CN1340107A - 张力障板用钢板、它的制造方法以及张力障板 - Google Patents

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Abstract

本发明是使用含有重量%为小于0.1%的C、0.05%以下的Si、0.4－2%的Mn、0.03%以下的P、0.03%以下的S、0.01%以下的固溶Al、0.010%以上N、其余实际上是Fe组成的钢,进行热轧工序和热轧后的钢板冷轧、退火,然后以35%以上的延伸率进行二次冷轧等工序的张力障板用钢板的制造方法。用此制造方法制造的钢板在黑化处理时显示出优良的耐蠕变性能,同时具有在0.35Oe的直流偏置磁场中非磁滞导磁率为3400以上的优良的磁性,用作张力障板时不会发生偏色。

Description

张力障板用钢板、它的制造方法以及张力障板
本发明涉及装在电视和计算机等彩色阴极射线管上的张力障板用钢板、它的制造方法和使用它的张力障板。
在电视和计算机等的彩色阴极射线管中，具有作为选色装置的孔格栅样的、承载大的张力的选色电极，即所谓的装上张力障板。
制造张力障板一般是使用低碳或超低碳铝镇静钢，进行热轧、冷轧、连续退火、二次冷轧、根据需要进行消除应力退火，然后用光刻方法打孔，在单向或双向施加例如200-400N/mm2的张力，在火焰中进行黑化处理。
黑化处理的目的是防止张力障板生锈和减小热辐射，黑化处理例如可以是加热到450-500℃，使钢板表面形成四氧化三铁氧化膜的热处理，这种情况下，有时会因用来做张力障板的钢板的蠕变出现张力降低的情况。张力降低的话，障板孔的位置会偏离，或者容易因扩音器的声音产生共振，使电子束不能打到荧光屏上规定的位置，成为产生所谓“偏色”的原因。
为了防止产生蠕变的现象，特开昭62-249339号公报、特开平5-311327号公报、特开平5-311330号公报、特开平5-311331号公报、特开平5-311332号公报、特开平6-73503号公报、特开平8-27541号公报、特开平9-296255号公报、特开平11-222628号公报等中，发表了在张力障板用钢中加入Mn、Cr、Mo等元素，或使N大量固溶来抑制位错的攀移的技术。
近年来随阴极射线管大型化、高精细化、平面化，除了由于钢板的蠕变现象造成的“偏色”以外，地磁场等外部磁场的影响造成电子束偏离也成为导致“偏色”的原因。
为了防止由于这些外部磁场的影响造成的“偏色”，提高张力障板对磁的屏蔽性是有效的，为此作为方法在特开昭63-145744号公报、特开平8-269569号公报、特开平9-256061号公报中，发表了在张力障板用钢板中加Si的技术，在特开平10-219396号公报中发表了加Cu的技术，在特开平10-219401号公报中发表了Ni的技术。
可是特开昭62-249339号公报、特开平5-311327号公报、特开平5-311330号公报、特开平5-311331号公报、特开平5-311332号公报、特开平6-73503号公报、特开平8-27541号公报、特开平9-296255号公报、特开平11-222628号公报等中记载的技术，没有对外磁场的磁屏蔽性进行研究。
此外特开昭63-145744号公报、特开平8-269569号公报、特开平9-256061号公报、特开平10-219396号公报中记载的技术，磁屏蔽性是提高了，但由于含有Si、Cu，热轧和再结晶退火时钢板表面容易产生缺陷，所以此方法难以适用于对表面要求严格的张力障板用钢板上。
在特开平10-219401号公报中所记载的技术，Ni导致成本增加，耐蚀性恶化。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供表面形状和耐蚀性不恶化、具有优良的耐蠕变能力和磁屏蔽的张力障板用钢板，这种钢板的制造方法以及使用此钢板的张力障板。
采用重量％为：小于0.1％的C、0.05％以下的Si、0.4-2％的Mn、0.03％以下的P、0.03％以下的S、0.01％以下的固溶Al、0.010％以上N、其余实际上是Fe组成的钢，经热轧、热轧后的钢板冷轧、退火，然后以35％以上的延伸率进行二次冷轧，以上述工序制造的张力障板用钢板能达到此目的。实施发明的形式
一般钢板的磁屏蔽性用它的导磁率来评价，钢中的Mn、Mo、Cr、N等元素降低，导磁率提高，磁屏蔽性提高。可是降低这些元素的话，耐蠕变性恶化，所以提高钢板的导磁率和提高耐蠕变性具有相反的倾向。
可是在阴极射线管中设置有消磁装置，消磁装置在接入电源等时在消磁线圈中通入电流，使张力障板等的管内材料消磁。由于此消磁装置在外部磁场中，例如在地磁场中，张力障板不是完全消磁的状态，有剩余磁化。因此要评价张力障板的磁屏蔽性，希望与其采用上述导磁率，不如采用从外部磁场中去除剩余磁场的非磁滞导磁率，非磁滞导磁率越高，外部磁场例如地磁场的磁通越容易从张力障板中通过，能够得到优良的磁屏蔽性能。
我们对张力障板用钢板在黑化处理时的蠕变现象和非磁滞导磁率与产生偏色的关系进行了研究。其结果得到如下看法。
①黑化处理后在0.35 Oe的直流偏置磁场的非磁滞导磁率为3400以上的话，能够得到优良的磁屏蔽性能，可使偏色降低到在实际应用上没有问题的水平。
②添加0.4％以上的Mn、0.010％以上的N，退火后二次冷轧的延伸率在35％以上的话，能够得到优良的耐蠕变性能，同时非磁滞导磁率可以在3400以上。
