CN1355856A - Fe-Ni系荫罩用材料 - Google Patents

Fe-Ni系荫罩用材料 Download PDF

Info

Publication number
CN1355856A
CN1355856A CN00808732A CN00808732A CN1355856A CN 1355856 A CN1355856 A CN 1355856A CN 00808732 A CN00808732 A CN 00808732A CN 00808732 A CN00808732 A CN 00808732A CN 1355856 A CN1355856 A CN 1355856A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shadow mask
based material
orientation
segregation
streak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN00808732A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1117881C (zh
Inventor
伊藤辰哉
大森勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP21401799A external-priority patent/JP3288655B2/ja
Application filed by Nippon Yakin Kogyo Co Ltd filed Critical Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Publication of CN1355856A publication Critical patent/CN1355856A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1117881C publication Critical patent/CN1117881C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C22C38/105Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02Local etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/28Acidic compositions for etching iron group metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/14Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • H01J9/142Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-masks for colour television tubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0268Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment between cold rolling steps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273Final recrystallisation annealing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/07Shadow masks
    • H01J2229/0727Aperture plate
    • H01J2229/0733Aperture plate characterised by the material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

本发明涉及作为彩色电视布劳恩管(阴极射线显象管)等的材料所用的、由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Co合金构成的Fe-Ni系荫罩用材料,具体说是涉及以下这样的材料:具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>;和其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构、而且Ni和Mn等的偏析小、按照JIS G 0555的规定得到的断面纯净度取为0.05%以下、在光蚀刻时条痕和斑点发生少。

Description

Fe-Ni系荫罩用材料
技术领域
本发明涉及作为彩色电视布劳恩管(阴极射线显象管)等的材料所用的、由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Co合金构成的Fe-Ni系荫罩用材料,例如,提出了一种在用氯化铁溶液作为主成分的蚀刻液等作光蚀刻时,不发生条痕和斑点(以下称作“条痕等”)的、低热膨胀的Fe-Ni系荫罩用材料。
背景技术
迄今为止,使用低碳铝镇静钢(脱氧钢)钢板作为荫罩材料。这种钢板是经以下工艺制造的:用连续退火或分批退火炉对中间冷轧后的钢板施加适宜的消除应力中间退火、如必要实施清除表面缺陷、然后进行精加工冷轧和调质轧制(包括无光轧制)。
对此,近年来,低热膨胀型Fe-Ni合金板作为高等级彩色电视布劳恩管和显示器用材料受到广泛关注。这种Fe-Ni合金板是作为取代在其以前用作荫罩材料的低碳铝镇静钢钢板而被开发的。这样的Fe-Ni合金被关注的理由是,与上述低碳铝镇静钢钢板比较,其在防止色差方面是优良的,特别是在显示器或大型电视等用途中,它已成为不可缺少的材料之一。
然而,这种Fe-Ni合金在光蚀刻性方面留下了课题,即,据指出,Fe-Ni合金与铝镇静钢比较,光蚀刻时的穿孔形状差,而且容易发生被称之为条痕的缺陷。特别是已经知道,这种被称之为条痕的缺陷,使得在彩色布劳恩管映象的白色部分发生条状的反差斑纹,从而使显示器的等级显著降低。作为发生条痕的原因,据认为是非金属夹杂物的存在和Ni偏析造成的影响。因此,为减轻条痕,消除这些原因是有效的。但是,即使全部消除了这些原因,仍然还留有不能解除的条痕,因此本发明人认为除此之外还有别的重要原因,并进行了研究。
本发明的主要目的在于,查明蚀刻不合格引起的条痕和斑点(整体斑痕)的真正原因,提供一种不发生这些缺陷的Fe-Ni系荫罩用材料。
本发明的另一目的在于,提供一种蚀刻穿孔性良好、在该穿孔时孔形状美观的、由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Co合金构成的Fe-Ni系荫罩用材料。
