CN1306054C - 用于电子枪电极的合金 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于能够满足今年来更加严格的深拉深性和内缘翻边性的改进要求的用于电子枪电极的合金。其特征是，以质量百分比计，包括：Cr：15～20%，Ni：9～15%，C：0.12%以下，Si：0.005～1%，Mn：0.005～2.5%，P：0.03%以下，S：0.0003～0.01%，其余由Fe和不可避免的杂质构成，在以下的条件下数出的夹杂物组的个数为20个以下。观察截面：轧制直角方向的截面，观察视野：相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野，成为对象的夹杂物的形状：B类，夹杂物的宽度：宽度为50μm以上。

Description

用于电子枪电极的合金
技术领域
本发明涉及一种要求非磁性的用于电子枪电极的合金，特别是涉及深拉深性和内缘翻边性优良的用于电子枪电极的合金。
背景技术
在用于电子管的部件、特别是用于彩色布劳恩管中的电子枪的电极上，现有技术采用非磁性的不锈钢带，作为这种合金，有特公昭32-751号公报或特开平4-43372号公报所公开的合金。这种现有技术所公知的合金、特别是改良了深拉深性与内缘翻边性的特公开4-43372合金作为现有技术的用于布劳恩管中的电子枪电极的材料具有充分的特性。另外，所谓“内缘翻边加工”是指在板上开孔，并使孔的周缘象筒那样突出的加工。
关于提高了深拉深性和内缘翻边性的不锈钢带，在特愿平6-336866号公报中公开了以含有适量硫的合金使硫或硫化物(主要为MnS)均匀地分散在晶粒边界或粒径内而改进了冲裁性的不锈钢带。而且，在特公平11-106873号公报中，着眼于现有技术未充分考虑的P、N、Ti、Nb、V、Zr、Ca、Mg这种微量成分而改进了特性。
但是，随着近年来用于计算机中的布劳恩管的飞速高精细化和高亮度化的进展，需要进一步改进了深拉深性和内缘翻边性的材料。即，为了进一步提高电子枪的聚焦特性，需要进一步增大电极的透镜直径，并且高精度地进行加工。其结果，对深拉深性和内缘翻边性的要求比过去更加严格，在现有技术的合金中，对深拉深加工和内缘翻边加工上的要求特性的对应很困难。
本发明的目的在于提供一种用于电子枪电极的合金，能够满足近年越来越严格的深拉深性和内缘翻边性的改进要求。
发明内容
本发明者们对深拉深加工和内缘翻边加工中成为不良品的压力制品进行了详细的调查。其结果判断出，作为不良的形态，在深拉深的圆筒加工面上产生了月牙形的破裂(图1(a))或内缘翻边加工的圆筒前端部裂开并破损(图1(b))的比例很高。这种不良不取决于特定的压力设备，压力实施日，以及压力操作者，也不认为是以随机的频率产生的倾向，而是通过不锈钢带的制造批量而变动的。
在调查压力制品的破损发生部的同时，对不锈钢带坯料也进行了机械的性质和夹杂物的调查。其结果，确认在破损发生部上存在特有的夹杂物，只有特定形状的夹杂物才成为破损的起点。因为即使在伸展大等的机械特性为使深拉深性和内缘翻边性提高的值、并且作为夹杂物量的指标的清洁度低的情况下也发生了破裂。即，本发明者们发现，深拉深加工和内缘翻边加工中成为破裂的起点的要因是呈特定的形态、具有某种特定的大小、并多为氧化物类的夹杂物，而且，用机械特性或清洁度的评价不能够进行评价。
深拉深加工中的月牙形破裂产生在圆筒加工面上，但在坯料上向轧制直角方向裂开。
图2为表示加工部分和夹杂物的位置的示意图，在深拉深加工中，如图2(a)所示，在深拉深加工圆筒的深度方向为轧制平行方向的侧面上不因夹杂物而破裂，但如图2(b)所示，在深拉深加工圆筒的深度方向为轧制直角方向的侧面上则因夹杂物而破裂。这是由于考虑到轧制直角方向和轧制水平方向的材料的伸展时轧制直角方向的伸展差，夹杂物成为起点而破裂的缘故。另一方面，在内缘翻边加工的情况下，如图2(c)所示，在夹杂物脱离中心孔的情况下不产生破裂，但如图2(d)所示，在横跨中心孔的部分的情况下在孔的表面上出现夹杂物，在内缘翻边加工时夹杂物成为起点而破裂。
另外，细长的硫化物系夹杂物不对深拉深性和内缘翻边性产生影响，不成为破裂的起点。即使是硫化物之外的夹杂物，在小于特定大小的情况下，发现也不对深拉深加工和内缘翻边加工产生恶劣影响。
本发明是根据上述见解而提出的。
其特征是，以质量百分比计，包括：Cr：15～20％，Ni：9～15％，C：0.12％以下，Si：0.005～1％，Mn：0.005～2.5％，P：0.03％以下，S：0.0003～0.01％，其余由Fe和不可避免的杂质构成，在以下的条件下数出的夹杂物组的个数为20个以下。
观察截面：轧制直角方向的截面，
