％。
12.如权利要求9所述的彩色显象管，其特征在于，所述的Ni含量为Cu含量的1/2。
13.一种彩色显象管，其中施加有张力的荫罩被连接到框架上，并且该荫罩包含一种低碳钢，该钢含有0.05～2.5重量％的Cu、0.001～0.4重量％的P、0.01重量％或更低的C、0.5重量％或更低的Mn、0.3重量％或更低的Si、0.05重量％或更低的N和0.01～1.75重量％的Ni。
14.根据权利要求13的彩色显象管，其中，所述施加的张力在框架向上方向上或者向下方向上或该两个方向上。
15.一种荫罩材料，当施加20kgf/mm2的外加应力并保持在450℃×60分钟的条件下，其延伸率为0.1％或更小，并且该荫罩材料包含一种低碳钢，该钢含有0.05～2.5重量％的Cu、0.001～0.4重量％的P、0.01重量％或更低的C、0.5重量％或更低的Mn、0.3重量％或更低的Si、0.05重量％或更低的N和0.01～1.75重量％的Ni。
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