本发明的又一目的在于,廉价并且可靠地提供一种映象美观的彩色布劳恩管和显示器用的材料。
本发明的内容
本发明人对于现有技术中作为欲解决课题的上述条痕等问题进行了反复锐意研究,结果得到以下见解。也就是说,确信在荫罩用材料上发生的条痕等,是由于蚀刻面内各个晶粒的取向混乱造成的。而且还确信,这种取向混乱的原因是Ni或Mn等的偏析、非金属夹杂物及退火过程中发生的粗大晶粒的复合晶粒组织的残留、特定织构(texture)的存在等,并因这些要素相互约束而发生。进而得出这样的结论:由于这种晶粒的取向依赖于各个晶粒具有的晶体取向,所以要防止上述条痕等的发生,无论如何也必须控制织构。
另外,本发明人还认识到:为使蚀刻穿孔性优良、穿孔后的孔形状良好,控制制品断面的纯净度和表面粗糙度,也控制夹杂物都是不可缺少的,从而得到了在控制各种成分的偏析和织构的同时,也必须一并控制断面纯净度、表面粗糙度和夹杂物的结论。
另外还发现,若控制板厚方向上的Ni和Mn等的偏析分布,则能够稳定地减轻条痕,从而完成了本发明。
本发明就是在这样的见解之下开发的涉及下列要点构成的材料。
(1)本发明是一种Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,是含Ni:34~38wt%的铁-镍合金的荫罩用材料,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
(2)本发明是一种Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,是具有含C:0.1wt%以下、Si:0.5wt%以下、Mn:1.0wt%以下、Ni:34~38wt%,而且其余实质上由Fe组成这样的成分组成的铁-镍合金的荫罩用材料,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
(3)本发明是一种Fe-Ni-Co系荫罩用材料,其特征在于,是具有含Ni:23~38wt%、Co:10wt%以下,而且其余实质上由Fe组成这样的成分组成的铁-镍-钴合金的荫罩用材料,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
此外,在本发明的上述各材料中,上述X射线强度比(X射线读数比)如上所述取0.5~5∶1作为基本范围,但优选缩小范围为0.5~4.5∶1、1~4.5∶1、1~4.0∶1、1.5~4.0∶1,更优选调整到2~3.5∶1的范围内。
上述材料(1)、(2)、(3)可用以下方法制造:例如,按常法处理含Ni:34~38wt%其余实质上由Fe组成的合金,当对得到的冷轧材进行退火时,在终轧前施加退火温度900~1150℃、均热时间5~60秒的中间退火,然后施加退火温度700~900℃、均热时间60~600秒的最终退火。
另外,在上述制造方法中,各退火条件优选在图1的a,b,c和d围成的范围内进行。
而且,对于本发明的材料(1)、(2)、(3),满足以下条件是有效的:
a.表面的粗糙度为0.2μm≤Ra≤0.9μm、
b.表面的粗糙度为20μm≤Sm≤250μm、
c.表面的粗糙度为-0.5≤Rsk≤1.3。
而且,对于本发明的材料(1)、(2)、(3),优选:
d.表面的粗糙度为0.2μm≤Ra≤0.9μm、而且-0.5≤Rsk≤1.3、
e.表面的粗糙度为0.2μm≤Ra≤0.9μm、-0.5≤Rsk≤1.3、而且20μm≤Sm≤250μm。
而且,对于本发明的材料(1)、(2)、(3),更优选:
f.板断面中测定的10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积80个以下、
g.由板表面研磨到任意深度的位置中,10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积65个以下、
h.用JIS G 0551的方法测定的晶粒度等级数显示7.0以上、
i.而且,荫罩材的板厚一般为0.01~0.5mm,优选为0.1~0.5mm。
此外,本发明的另一种材料具有下述的构成要点。
(4)本发明是一种Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,是在具有含Ni:34~38wt%、Si:0.5wt%以下、Mn:1.0wt%以下、P:0.1wt%以下的铁镍合金的荫罩用材料中,具有按照shultz的反射法得到的(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且在板厚方向上的、图11中定义的Ni的偏析量CNis为0.30%以下,Ni的最大偏析量CNimax为1.5%以下。
此外,在本发明的上述材料(4)中,上述X射线强度比(X射线读数比)如上所述取0.5~5∶1作为基本范围,但优选缩小范围为0.5~4.5∶1、1~4.5∶1、1~4.0∶1、1.5~4.0∶1、2~3.5∶1。
本发明的上述材料(4)中,原料的板厚方向上的各种成分偏析,即Ni、Si、Mn和P的偏析,优选处于以下式(1)、(2)表示的范围。
A.对于Ni,要求
(1)满足偏析量CNis≤0.30(%)、
(2)满足最大偏析量CNimax≤1.5(%);
B.对于Si,要求
(1)满足偏析量CSis≤0.002(%)、
(2)满足最大偏析量CSimax≤0.01(%);
C.对于Mn,要求
(1)满足偏析量CMns≤0.010(%)、
(2)满足最大偏析量CMnmax≤0.05(%);
D.对于P,要求
(1)满足偏析量CPs≤0.001(%)、
(2)满足最大偏析量CPmax≤0.005(%)、
另外,关于上述各成分的偏析量,例如对CNis、CNimax的场合进行示例时,为以下所定义的值(详细的定义参照图8)。
(1)偏析量CNis(%)=Ni分析值(%)×CiNis/CiNiave.
(2)最大偏析量CNimax(%)=Ni分析值(%)×CiNimax/CiNiave.
CiNis:X射线的标准偏差(c.p.s)
CiNiave.:全X射线强度的平均强度(c.p.s)
CiNimax:最大X射线强度(c.p.s)(=X射线强度的最大值-最小值)
CiNiave.:全X射线强度的平均强度(c.p.s)
·Ni分析值是原料中所含的Ni含量,是用化学的(或物理的)方法等分析的值。
上述材料(4)可按以下方法制造:将规定成分组成的合金的板坯在1250~1400℃的高温下热轧,对进行过至少40hr以上均质化热处理的热轧板进行冷轧,当对得到的冷轧材进行退火时,在终轧前施加退火温度为900~1150℃、均热时间为5~60秒的中间退火,然后施加退火温度700~900℃、均热时间60~600秒的最终退火。另外,上述各退火条件希望在图1的a,b,c和d围成的范围内进行。
另外,对于本发明的上述材料(4),优选满足以下条件:
a.与表面粗糙度有关的参数Ra为0.2μm≤Ra≤0.9μm、
b.与表面粗糙度有关的参数Sm为20μm≤Sm≤250μm、