观察视野：相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野，
成为对象的夹杂物的形状：B类，
夹杂物的宽度：宽度为50μm以上。
另外，优选地为Mo：2％以下，Al：0.001～0.2％，O：0.005％以下，N：0.1％以下，Ti：0.1％以下，Nb：0.1％以下，V：0.1％以下，Zr：0.1％以下，Ca：0.05％以下，Mg：0.02％以下。对于任一种元素，当超过了上限时，都将使深拉深性和内缘翻边性变差。而且，由于Al是作为脱氧剂添加的，所以含有量小于0.001％则得不到必要的脱氧效果。
采用本发明，可期待用于电子枪电极的不锈钢带的深拉深性或内缘翻边性的提高。
附图说明
图1为表示深拉深加工和内缘翻边加工中的不良部分形状的示意图。
图2为表示深拉深加工和内缘翻边加工中的加工部分和夹杂物的位置的示意图。
图3为表示从轧制直角方向截面和轧制平行方向观察的B类夹杂物的示意图。
图4为表示由深拉深性评价试验制作的圆柱形盖体的形状的示意图。上部是在相对于拉深方向在直角的方向上剖开的截面形状，下部是在相对于拉深方向在垂直的方向上剖开的截面形状。
图5为表示内缘翻边性评价试验制作的圆筒形孔的形状的示意图。上部是在相对于开孔方向在直角的方向上剖开的截面形状，下部是在相对于开孔方向在垂直的方向上剖开的截面形状。
具体实施方式
和本发明的作用一起对上述数值限的根据定加以说明。
(1)关于组成
关于组成的限定理由如下所述。
Cr：作为用于电子枪电极，基本上要求是非磁性的。为了与该要求对应，要将Cr和Ni的量控制在适当的范围内，为了确保非磁性，Cr的含有量为15～20％。另外，更优选的范围为15～17％。
Ni：为了确保非磁性，Ni必须为9％以上，当超过了15％时，则成本增加。因此，Ni的含有量为9～15％。另外，更优选的范围为13～15％。
C：当含有超过了0.12％的C时，由于碳化物的生成显著，使深拉深性和内缘翻边性变差，所以为0.12％以下。
Si：Si虽然是为了脱氧的目的添加的，但在小于0.005％时没有脱氧的效果，而超过1％时加工性变差，从而深拉深性和内缘翻边性变差。因此，Si的含有量为0.005～1％。
Mn：Mn是为了脱氧的目的、并通过使MnS析出而起到上述作用而添加的，当板坯的残留量少于0.005％时没有效果，当超过了2.5％时则硬度的上升显著，深拉深性和内缘翻边性变差。因此，Mn的含有量为0.005～2.5％。
P：由于P超过了0.03％时深拉深性和内缘翻边性变差，所以为0.03％以下。
S：适当地含有S时与Mn形成MnS，如上所述，使深拉深性和内缘翻边性提高。但是，当S的含有量小于0.0003％时则得不到其效果，而且，当含有量超过了0.01％时则热加工性变差。因此，S的含有量为0.0003～0.01％。
(2)关于夹杂物
在本发明中，发现特定形状的夹杂物成为深拉深的圆筒加工面上产生的月牙形状的破裂或内缘翻边加工的圆筒前端部上产生的破裂的起点。
关于本发明中的夹杂物的形状，夹杂物是基于JIS G 0555「钢的非金属夹杂物的显微镜试验方法」由A类夹杂物、B类夹杂物、C类夹杂物三种规定的。
在本发明中成为对象的夹杂物为B类夹杂物。A类夹杂物是硫化物系为主体，具有细长的形状，但由于具有延展性，对深拉深性和内缘翻边性没有影响。而且C类夹杂物为细小，小的夹杂物分散的状态，由于大小很小，所以对深拉深性和内缘翻边性没有影响。因此，在本发明中仅列举B类夹杂物。
但是，即使在B类夹杂物中，也并不是所有大小的夹杂物均对深拉深加工和内缘翻边加工产生恶劣影响。产生恶劣影响的是宽度大的B类夹杂物。在此，夹杂物的「宽度」定义为指轧制直角方向的尺寸，「长度」定义为轧制平行方向的尺寸，「厚度」定义为相对于板面垂直方向的尺寸。
对深拉深加工和内缘翻边加工产生恶劣影响的夹杂物的宽度为50μm以上。由于宽的夹杂物通常也比较长，所以进入加工部分中的概率高，但小于50μm的夹杂物长度短，相应地难以进入加工部分，而且，由于在深拉深加工和内缘翻边加工中也小，所以不容易成为破裂的起点。
因此，为了调查夹杂物的宽度，将夹杂物的观察截面作为轧制直角方向的截面，从所观察的B类夹杂物中数出宽度为50μm以上的夹杂物。图3中示意地示出了轧制平行方向的截面和轧制直角方向的截面上的夹杂物观察的形状。在宽度不同的夹杂物(甲)、(乙)中，虽然在轧制直角方向的截面处能够识别出宽度的不同，但在轧制平行方向的截面处则不能够识别。而且，虽然在与轧制面平行的截面处能够识别出宽度，但难以切出与后述的宽大视野的轧制面平行的截面进行观察。
观察视野要对轧制直角方向的截面观察相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野。