③添加0.012％以上的N或0.3％以下的Mo会进一步提高耐蠕变性能。
本发明是在这样的看法基础上完成的，下面进行详细说明。
1)成分
C：是与Mn、Mo相互作用使耐蠕变性能提高的元素。加入0.1％以上的C会析出粗大的渗碳体，使耐蚀性能恶化，所以其含量要低于0.1％，希望在0.06％以下，最好在0.03％以下。
Si：形成非金属夹杂物使耐蚀性能恶化，所以其含量要在0.05％以下，希望在0.03％以下。
Mn：是使耐蠕变性能提高的重要元素。要在黑化处理时能得到优良的耐蠕变性能，其含量要在0.4％以上，希望超过0.6％，但添加的量超过2％其效果饱和，仅仅是导致成本增加，所以要在2％以下。
P：是容易产生偏析引起的腐蚀斑的元素，所以其含量要在0.03％以下，希望在0.02％以下。
S：是钢中含有的不可避免的元素。含量超过0.03％的话，是产生热脆的原因，同时产生因偏析引起的腐蚀斑，所以其含量要在0.03％以下，希望在0.02％以下。
固溶Al：是与N反应生成A1N被固定下来，使N减少的元素，而下面要说明固溶的N能有效提高耐蠕变性能。因此其含量要少，必须在0.01％以下。
N：以固溶N存在在钢中的话，会发挥提高耐蠕变性能的作用。要在黑化处理时得到优良的耐蠕变性能，其含量必须要在0.01％以上。特别时在0.012％以上的话会显著降低蠕变的延伸量。
除去这些成分以外，其余的基本上是Fe。
除了这些成分外，进而添加0.3％以下范围的Mo时，能够得到更优良的耐蠕变性能。之所以限定在0.3％以下是因为超过0.3％有时会不利于耐蚀性能。2)制造方法
把含有上述本发明成分范围的钢按照常规的方法，进行冶炼、铸造、热轧、酸洗、冷轧(一次)、再结晶退火。
把退火后的钢板以35％以上的延伸率进行二次冷轧的话，黑化处理后在0.35 Oe的直流偏置磁场的非磁滞导磁率达到3400以上，能够得到优良的磁屏蔽性能。其机理未必很清楚，可以认为是使二次冷轧延伸率提高到35％以上的话，黑化处理时钢板的回复容易进行，能改善磁性。
使延伸率显著增加的话，由于不仅非磁滞导磁率饱和，轧机负荷也增加，希望其上限为80％。考虑轧机负荷和磁性等的平衡，二次延伸率在40-70％。
在孔格栅出现称为“乱线”带的扭曲问题的情况下，希望二次冷轧后在450-600℃温度范围进行退火，去除残余应力。
用本发明方法制造的钢板做的张力障板由于具有优良的耐蠕变性能和磁屏蔽性能，可充分适用于阴极射线管大型化、高精细化、平面化。
实施例
把表1中A-I钢冶炼、热轧、表面磨削后，调整板厚，进行延伸率为91.3％的冷轧，作成板厚为0.14-0.5mm。然后进行再结晶退火，再进行延伸率为30-80％的二次冷轧，得到板厚为0.1mm的试样No.1-21。
                               表1
     C    Si    Mn    P    S   固溶Al     N   Mo   备注
   A   0.0046   0.02   0.45   0.015   0.006    0.005   0.0126    -  发明钢
   B   0.0074   0.02   0.40   0.037   0.004    0.005   0.0133    -  对比钢
   C   0.0081   0.02   0.62   0.008   0.010    0.003   0.0120    -  发明钢
   D   0.0071   0.02   0.59   0.007   0.003    0.008   0.0074    -  对比钢
   E   0.0073   0.02   1.04   0.015   0.005    0.005   0.0148    -  发明钢
   F   0.018   0.01   0.61   0.005   0.007    0.008   0.0108    -  发明钢
   G   0.150   0.01   0.60   0.007   0.005    0.008   0.0125    -  对比钢
   H   0.0052   0.02   0.42   0.004   0.035    0.005   0.0123   0.1  对比钢
   I   0.0057   0.02   0.61   0.015   0.005    0.005   0.0124   0.3  发明钢
单位为重量％
得到的试样用以下方法评价耐蚀性能、耐蠕变性能、磁性。
关于耐蚀性能是在实际中孔格栅的帘状腐蚀后，用目测评价是否有缺陷，没有缺陷时用○表示，有缺陷时用×表示。
对耐蚀性能评价良好的试样进一步评价了耐蠕变性能和磁性。
关于耐蠕变性能是在给予300N/mm2张力的状态下，在450℃保持20分钟，蠕变延伸量在0.40％以下时，认为耐蠕变性能良好，用记号◎表示，能在超过0.40％并在0.60％以下时使用时的水平用○表示，超过0.60％时不能使时用×表示。蠕变延伸量为轧向和垂直于轧向延伸量的平均值。
关于磁性是从相当于进行450℃，20分钟的黑化处理的试样上取出外径45mm、内径33mm的环形试样，卷成励磁线圈、检测线圈和直流偏置磁场线圈，测定了在0.35 Oe的导磁率(μ0.35)、最大外加磁场50 Oe时的剩余磁通密度(Br)、矫顽力(Hc)、非磁滞导磁率。其中，非磁滞导磁率的测定采用以下方法。