c.与表面粗糙度有关的参数Rsk为-0.5≤Rsk≤1.3、
d.与表面粗糙度有关的参数Rθa为0.01≤Rθa≤0.09、
e.据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下、
f.板断面中测定的10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积80个以下、
g.由板表面研磨到任意深度的位置中,10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积65个以下、
h.用JIS G 0551的方法测定的晶粒度等级数显示7.0以上、
而且,荫罩材的板厚一般为0.01~0.5mm,优选为0.05~0.5mm。
附图简单说明
图1是表示本发明的中间退火条件和最终退火条件适宜范围的关联性的说明图。
图2是比较材11的(111)极图。
图3是本发明材3的(111)极图。
图4是本发明材1的(111)极图。
图5是本发明材4的(111)极图。
图6是比较材6的(111)极图。
图7是表示Ir和蚀刻因数及条痕、斑点等级的关系的说明图。
图8是说明板断面的成分偏析量定义的图。
图9是用X射线微分析器得到的表示Ni偏析量测定例的曲线图。
图10是表示合金板断面纯净度测定方法的图。
图11是表示合金板表面的大型夹杂物示例的照片。
图12是表示合金板断面的大型夹杂物示例的照片。
实施本发明的最佳方式
本发明中研究的“条痕”,主要是指各个条宽呈现为比较粗的所谓由偏析引起的条痕,和条粗呈现为比较细的丝纹状的所谓由晶体取向引起的条痕(丝纹状条)。还有以二者相互混合的形态存在的。本发明着眼于偏析引起的“条痕”和依赖于晶体取向的“条痕”,并试图对其进行改善。
本发明所述的Fe-Ni系荫罩用材料使用以下的成分组成。
C含量在0.1wt%以上时,碳化物析出,不仅阻害蚀刻性,而且对于荫罩成形加工后的形状固定性给予不良影响。而且该C量多时,耐力上升,弹性变形回复变大,使成形加工时与模具的跑合加剧。因此在本发明中,将C含量取为0.1wt%以下为佳。
Si是脱氧成分之一,但其含量过多时,原料自身的硬度增大,同时也会与C同样对成形加工性给予不良影响,除此之外,随着该量增多,导致耐力上升,使弹性变形回复变大。而且在蚀刻时对条痕有影响,在其量多时成为条痕发生的原因。因而在本发明中,将Si量取为0.5wt%以下为佳。
Mn是脱氧成分之一,由于能与对热加工性有害的S结合形成MnS,所以适当添加以改善热加工性。但是,其添加量过多时,会提高其热膨胀系数,同时使居里点变位到高温侧。因而在本发明中Mn量为1.0wt%为佳。
Ni是本发明中最重要的元素,该Ni含量低于34wt%时,热膨胀系数变大,而且产生马氏体转变,有发生蚀刻痕的危险。另一方面,Ni含量高于38wt%多时,同样热膨胀系数变大,在彩色布劳恩管等中使用的场合,有发生色痕之类的问题。因而为了良好的蚀刻性和使彩色布劳恩管的色痕等级提高,将Ni含量取为34%~38wt%。
此外,本发明除了对上述的以36wt%Ni-Fe合金作为代表的因瓦合金材之外,对所谓以Fe-32wt%Ni-5wt%Co作为代表成分的称为超级因瓦合金的Fe-Ni-Co系合金,也能够同样适用。该合金系低热膨胀性特别良好,使用它的布劳恩管色彩更加鲜明。
在该Fe-Ni-Co的场合,Ni以23~38wt%为佳。优选Ni的下限为25wt%以上,较佳为27wt%以上,更佳为30wt%以上。Ni的优选上限为36wt%以下,更佳为35wt%以下。
Co为10wt%以下为佳。这是因为高于该值时,热膨胀系数变高,蚀刻性显著降低。优选为8wt%以下,更佳为7wt%以下,尤佳为6wt%以下。
另外,在研究Co的下限时,取为0.5wt%以上,优选为1wt%以上,更佳为1.5wt%以上,尤佳为2wt%以上,特佳为2.5wt%以上,3wt%以上是更优选的。
进而将Ni和Co的合计含量规定为32~38wt%也是有效的。
其次,本发明为了控制依赖于晶体取向的“条痕”,通过导入立方体取向的(100)面的孪晶取向使立方体取向分断,以使晶粒取向不混乱,从而控制织构。
即,条痕的发生原因是晶体取向引起的,因此条痕受到晶粒取向的很大影响,虽然希望某种程度确保蚀刻优先取向的立方体取向(100)<001>的集聚,但是该取向集聚过度时,反而成为纤维状的具有方向性的组织,使条痕的等级变差,因此可知,帮助织构适度分散的副取向(221)<212>的孪晶取向的存在是必要的。
本发明所述的荫罩适用材料优选的织构,若以(111)极图中立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir表示时,其适宜的范围,在(111)极图的X射线强度比(X射线读数比Ir)中,为0.5~5∶1,优选为1~4.5∶1,更佳为1~4.0∶1,最优选为1.5~4.0∶1,制造条痕等级优良的荫罩材的最佳比为2~3.5∶1。
另外,本发明中上述X射线强度比Ir的测定方法及测定条件如下所述。
首先,上述X射线强度比Ir的测定方法是,用特氟隆覆盖板的一个面,然后对相反的面用市售化学研磨液(三菱瓦斯化学制C.P.E1000)进行化学研磨,减厚成为板厚的70~30%,作为测定面。该测定面希望在板厚度的中心部附近进行测定。
对于这样得到的化学研磨后的试样表面,以下列表1的测定条件,实施按schulz反射法的(111)极点测定,以由此得到的极图为基础,求出(100)<001>取向的X射线强度与(221)<212>取向的X射线强度之比。各自的X射线强度是,求出最大X射线强度(最大X射线读数),将该强度15等分,由所得得到的极图,在对应(100)<001>及(221)<212>的强度中读取相当的等高线强度,将该强度定义为各自的X射线强度。
然后,求出这样得到的(100)<001>取向与(221)<212>取向的各自的比,作为X射线强度比Ir。X射线强度比Ir由下式定义。
Ir=立方体取向(001)<001>的X射线强度/孪晶取向(221)<212>的X射线强度
    表1
  条件项目 测定条件
  发生X射线源α角扫描范围β角扫描范围γ振动幅2θ固定角度* Cu Kα/加速电压:35kv 管电流:30mA15~90°/5.0°步长0°/360°10mm43.7°*取(111)衍射线强度为最大的角度
接着,对适合本发明的和不适合本发明的极点图形进行说明。
图2~图6针对表2所示成分组成的Fe-Ni系材料,示出了以表3所示条件制造的本发明材No.1,3,4和比较材No.6,11的极点图形。图2示出表3中的比较材No.11的极图,(100)<001>的立方体取向比较发达,与(221)<212>孪晶取向的X射线强度比Ir为13.91。关于该试样(比较材11)的蚀刻性,如表3中所示,虽然因蚀刻速度快使斑点状况良好,但是能明显看出条痕,因此用作实际的荫罩制品是不适宜的。
表2                                                                        成分组成(wt%)