钢带的累积宽度表示宽度方向的总和，在本发明中，相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野表示，例如板厚为0.25mm、宽度为100mm的钢带以0.25mmt×100mmw的轧制直角截面为对象时为60个截面的视野，板厚为0.5mm、宽度为30mm的钢带以0.5mmt×30mmw的轧制直角截面为对象时为200个截面的视野。使累积宽度为6000mm是由于在小于6000mm时不能够把握夹杂物组的分布，夹杂物个数的检测精度不够的缘故。即，在相当于一半的视野(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：3000mm)的面积、或者相当于1/4的视野(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：1500mm)的面积时精度不够。作为夹杂物组个数的规定，是在相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：3000mm)的面积下为10个以下、或者在相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：1500mm)的面积下为5个以下的规定为不充分。
实施例
一边将实施例和比较例对比一边对本发明加以说明。
调整成表1所示的组成，在周知的AOD连续铸造系统中制造出厚度为150mm的板坯。在该铸造中铸入与本发明的合金有关的夹杂物。对于本实施例，使AOD精炼后的浇包中的熔液静置时间为从20分钟到100分钟的范围。而且，铸造速度为60mm/分钟～80mm/分钟，铸造速度的管理水准为±10mm/分钟，如表2所示，对于不同的板坯在不同的条件下铸造。通过公知的方法对所获得的板坯进行加工，制成板厚为0.25mm的钢带。即，首先对厚度为150mm的板坯进行热轧，制成厚度为3mm的热卷材。对热卷材进行酸洗，获得了白皮。之后，重复进行冷轧和光亮退火，通过精轧制成厚度为0.25mm的钢带。最后进行光亮退火而制成成品。在最后的光亮退火中，将退火条件设定成结晶粒度以粒度号码表示为8.0。
对于所获得的钢带评价了清洁度、夹杂物个数、深拉深性、内缘翻边性。
表1
  Cr质量％   Ni质量％   C质量％   Si质量％   Mn质量％   P质量％   S质量％   Mo质量％   Al质量％
  15.4～19.1   12.0～14.8   0.03～0.08   0.3～0.7   1.1～1.8   0.01～0.02   0.001～0.003   0.01～0.03   0.002～0.005
  O质量％   N质量％   Ti质量％   Nb质量％   V质量％   Zr质量％   Ca质量％   Mg质量％   Fe质量％
  0.001～0.003   0.02～0.05   0.001～0.003   0.001～0.003   0.001～0.003   0.001～0.003   0.001～0.002   0.001～0.002 其余
清洁度是以JIS G 0555「钢的非金属夹杂物的显微镜试验方法」为基准测定的。
夹杂物的个数是在以下的条件下数出的。
观察截面：轧制直角方向的截面。
观察视野：相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野。
夹杂物的形状：B类。
夹杂物的宽度：宽度为50μm以上。
在夹杂物个数的测定中，用公知的方法对规定的钢带截面进行镜面精加工，并用200倍的光学显微镜进行了观察。夹杂物的宽度以在市售的目镜在透镜上刻有刻度的目镜进行了测定。
深拉深性是用连续压力机制成具有图3所示的形状的圆柱形的盖体进行了评价。如图3所示，圆柱形盖体由底面和侧面构成。圆柱形盖体的底面是形状为正圆，直径为20mm，厚度为0.25mm，与其平行地相对的相反一侧是开口的。对于圆柱形盖体的侧面，圆柱形盖体的高度(拉深方向的长度)为25mm。圆柱形盖体的侧面的厚度为0.225mm。由于拉深加工前的钢带的厚度为0.25mm，所以拉深加工中的加工度为10％。由倍率为20倍的光学显微镜确认通过拉深加工获得的圆柱形盖体的侧面上未产生月牙形的破裂。观察是以圆柱形盖体的外表面和内表面双方作为对象的。而且，将圆柱形盖体的底面从观察的对象上卸下。在深拉深性的评价中，制作出10000个圆柱形盖体，将产生了破裂的判定为不良品，将未产生破裂的判定为合格品，求出了不良品比例(％)。
