CN1229146A - 电子枪部件用Fe－Ni合金的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种不产生模具寿命降低问题的,改善了冲切性的电子枪部件Fe－Ni合金制造方法。在将由重量%计,Ni30～55%、Mn0.05～2.00%、S0.001～0.050%、其余为Fe和不可避免的杂质形成的Fe－Ni合金,以溶解、铸造、热加工、冷压延、退火处理等工序制造电子枪部件用Fe－Ni合金的制造方法中,Fe－Ni合金,将元素A的含量取为[%A]时,满足0.0005≤[%Mn][%S]≤0.0100,而且,以下式所示的温度进行热加工加热。1050≤T℃≤(9500/3.1－log[%Mn][%s])－350

Description

电子枪部件用铁-镍合金的制造方法

本发明是关于适于用作电子枪，例如电子枪电极材料的，提高了冲压切割性的Fe-Ni合金制造方法。

图1是公知的屏蔽型彩色显像管的断面图，屏面板1上涂布了能发红、绿、兰三种本色光的荧光膜2，在颈部安装了能发射电子束3的电子枪4。电子束3受偏向磁轭5的作用而进行偏转操作。6是屏蔽，而7是屏磁板。

图2(a)和(b)是表示安装在电子枪4上的冲切加工部件的电极(栅格电极)10实例的斜视图和断面图。电极10控制由电子枪的阴极热放出电子，形成电子束，起到调变电子流量的作用。在电极10上，利用压印和冲压切割加工形成能通过发红、绿、兰各色光束的微孔10a、10b和10c。

一般用于显像管的电子枪部件，是将0.05～0.5mm厚的非磁性不锈钢板，经过上述压印或冲压切割制成。但是，近年来，人们越来越重视位于靠近电子枪阴极处的电极，与其用非磁性的，不如用热膨胀小的。即，近年来，伴随着计算机显示等显像管的高精密性、高功能性的要求，由电极部件热膨胀引起的细微尺寸变化，都会影响到屏面板1(参照图1)上画面的性能(色纯度)。

虽然已开始使用具有低热膨胀特性的Fe-Ni合金，特别是Fe-42％Ni合金(42合金)作电极材料，但是，过去的42合金，在电极部件上冲压加工微孔10a、10b及10c时，存在的问题是，冲头从材料上冲压下碎屑时，在端缘10e处(参照图2)留下毛刺B。冲切时产生的毛刺会对电子束的控制产生恶劣的影响，我们说这是电子枪的致使缺陷。今后随着显像管的高精密化的进展，会对降低电子枪部件上的毛刺提出越来越严格的要求。

几年来，对于改善Fe-Ni合金的冲切性已有很多提案，如特开平6-184703号、特开平6-122945号、特开平7-3400号、特开平7-34199号等。

其中，特开平6-184703号中提出了一种方案，即，将S含量规定为0.002～0.05％，并将S或S化合物分散在粒界或粒内。然而，只添加易切性元素S，并规定其含量，对于近年来要求极高精度的部件，毛刺的抑制不能说非常理想。

再有在特开平6-122945号、特开平7-3400号、特开平7-34199号中提出一种方案，即，添加Ti、Nb、V、Ta、W、Zr等提高强度的元素，通过提高硬度和适度脆性来防止产生毛刺，但带来的问题是硬度提高而使模具寿命降低。

因此，本发明的目的是解决上述老技术中的问题，提供一种不产生模具寿命降低问题，而改善了冲切性的电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法。

本发明者们对冲切性产生影响的内在物质和影响内在物质分布的制造条件，进行了大量的研究，结果发现通过将Mn和S的含量限定在特定范围内，根据真含量决定适当的加热温度进行热加工，改善了电子枪部件用Fe-Ni合金的冲切性，并达到了上述目的。

更具体地说，是通过使适量MnS在材料中析出，促进冲切时产生龟裂和传播，以提高冲切性。而根据本发明者们的研究，为了提高冲切性，仅规定S含量，还不能充分控制MnS的量和分布，而明确其与热加工时的加热温度有着很大的关系。同样，本发明者们发现，根据Mn和S的含量来变动热加工时的加热温度，同时考虑，将适当的加热温度和Mn及S的含量控制在适当的范围内，最初，根据对电子枪部件毛刺的严格要求，发现了可用合金。另外，本发明中，对于合金硬度的提高，由于将效果小的MnS应用到提高冲切性上，所以不会产生因硬度提高而降低模具寿命的问题。

本发明的电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法，由于基于上述见解而完成。所以该方法的特征是将以重量％计，Ni 30～55％、Mn 0.05～2.00％、S 0.001～0.050％、其余为Fe和不可避免的杂质所形成的Fe-Ni合金，在以基本上由熔解、铸造、热加工、冷压延、退火形成的工序进行制造电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法中，Fe-Ni合金，当将元素Mn和S的含量分别取为[％Mn]和[％S]时，必须满足0.0005≤[％Mn][％S]≤0.0100，而且，将热加工加热到以下式(1)表示的温度而进行。

以下伴随着本发明的作用说明限定上述数值的理由：

Ni：Ni是决定Fe-Ni合金热膨胀特性的重要元素、低于30％或超过55％时，热膨胀系数过大，不理想。因此，Ni的成分范围为30～55％。

Mn：Mn与S形成提高冲切性的MnS。Mn含量低于0.05％，冲切性得不到充分提高，超过2.00％时，合金的硬度上升，加速了模具有的磨损，所以Mn成分的范围取为0.05～2.00％，最好的范围是0.05-0.80％。