    Ni     C     Si     Mn     Fe
    36.2     0.01     0.2     0.7     其余
表3
板厚(mm)   中间退火温度(℃) 中间退火均热时间(s) 最终退火温度(℃) 最终轧制板厚(mm) 最终退火均热时间(s)   强度比Ir(100)<001>/(221)<212> 条痕的等级 斑点的等级
本发明材     1   1.2   950     25     750   0.132   120   0.93  5 4
    2   1.0   1050     40     850   0.133   200   1.27  5 4
    3   0.98   1025     35     780   0.135   350   4.66  4 5
    4   1.15   1070     15     800   0.125   180   2.79  5 5
    5   1.25   925     50     820   0.140   90   1.75  5 5
比较材     6   1.23   1250     45     800   0.128   78   0.36  4 2
    7   1.05   1050     90     850   0.129   120   0.29  3 1
    8   0.95   1000     35     650   0.132   240   0.15  2 1
    9   1.22   950     45     750   0.138   1200   5.56  3 5
    10   0.95   1200     80     820   0.129   240   8.20  2 5
    11   1.20   1000     45     950   0.131   680   13.9  1 5
    条痕的等级:(良好)←5 4 3 2 1→(差)
    斑点的等级:(良好)←5 4 3 2 1→(差)
此外,图3、图4、图5分别示出表3中的本发明材No.3、1、4的极图,各自都是适合于本发明的材料的极点图形。其中图3、图4分别示出本发明上限Ir=4.66、下限Ir=0.93,而图5示出本发明的最佳条件Ir=2.79。
另一方面,图6示出了比较材No.6的极图,其(100)<001>立方体取向非常弱,规格化强度比为0.36∶1。关于该比较材No.6的蚀刻性,呈现出斑点等级差的结果,其作为荫罩制品也是不适当的。
图7是在图中归纳上述关系。该图横轴取X射线强度比Ir的对数,纵轴表示蚀刻因数(将进行图形蚀刻时的深度方向的蚀刻量用宽度方向的蚀刻量(侧面蚀刻)除得到的值)、条痕、斑点等级。如图所示,可看出X射线强度比Ir越大(孪晶的比例越减少),蚀刻因数(板厚方向的蚀刻速度)越增大。另一方面,条痕的等级无论是X射线强度比过大还是过小都变差。由图示的结果可知,X射线强度比Ir的适宜范围为0.5~5的范围。而且,关于斑点,蚀刻速度大的情况是有利的,但如图所示,Ir大约超过1.0时就没有大的变化,认为是没有差别。
本发明对按这样的极点图形得到的取向成分的适宜性范围进行了规定,藉此防止了在荫罩用原料上发生蚀刻时被称之为条痕和斑点的整体斑痕的发生。
以下对得到上述织构的晶粒取向的方法进行说明。
首先,对规定成分组成的合金材按常法进行热轧,如必要施加再结晶退火和酸洗等之后,进行例如中间冷轧,然后在最终轧制前施加中间退火。该中间退火是为对立方体取向(100)<001>结晶的发达作适宜控制而进行的。该中间退火在900~1150℃的温度下进行。在该温度低的场合(<900℃),最终制品中的立方体取向的结晶过于发达,孪晶取向(221)<212>的结晶比例变低,使条痕等级降低。而孪晶取向的结晶比例少就成为条痕等级差的理由,可以认为是因立方体取向结晶的集聚,使轧制方向的优先取向<001>在各个晶粒单位中整合性微妙混乱,使其显现成条状。相反,在中间退火温度为高温的场合(>1150℃),立方体取向的结晶的发达情况变差,蚀刻速度降低,在荫罩图形蚀刻时,各个蚀刻孔的相干性降低,发生被称为斑点的整体斑痕。
此外,该中间退火的均热时间为5~60秒的范围是适宜的。该时间比5秒更短时,恢复再结晶不充分,成为复合晶粒状态的原样组织,使蚀刻等级降低。另一方面,该时间比60秒更长时,成为粗晶粒,使立方体取向结晶的发达情况降低,由于仍然成为复合晶粒组织,所以导致蚀刻性降低。
其次,在本发明中,不仅对上述中间退火条件,而且最好也对最终退火条件进行规制。即,该最终退火是为了整理制品的晶粒成为微细且均一、防止构成斑点发生原因的蚀刻后的孔壁面毛糙而进行的,在700~900℃的退火温度下,以60~600秒的均热时间进行处理是有效的。其理由是:在这样的最终退火中,退火温度比700℃还低时,再结晶不充分,另一方面,在比900℃更高的场合,会粗晶粒化,使蚀刻等级降低。
此外,该退火的均热时间,按照各个晶粒的成长和晶体取向的发达程度取作60~600秒的范围为佳。例如,该均热时间短(<60秒)时,立方体取向的结晶的发达情况不充分,而且发生蚀刻速度的降低和斑点。另一方面,当均热时间长(>600秒)时,除晶粒粗大化外,相对于立方体取向而言孪晶取向一方过于发达,使条痕等级降低。
这些退火条件有适宜性的范围,优选为图1中的a、b、c、d所围成的区域。
其次,本发明除了对依赖于晶体取向的上述“条痕”之外,还对由Ni和Mn等的成分偏析为起因的“条痕”进行了研究。结果,以成分偏析为起因发生的条痕,在荫罩制品中观察时,若其程度强,则在透过光中现出条状,但多在来自小孔侧的斜光中清楚地观察到。这可以想象为:由大孔透过到小孔的光受到散射、衍射,在成为大孔侧条痕的原因的蚀刻面更被强调的情况下进行观察。
即,条痕发生的主原因为偏析的场合,若偏析分布在板厚方向,则认为该分布着的偏析的强度和分布的幅度支配着条痕的强度和形态。因此,以该偏析的强度(按EPMA的线分析的最大偏析量)和平均值(全板厚中的偏析的标准偏差)表示板厚方向上的偏析。
此处,将板厚的厚度幅度上的线分析(偏析)的最大偏析量定义为Cmax,将板厚方向的平均偏析量(标准偏差)定义为Cs。以Ni为基础进而对Si、Mn、和P,将此值作成规定范围的值,藉此减轻因偏析产生的比较粗的条痕。将具体的按照EPMA线分析的测定条件示于表4。
以下再以图8为基础,说明Cmax和Cs的定义。
板断面的成分偏析量的定义
将制品的板断面研磨后,对于制品的板方向,用X射线微分析器进行线分析。
测定条件以表1所示的条件进行,测定长度取为原料的板厚度。
以测定的线分析的X射线强度(c.p.s)为基础,由下式计算偏析量。
(1)偏析量CNis(%)=Ni成分分析值(%)×CiNis(c.p.s)/CiNiave.(c.p.s)
(2)最大偏析量CNimax(%)=Ni成分分析值(%)×CiNimax/CiNiave.