①在励磁线圈中通入衰减的交流电流，使试样完全消磁。
②在直流偏置磁场用线圈中通入直流电流，在使其产生0.35 Oe的直流偏置磁场状态下，再一次在励磁线圈中通入衰减的交流电流，使使用消磁。
③在励磁线圈中通入直流电流，使试样励磁，用检测线圈检测产生的磁通，测定B-H曲线。
④用B-H曲线计算非磁滞导磁率。
结果示于表2。
在本发明例No.1、4-8、13-16、19-21中不仅耐蚀性能和耐蠕变性能良好，而且非磁滞导磁率在3400以上，磁屏蔽性能也优良。特别是关于蠕变延伸量，在N为0.010％以上情况下，蠕变延伸量可降到0.60％以下，N在0.012％以上或加Mo的情况下，耐蠕变性良好。另外二次延伸率在35％以上时，非磁滞导磁率可达到3400以上。
另一方面，对比例No.2、3、9-12、17、18中，耐蚀性能、耐蠕变性能、磁性都会有一、两个以上不好。
                               表2
试样No. 钢 二次延伸率 耐蚀性能      耐蠕变性能                   磁性   备注
  延伸率(％) 评价 μ0.35 Br(G) Hc(Oe)   非磁滞导磁率
    1   A    50    ○    0.53    ○    170  10400    6.2    4250  发明例
    2   B    60    ×     -    -     -    -     -      -  对比例
    3   C    30    ○    0.47    ○    170   8200    6.7    3380  对比例
    4   C    35    ○    0.48    ○    170   9000    6.7    3720  发明例
    5   C    40    ○    0.50    ○    170   9700    6.7    4000  发明例
    6   C    60    ○    0.58    ○    170  10700    6.7    4380  发明例
    7   C    70    ○    0.58    ○    170  10700    6.7    4400  发明例
    8   C    80    ○    0.60    ○    170  10700    6.7    4400  发明例
    9   D    35    ○    0.63    ×    175   9300    6.7    4100  对比例
   10   D    50    ○    0.65    ×    175  10800    6.7    4760  对比例
   11   D    60    ○    0.76    ×    175  11000    6.7    4840  对比例
   12   E    30    ○    0.27    ◎    165   8100    7.6    3160  对比例
   13   E    35    ○    0.28    ◎    165   8900    7.6    3480  发明例
   14   E    50    ○    0.28    ◎    165  10300    7.6    4030  发明例
   15   E    70    ○    0.33    ◎    165  10500    7.6    4120  发明例
   16   F    60    ○    0.52    ○    170  10700    7.0    4500  发明例
   17   G    50    ×     -    -     -    -     -      -  对比例
   18   H    60    ×     -    -     -    -     -      -  对比例
   19   I    35    ○    0.37    ◎    170   9000    6.6    3680  发明例
   20   I    50    ○    0.39    ◎    170  10400    6.6    4270  发明例
   21   I    60    ○    0.45    ○    170  10600    6.6    4340  发明例

Claims (6)

1.张力障板用钢板的制造方法，其包括工序：含有重量％为小于0.1％的C、0.05％以下的Si、0.4-2％的Mn、0.03％以下的P、0.03％以下的S、0.01％以下的固溶Al、0.010％以上N、其余基本上是Fe组成的钢，经热轧、热轧后的钢板冷轧、退火，然后以35％以上的延伸率进行二次冷轧。
2.如权利要求1所述的方法，使用含0.012％以上N的钢。
3.如权利要求1所述的方法，使用含0.3％以下Mo的钢。
4.如权利要求2所述的方法，使用含0.3％以下Mo的钢。
5.使用权利要求1至4中任一种方法制造的张力障板用钢板。
6.使用权利要求5所述钢板的张力障板。
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