S：S与Mn形成提高冲切性的MnS。S含量低于0.001％，冲切性得不到充分提高，超过0.050％时，由于热加工性和耐腐蚀性变坏，所以S成分的范围取为0.001～0.050％，最好的范围是0.003～0.020％。

除上述以外的成分是不可避免的杂物和Fe。杂质是C、Si、Al、P、Cr、Co等通常杂质，由于热膨胀特性，所以是有害的，这些杂质元素的含量，总计最好为0.001～0.5％。

Mn和S的浓度积[％Mn][％S]：该浓度积[％Mn][％S]与提高电子枪部件用Fe-Ni合金冲切性有着密切关系，是本发明者们最初着眼的参量，通过规定该参量的范围，与单独规定Mn或S的含量比较，可更准确地控制MnS的量。根据本发明者们的研究，浓度积[％Mn][％S]低于0.0005时，不能充分析出提高冲切性的MnS，当超过0.0100时，可以断定，MnS过多，耐腐蚀性变坏。因此，Mn和S的浓度积[％Mn][％S]，规定为满足下式(2)的范围。

0.0005≤[％Mn][％S]≤0.0100             (2)

热加工的加热温度：热加工时的加热温度过低时，析出的MnS粒径过小，不能提高冲切性。根据本发明者们的研究，非常明确为了确保MnS的粒径，以提高冲切性，热加工的加热温度必须至少为1050℃。当热加工的加热温度过高时，能提高冲切性的MnS产生离解，离解的Mn和S向基体内再固溶非常显著。

因此，为提高冲切性，需要适当控制热加工的加热温度。但是，适当的温度范围随Mn含量和S含量而变化。本发明者们研究了提高冲切性的热加工温度与Mn和S浓度积[％Mn][％S]之间的关系，结果发现，两者间存在着如图3中见到的曲线相关关系。在图3中，求得形成冲切性好坏界限的曲线，直到得到下式(3)，并得到上述式1所示的热加工的加热温度T范围。

另外，所谓热加工是指分块压延、热煅造、热压延。

在制造本发明电子枪部件用Fe-Ni合金的制造中，将按上述规定组成成分熔制的Fe-Ni合金锭或连续铸造板，在上述加热温度下进行热加工，根据需要反复进行冷压延和退火处理，最终制成厚板，并进行最后的退火处理，加工成0.05-0.5mm厚的冲切用板材。

实施例

以下根据具体实施例详细说明本发明。

将以Fe-42％Ni合金为主成分的6种Fe-Ni合金(合金编号1-6)，利用感应型真空熔解炉熔制成约300kg重的锭。作为原料，使用电解Fe、电解Ni、电解Mn，S含量通过添加Fe-S(硫化铁)进行调整。各合金的化学组成示于表1。

表1

由各锭切割成40mn厚的试料，分别按表1所示各温度进行加热，保持1小时后，进行热压延，制成4mm厚的板，将其退火，酸洗后，冷压成1.5mm厚，再退火后，冷压延成0.5mm厚。接着在真空中750℃下将其退火处理1小时，得到供试验用材料。

冲切性的评价，将试验材料压印成0.28mm厚的板后，开出10个直径为0.4mm的孔，对各个孔测定切口面的破断面比率，结果示于表1。表1中记载的破断面比率表示10个孔的破断面比率的平面值。另外，在表1中的热压延温度有所区别，将本发明范围内的温度记载为〔本发明实例〕，将该范围以外的温度记载为〔比较实例〕。图3是将Mn和S的浓度积[％Mn][％S]取作横轴、将热压延的加热温度取作纵轴，对各试验材料(除合金编号6外)的测定值绘成的曲线图。此处的破断面比率利用(破断面厚度/板厚度)×100进行定义，冲切断面和破断面之和应是板厚。根据本发明者们的冲切性研究，明确知道破断面比率越大，毛刺越小，以该实施例的条件，破断面比率在30％以上、是冲切性的优良条件。

从表1明确知道，本发明实例任何一个的破断面比率都超过30％，冲切性非常好。合金编号6，由于S含量超过本发明范围，热压延时产生破裂，所以对冲切性没有评价。如前所述，图3的曲线是上述式3为依据的曲线，将该曲线取作界限，以明确区别冲切性优良的本发明实例和冲切性不好的比较例。

正如以上说明，根据本发明，可以制造出冲切性明显改善的电子枪部件用Fe-Ni合金，解决了电子枪部件的致命问题-毛刺，对于提高显像管的质量来说，获得了优良的电子枪部件。

图1是屏蔽型显像管的断面图。

图2是电子枪的电极，用本发明的Fe-Ni合金制造的电子枪部件实例斜视示意图(a)和断面示意图(b)。

图3是表示实施例中Mn和S的浓度积[％Mn][％S]与热压延的加热温度之间关系的曲线图。

1屏面板    2荧光膜       3电子束

4电子枪    5偏向磁轭     6屏蔽

7屏磁板    10电极        10a，10b，10c微孔

10e端缘    B毛刺

Claims (3)

1.一种电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法，其特征是在将由重量％计，Ni30～55％、Mn0.05～2.00％、S0.001～0.050％、其余为Fe和不可避免的杂质所形成的Fe-Ni合金，以熔解、铸造、热加工、冷压延、退火处理工序进行制造电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法中，上述Fe-Ni合金，当将元素Mn和S的含量分别取为[％Mn]和[％S]时，满足0.0005≤[％Mn][％S]≤0.0100，而且，以下记式所示温度T进行热加工加热。

2.权利要求1的电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法，其中的Mn含量为0.05-0.8％(重)。

3.权利要求2的电子枪部件用Fe-Ni合金的制造方法，其中的S含量为0.003-0.020％(重)。

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