CiNis:X射线的标准偏差(c.p.s)
CiNiave.:全X射线强度的平均强度(c.p.s)
CiNimax:最大X射线强度(c.p.s)(=X射线强度的最大值-最小值)
CiNiave.:全X射线强度的平均强度(c.p.s)
·Ni成分分析值(%)是原料中所含的Ni含量,是用化学方法等分析的值。
以上虽然是对Ni进行示例,但对于Si、Mn、P也同样定义。
表4
    测头径     1μm
    照射电流     5.0×10-7A
    加速电压     20KV
    测定时间     0.5sec/点
    测定间隔     2μm
    分光结晶     LIF(Ni,Mn),TAP(Si),PET(P)
这里,本发明人对于将表2所示的合金以表5所示的条件制造的材料(No.21~No.37),调查各成分的偏析程度。并将结果示于表6。由该表6所示的结果可知,将Ni、Si、Mn、P的各偏析量控制为以下所述的偏析量,在得到条痕、斑点良好的材料方面是有效的。
另外,关于成分偏析的测定方法,图9中示出了Ni偏析测定例。
1.关于板厚方向上的Ni成分偏析
(1)偏析量CNis取为0.30%以下,优选为0.20%以下,更佳为0.10%以下。
(2)最大偏析量CNimax取为1.5%以下,优选为1.0%以下,更佳为0.5%以下。
其理由是,Ni是主成分,Ni的偏析容易成为条痕的原因。
2.关于板厚方向上的Si成分偏析,由于与Ni同样是构成条痕的原因,所以控制为以下数值为佳。
(1)偏析量CSis取为0.002%以下,优选为0.015%以下,更佳为0.001%以下。
(2)最大偏析量CSimax取为0.01%以下,优选为0.07%下,更佳为0.05%以下。
3.关于板厚方向上的Mn成分偏析,由于与Ni、Si同样是构成条痕的原因,所以控制为以下数值为佳。
(1)偏析量CMns取为0.010%以下,优选为0.008%以下,更佳为0.005%以下。
(2)最大偏析量CMnmax取为0.05%以下,优选为0.025%以下,更佳为0.020%以下。
4.关于板厚方向上的P成分偏析,由于与Ni、Si、Mn同样是构成条痕的原因,所以控制为以下数值为佳。
(1)偏析量CPs取为0.001%以下,优选为0.0007%以下,更佳为0.0005%以下。
(2)最大偏析量CPmax取为0.005%以下,优选为0.003%以下,更佳为0.002%以下。
为防止上述Ni偏析等成分偏析,对铸造或锻造后的板坯进行均质化处理是有效的。例如,可以将铸造板坯在1250℃以上的温度下进行40hr以上的热处理。
表5
试验编号 板坯均热条件(℃) (hr) 板厚(mm) 中间退火温度(℃) 中间退火均热时间(s)     最终退火温度(℃)     最终退火均热时间(s)     最终轧制板厚(mm)
    21     1300×45     1.20     950     25     750     120     0.132
    22     1320×62     1.00     1050     40     850     200     0.133
    23     1290×50     0.98     1025     35     780     350     0.135
    24     1340×55     1.15     1070     15     800     180     0.125
    25     1350×65     1.25     925     50     820     90     0.140
    26     1280×45     1.23     1250     45     800     78     0.128
    27     1300×45     1.05     1050     90     850     120     0.129
    28     1350×70     0.95     1000     35     650     240     0.132
    29     1360×42     1.22     950     45     750     1200     0.138
    30     1350×15     1.00     945     60     750     200     0.140
    31     1240×95     1.20     1000     45     800     300     0.128
    32     1300×25     1.05     900     35     750     250     0.125
    33     1290×30     1.20     1050     50     800     400     0.127
    34     1370×8     0.85     1000     30     750     120     0.130
    35     900×5     0.90     1025     45     800     360     0.129
    36     1100×15     0.95     1200     80     820     240     0.129
    37     1050×7     1.20     1000     45     950     680     0.131
表6
试验编号    强度比Ir(100)<001>/(221)<212>   Ni偏析最大偏析量(Cmax/%)    Ni偏析平均偏析量(Cs/%)     Si偏析最大偏析量(Cmax/%)     Si偏析平均偏析量(C/%)    Mn偏析最大偏析量(Cmax/%)   Mn偏析平均偏析量(Cs/%)   P偏析最大偏析量(Cmax/%)   P偏析平均偏析量(Cs/%)   条痕的等级   斑点的等级
发明例21    0.93    0.75     0.22     0.0080     0.0015     0.030   0.0080   0.0040   0.0007   5   4
发明例22    1.27    0.55     0.15     0.0070     0.0012     0.023   0.0052   0.0032   0.0006   5   4
发明例23    4.66    0.90     0.20     0.0040     0.0009     0.035   0.0050   0.0025   0.0004   5   5
发明例24    2.79    0.45     0.18     0.0055     0.0015     0.040   0.0065   0.0035   0.0008   5   5
发明例25    1.75    0.35     0.08     0.0045     0.0008     0.022   0.0045   0.0028   0.0005   5   5
比较例26    0.36    0.80     0.17     0.0070     0.0010     0.030   0.0075   0.0042   0.0007   4△   2
比较例27    0.29    1.20     0.25     0.0095     0.0018     0.045   0.0088   0.0037   0.0005   3△   1
比较例28    0.15    0.30     0.07     0.0030     0.0012     0.016   0.0035   0.0022   0.0004   2△   1
比较例29    5.56    0.55     0.09     0.0065     0.0010     0.020   0.0065   0.0030   0.0006   3△   5