内缘翻边性是首先在钢带上开孔，并将该孔扩大，同时拉深加工成具有规定高度的圆筒形的孔，然后进行了评价。圆筒形的孔的形状如图4所示。钢带上开孔的直径为1mm。通过拉深加工制成的圆筒是高度(拉深方向的长度)为2mm，直径为5mm。拉深加工中的冲头的截面形状为正圆，其圆的中心和钢带上开孔的孔的中心相一致。在该加工中，将在钢带上开出的直径为1mm的孔扩大到直径为5mm的圆筒形的孔。对于该圆筒形的孔，用20倍的光学显微镜观察了圆筒的前端部分、即图4中厚度为0.1mm的孔缘部分，确认未产生破裂。在内缘翻边性的评价中，制出了10000个圆筒形的孔，将孔缘上产生了破裂的判断为不良品，将未产生破裂的判断为合格品，求出了不良品的比例(％)。
表2
种别 号码   熔液静置时间(分钟)   铸造速度(mm/分钟) 清洁度(％)  宽度为50μm以上的B类夹杂物个数(个)   深拉深性评价试验中的不良品比例(％)   内缘翻边性评价试验中的不良品比例(％)
发明例   1   100   60   0.025  1   0.03   0
  2   100   60   0.021  1   0.02   0
  3   100   65   0.025  3   0.01   0
  4   100   70   0.017  8   0.06   0
比较例   5   60   70   0.017  34   0.19   0.02
  6   60   75   0.021  41   0.42   0.06
  7   60   80   0.012  31   0.55   0.06
  8   60   85   0.029  52   0.73   0.09
  9   40   70   0.017  55   0.70   0.05
  10   40   75   0.021  72   0.78   0.07
  11   40   80   0.025  66   0.63   0.08
  12   40   85   0.012  56   0.56   0.07
  13   20   70   0.017  111   0.88   0.08
  14   20   85   0.012  117   1.83   0.24
  15   20   75   0.021  154   1.93   0.17
  16   20   80   0.021  162   2.12   0.23
表2中，本发明例的号码1～4表示在深拉深性的评价中不良品比例为小于0.1％的低值。而且，在内缘翻边性的评价中不良品比例为0％。与之相对在比较例号码6～16中，由于静置时间短，宽度为50μm以上的夹杂物个数多，脱离了本发明的规定，所以在深拉深性评价和内缘翻边性评价试验中的不良品比例比本发明例高。而且，在铸造速度上，没有静置时间那样的影响，但随着速度加快，在深拉深性评价试验和内缘翻边性评价试验中的不良品比例高。
而且对于，发明例号码1、4和比较例号码5、12，在四处测定出宽度：1650mm，累积成1650mm、3300mm的结果(1650mm×2)、累积成6600的结果(1650mm×2)如表3所示。
表3
号码   累积宽度   深拉深性评价试验中的不良品比例(％) 内缘翻边性评价试验中的不良品比例(％)
1650mm 3300mm 6600mm
  ≤5   ≤10   ≤20
1   1 1 1 0.03 0
  0
  0 0
  0
4   1 2 8 0.06 0
  1
  0 6
  6
5   12 26 34 0.19 0.02
  14
  6 8
  2
12   8 22 56 0.56 0.07
  14
  22 34
  12
对于B类夹杂物的数量少的号码1中的任一个测定结果，均可判断为深拉深性和内缘翻边性良好。而且，对于B类夹杂物的数量多的号码12中的任一个测定结果，均可判断为深拉深性和内缘翻边性不好。但是，号码4中1650mm有超过5个，3300mm有超过10个的情况，不能够判断为深拉深性和内缘翻边性良好。而且，号码5中有1650mm低于5个，3300mm低于10个的情况，不能够判断为深拉深性和内缘翻边性不好。
因此，为了正确地进行判断，作为累积宽度要为6000mm。

Claims (1)

1.一种用于电子枪电极的不锈钢带，其特征是，以质量百分比计，包括：Cr：15～20％，Ni：9～15％，C：0.12％以下，Si：0.005～1％，Mn：0.005～2.5％，P：0.03％以下，S：0.0003～0.01％，其余由Fe和不可避免的杂质构成，在以下的条件下数出的夹杂物组的个数为20个以下，
观察截面：轧制直角方向的截面
观察视野：相当于(钢带的板厚)×(钢带的累积宽度：6000mm)的面积的视野
成为对象的夹杂物的形状：B类
夹杂物的宽度：宽度为50μm以上。
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