比较例30    1.5    1.75     0.25     0.0075     0.0019     0.022   0.0420   0.0030   0.0008   2×   4
比较例31    2.4    0.98     0.42     0.0075     0.0090     0.005   0.0085   0.0038   0.0008   2×   5
发明例32    1.9    1.20     0.28     0.0125     0.0025     0.004   0.0090   0.0045   0.0009   4△   4
发明例33    2.3    1.15     0.25     0.0095     0.0018     0.055   0.0120   0.0040   0.0007   4△   4
发明例34    2.5    0.95     0.22     0.0070     0.0018     0.040   0.0070   0.0075   0.0018   4△   5
比较例35    2.75    2.40     0.58     0.0155     0.0032     0.075   0.0180   0.0065   0.0025   1×   4
比较例36    0.45    1.70     0.35     0.0105     0.0025     0.050   0.0120   0.0055   0.0025   2×   2
比较例37    13.9    1.56     0.45     0.0120     0.0022     0.065   0.0150   0.0050   0.0020   1×   5
条痕等级、斑点等级在4以上为合格  ×:看出偏析引起的比较粗大而且不均匀的条痕存在,不可使用
                             ○:看出偏析引起的若干条痕,但可以使用
                             △:看出升降组织引起的条痕
此外,关于Ni偏析等偏析构成条痕的原因,在特开平1-252725号公报和特开平2-117703号公报、特开平9-143625号公报中被揭示。但是,这些现有技术仅规定了制造条件、任意位置的偏析量,或是仅规定了板厚方向的最大偏析量。而象本发明那样着眼于板厚方向的平均偏析量和最大偏析量二者的观点,则没有言及。总之,由偏析原因产生的条痕,仅控制最大偏析量(Cmax)是不能消除的,还必须进行断面方向平均偏析量(标准偏差值Cs)的控制。
在本发明中,为防止Fe-Ni合金等蚀刻时发生上述的条痕缺陷。制成具有良好蚀刻特性的荫罩材料,采用以下方法是有效的。
例如,将含Ni34~38wt%、其余实质上由Fe组成的合金,精炼、铸造后或铸造后锻造得到板坯,对该板坯在1250~1400℃的温度范围进行40hr以上的均质化热处理,接着热轧成数mm程度的热带材。板坯的均质化处理对减轻板断面上的偏析、从而消除偏析引起的条痕是有效的。将这样得到的上述热带材如必要施加再结晶退火和酸洗等,然后进行例如中间冷轧,然后在最终轧制前施加中间退火。而该中间退火是为控制立方体取向(100)<001>的发达而进行的,如上所述在900~1150℃的温度下进行。而且除上述中间退火外,还进行最终退火,其退火条件己如上述。
本发明的上述材料,除了控制以X射线强度比Ir表示的织构和控制Ni、Mn等的偏析外,为进一步抑制条痕,再加上按照JlS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下,优选为0.03%以下,更佳为0.02%以下,尤佳为0.017%以下。其理由是,断面纯净度超过上述数值时,蚀刻精度降低,制品不合格率上升。
此外,上述断面纯净度的测定值按照J1S G 0555的标准进行。具体说就是这样进行:将制品沿轧制方向切断成30mm的长度,研磨其断面,然后在显微镜上装着具有纵横各20根格子线的网格,一边按图10所示那样移动视场成锯齿形,一边以400倍作60视场观察。因而,测定面是平行于轧制方向的断面,测定面积为板厚×30mm。在将格子点数设为P,视场数设为f,f个视场中总格子点中心数设为n时,上述断面纯净度d由下式决定
      d(%)=(n/P×f)×100
本发明的上述材料,优选再对以Ra、Rsk、Sm、Rθa表示的材料表面粗糙度进行适当控制。
(1)首先,在制品的表面粗糙度中,中心线平均粗糙度Ra是表示粗糙度平均大小的参数,该值过大时,曝光时的散射变强,同时蚀刻时穿孔开始时间产生差值,孔的形状变差。相反,在过小的场合,抽真空时排气不充分,容易产生图形和原料的密合不良。
因此在本发明中,取0.2≤Ra≤0.9。中心线平均粗糙度Ra的优选下限为0.25μm以上,更佳为0.3μm以上,尤佳为0.35μm以上。另一方面,上限优选为0.85μm以下,更佳为0.8μm以下,尤佳为0.7μm以下。
(2)其次,表示表面粗糙度的相对性的Rsk,是在边缘表示图形凸凹的参数,按照下式以数值表示相对于振幅分布曲线(ADF)分布的中心线的对称性。
   Rsk=1/σ3∫Z3P(z)dz
其中,σ表示均方偏差,∫Z3P(z)dz表示振幅分布曲线的三次瞬时。
该Rsk以负值计大时,曝光时的散射变强,孔的形状变差。相反,以正值计过大时,抽真空时排气不充分,容易产生图形和原料的密合不良。
因此在本发明中,取-0.5≤Rsk≤1.3。优选下限为0以上,更佳的下限为0.1以上。另一方面,上限优选为1.1以下,更佳为取1.0以下。
(3)其次,以Sm表示的平均高峰间隙,表示粗糙度的峰谷的间距大小,这样的粗糙度可以认为,边缘凹凸过大的场合产生部分抽真空不良、过小时产生散射变强,因而孔形状不合格。
在本发明中,该Sm取20μm≤Sm≤250μm。
该Sm的优选下限为40μm以上,更佳为50μm以上,尤佳为80μm以上。另一方面,优选的上限为200μm以下,更佳为160μm以下,尤佳为150μm以下,而将130μm以下取为最佳例。
(4)最后,以Rθa表示的均方偏差倾斜,表示粗糙度的平均斜率,该参数的数字越大,表示各自粗糙度的凹凸急峻度越大。该值可由下式求出。 R&theta;a = l 1 L 0 &Integral; | d dx f ( x ) | dx
(式中,L表示测定长度,f(x)表示粗糙度的断面曲线)
该值大时,一般在曝光时散射变强,容易引起孔形状不良,而在过小的场合,易于在抽真空时产生图形和基底的密合不良。
在本发明中,该Rθa取0.01≤Rθa≤0.09的范围。该Rθa的优选下限为0.015以上,尤其是0.020以上,最优选为0.025以上。另一方面,优选的上限为0.07以下,更佳为0.06以下,尤佳为0.05以下,而将0.04以下取为最佳例。
调整上述表面粗糙度的方法,例如可在将荫罩用原料冷轧到最终尺寸时,用无光轧辊容易地实现。这种无光轧辊是表面有凹凸的辊,用这种辊轧制上述荫罩原料,在该原料表面作为反转样式复制上述凹凸。这样的无光辊的凹凸,可通过电火花加工、激光加工、喷丸清理法等进行加工。例如,用喷丸清理法的辊子加工条件,可采用#120的钢砂。
本发明的上述材料,优选在上述特性中再加上对夹杂物个数进行控制。即,由板表面进行研磨到任意的深度,将所测定的10μm以上的夹杂物的个数,控制在每100mm2单位面积65个以下。此时,优选为40个以下,更佳为30个以下,尤佳为25个以下,20个以下最佳。这样限定的理由是,一般荫罩必须采取微细的蚀刻技术,因此原料中的夹杂物尽可能少为好。
此外,虽然该夹杂物个数和断面纯净度是类似的概念,但是仅用断面纯净度d则只规定了异物的面积,为了使不合格率更少,限制板表面夹杂物的大小也是有效的。
上述夹杂物个数的测定方法是:研磨板表面,最后用抛光研磨进行精加工,用显微镜观察与板表面平行的面,测定个数。测定时对10mm×10mm的面进行观察。图11示出构成不合格原因的大型夹杂物的照片。
本发明在对上述板表面的夹杂物个数进行控制之外,再将板断面中测定的10μm以上的夹杂物个数,控制在每100mm单位面积80个以下是有效的。该个数优选为70个以下,更佳为50个以下,尤佳为40个以下,而将30个以下、进而20个以下作为最佳例。这是因为,仅控制上述断面纯净度d不能使不合格率成为0,通过再限制夹杂物的大小,就能够使不合格率更加降低。
另外,该板断面中的夹杂物个数的测定方法是:研磨与轧制方向平行的断面,用抛光研磨进行精加工,用显微镜观察。测定了3次板厚×25mm长度的断面,并换算成100mm2。图1 2示出了造成不合格原因的大型夹杂物的照片。
在本发明中,可以通过在精炼过程中,使钢水包内夹杂物上浮分离,来控制上述纯净度和夹杂物个数。
在本发明中,关于合金中的晶粒度,优选按照JIS G 0551的方法测定的晶粒度等级显示为7.0以上的大小的粒度(较细等级控制)。较佳为8.5以上,尤佳为9.5以上。
限定合金晶粒度的理由是:晶粒大(粒度等级7.0以下)时,因晶体取向使蚀刻速度不同为起因,发生偏差、蚀刻孔不一致造成的透过光斑痕,进而发生称为斑点的现象,而且发生孔不良的情况,使合格率降低。此外,冲压加工时也产生不适合的情况。
上述晶粒度的测定方法是,以轧制直角方向的板断圆作为显微镜面,抛光研磨后用王水进行腐蚀,以观察倍率200倍比较对照JlS G 0551中记载的奥氏体组织标准晶粒度图,决定晶粒度等级。此外,由于标准晶粒度图是以100倍的观察倍率作为基准,所以对于标准图的晶粒度等级+2.0进行补正。(晶粒度等级以0.5的级差进行测定)。
实施例
实施例1
采用真空脱气操作法,熔炼适合于上述表2所示成分组成的本发明的Fe-Ni系合金钢锭,然后进行热轧,制成5mm的热轧板,再将其以表3所示条件反复冷轧和退火,得到0.13mm厚的原料。然后,使该原料经光蚀刻工序制成实际的荫罩制品,进行各种评价。蚀刻使用0.26mm间距的掩模图案,在46波美度氯化铁溶液、液温50℃、喷雾压力2.5kgf/cm2的条件下进行。
表3中试样No.1~5是根据本发明制造的例子,试样No.6~11是比较材的例子。另外,评价了所得到的荫罩制品蚀刻后的特性,在冲压成形性方面,本发明材都有良好的对金属型的跑合性和膨胀刚性,另外,在黑化性方面,也可以确认密合性好、能够生成获得充分辐射特性的黑化膜,显然,作为荫罩制品显示了优良的特性。
实施例2
在本实施例中,与以前的荫罩材相比,只要X射线强度比和断面纯净度在适当的范围内,都是在质量和制品合格率方面能够充分满足要求的荫罩材,但是,为了提高合格率等,要进一步研究与各种因素的组合。表7示出了其结果。
表7示出了冲压前退火时有无烧接、孔不合格率,与断面纯净度、表面粗糙度(Ra、Rsk、Sm)、平面和断面的10μm以上夹杂物个数和晶粒度等级的关系。表面粗糙度的计算使用(株)东京精密サ-フコム1500A。以下是确切的结果。
(1)当断面纯净度超过0.05%时,孔不合格率稍稍变多(No.44)。
(2)可以确认,在平面和断面上观察的10μm以上夹杂物个数分别超过每单位面积65个和80个时,孔不合格的发生稍稍增加(No.50,51)。
(3)当晶粒度等级在7.0以下时,孔不合格率稍稍增加,这是因为,由于各个晶粒大,造成了依存于各自晶体取向的开孔形状,使得开均一的孔比较困难(No.52)。
(4)如前所述,适当的表面粗糙度可以在蚀刻前的保护层的涂敷、曝光工序中提高保护层的密合性,还具有改善抽真空同时防止曝光造成光晕的作用,除此以外,还可以防止冲压前退火时荫罩彼此粘合,进而防止粘合造成的黑化(氧化)皮膜的不均匀。根据这些可以认为,因Ra、Rsk、Sm的组合,使蚀刻引起孔不合格或烧接(冲压前退火时板彼此粘合),由此产生了黑化不均匀(No.45,46,47,48,49)。
表7
   断面纯净度(%)    X射线强度比Ir(100)<001>/(221)<212>     Raμm     Rsk     Smμm   表面夹杂物个数/100mm2   断面夹杂物个数/100mm2     晶粒度   孔不合格率(%)   冲压前退火时的烧接不合格率
发明例   41    0.008     1.2     0.55     0.5     105   7   10     10.5   0.00   0.00
  42    0.017     1.0     0.43     0.1     55   15   42     10.0   0.03   0.00
  43    0.030     0.9     0.73     0.9     156   30   59     10.5   0.02   0.00
参考例   44    *0.06     1.3     0.45     -0.2     65   25   25     9.0   0.15   0.00
  45    0.025     0.8     *1.0     0.5     102   30   28     9.5   0.26   0.50
  46    0.015     1.0     0.55     *-0.8     115   42   35     10.0   0.13   0.60
  47    0.020     0.9     0.48     *1.8     89   26   45     9.5   0.24   0.70
  48    0.027     1.3     0.35     0.3     *20   18   36     9.0   0.28   1.00
  49    0.008     1.1     0.66     0.15     *285   60   48     8.5   0.38   1.00
  50    0.015     0.9     0.75     -0.2     95   *70   56     9.5   1.30   0.00
  51    0.023     0.8     0.57     0.15     102   26   *92     10.5   1.90   0.00
  52    0.029     0.7     0.46     -0.35     112   31   29     *6.5   1.50   0.00
备注:(1)孔不合格率:蚀刻孔的不合格发生率
  (2)冲压前退火时的烧接不合格:在冲压前退火时板表面粘合而造成不适合
     制造间距0.28mm、高精细荫罩的结果
实施例3
对于表8所示的Fe-Ni-Co系合金荫罩用材料进行与实施例1相同的实验。将其结果示于表9,而且,得到了与Fe-Ni系荫罩用材料的情况同样的结果。
表8                                                       成分组成(wt%)
    Ni     C     Si     Co   Fe
    32     0.4     0.04     3.5   其余
表9
断面纯净度(%)   X射线强度比Ir(100)<001>/(221)<212> Raμm Rsk Smμm 表面夹杂物个数/100mm2 断面夹杂物个数/100mm2 晶粒度 孔不合格率(%) 冲压前退火时的烧接不合格率 条痕的等级 斑点的等级
发明例   61   0.008   2.1     0.5     0.4     100     7     8     10     0.0    0.0    5   5
  62   0.008   2.2     0.6     0.5     55     9     7     9     0.0    0.0    5   5
  63   0.017   2.8     0.6     0.9     150     7     5     10     0.0    0.0    5   5
参考例   64   0.008   2.2     *1.2     0.5     102     12     10     9.5     0.1    0.2    5   5
  65   0.008   2.2     *0.1     0.2     43     15     15     9.5     0.1    0.1    4   4
  66   0.017   2.5     0.5     -0.4     32     20     40     9     0.2    0.1    5   5
  67   0.008   2.3     0.6     0.2    *15     15     14     9.5     0.1    0.1    5   4
  68   0.008   2.8     0.6     1.0    *270     62     21     9     0.2    0.1    5   5
  69   0.021   3.0     0.5     0.9     30     *80     12     10     0.1    0.1    4   4
  70   0.008   2.3     0.6     0.4     21     8     *90     9.5     0.7    0.2    5   4
  71   0.008   2.4     0.7     0.3     200     20     20     *5     0.6    0.1    4   5
比较例   72   0.017   *0.4     0.7     0.2     120     10     40     9.5     -    -    2   3
  73   0.021   *5.4     0.6     0.9     100     15     20     10     -    -    2   5
  74   *0.07   2.2     0.5     0.2     106     17     20     9     1.1    -    4   4
    对板厚为0.13mm的材料进行评价。
    各项目的评价基准等与表4、表7相同。
实施例5
在本实施例中,与以前的荫罩材相比,只要X射线强度比、在断面方向Ni偏析的强度分布和断面纯净度在适当的范围内,都是在质量和合格率方面能够充分满足要求的荫罩材,但是,为了提高合格率等,要再研究与各种因素的组合。表10示出了其结果。
表10示出了在冲压前退火时有无烧接和孔不合格率,与断面纯净度、表面粗糙度(Ra、Rsk、Sm)、平面和断面的10μm以上夹杂物个数和晶粒度等级的关系。表面粗糙度的计算使用(株)东京精密サ-フコム1500A。结果说明了以下的情况。
(1)当断面纯净度超过0.05%时,孔不合格率稍稍变多(No.84)。
(2)当在平面和断面上观察的10μm以上的夹杂物个数分别超过单位面积平均65个、和80个时,可以确认孔不合格的发生稍稍增加(No.92,93)。
(3)当晶粒度等级在7.0以下时,孔不合格率稍稍增加,这是因为:由于各个晶粒大,所以决定了依存于各自晶体取向的开孔形状,使得开均匀的孔比较困难(No.94)。
(4)如前所述,适当的表面粗糙度可以在蚀刻前的保护层的涂敷、曝光工序中提高保护层的密合性,还具有改善抽真空的作用,同时有防止曝光产生光晕的作用,此外,还可以防止中压前退火时荫罩彼此粘合、进而防止因粘合造成的黑化(氧化)皮膜的不均匀。根据这些可以确认,由于Ra、Rsk、Sm的组合,产生了蚀刻引起的孔不合格率或烧接(冲压前退火时板彼此粘合)造成的黑化不均匀(No.85,86,87,88,89,90)。
表10
    断面纯净度(%)    X射线强度比Ir(100)<001>/(221)<212>     Raμm     Rsk     Smμm     Rθa    表面夹杂物个数/100mm2  断面夹杂物个数/100mm2    晶粒度等级    孔不合格率(%)   冲压前退火时的烧接不合格率
    81     0.008     2.2     0.55     0.5     105     0.025     7     19     10.5     0.00   0.00
    82     0.017     2.0     0.43     0.1     55     0.030     15     42     10.0     0.03   0.00
    83     0.030     1.9     0.73     0.9     156     0.045     30     59     10.5     0.02   0.00
    84     *0.06     2.3     0.45     -0.2     65     0.035     25     25     9.0     0.15   0.00
    85     0.025     1.8     1.0     0.5     102     0.028     30     28     9.5     0.26   0.50
    86     0.015     2.0     0.55     -0.8     115     0.044     42     35     10.0     0.13   0.60
    87     0.020     1.9     0.48     1.8     89     0.050     26     45     9.5     0.24   0.70
    88     0.027     2.3     0.35     0.3     20     0.052     18     36     9.0     0.28   1.00
    89     0.008     2.1     0.66     0.15     285     0.028     22     48     8.5     0.38   1.00
    90     0.025     2.5     0.45     0.25     175     0.005     24     32     10.0     0.22   0.95
    91     0.032     1.7     0.50     0.1     45     0.095     60     53     10.0     0.25   1.50
    92     0.015     1.9     0.75     -0.2     95     0.035     72     56     9.5     1.30   0.00
    93     0.023     1.8     0.57     0.15     102     0.045     26     92     10.5     1.90   0.00
    94     0.029     1.7     0.46     -0.35     112     0.042     31     29     6.5     1.50   0.00
备注:(1)孔不合格率:蚀刻孔的不合格发生率
  (2)冲压前退火时的烧接不合格:冲压前退火时板表面粘合而不适合
     测定CNis0.1%以下、CNimax0.5%以下的原料
产业上利用的可能性
如上所述,按照本发明,就能够提供蚀刻特性优良的Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、特别是蚀刻时不发生条痕和斑点的低热膨胀型的Fe-Ni系荫罩用材料。从而,只要采用这样的材料,就能够确实地以高的合格率提供映象美观的彩色布劳恩管和显示用材料。

Claims (21)

1、Fe-Ni系荫罩用材料,是含Ni:34~38wt%的铁-镍合金的荫罩用材料,其特征在于,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度低于0.05%。
2、Fe-Ni系合金的荫罩用材料,其特征在于,上述铁-镍合金具有含C:0.1wt%以下、Si:0.5wt%以下、Mn:1.0wt%以下、Ni:34~38wt%,而且其余实质上由Fe组成的成分组成,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
3、Fe-Ni-Co系荫罩用材料,其特征在于,是具有含Ni:23~38wt%及Co:10wt%以下,而且其余实质上由Fe组成这样的成分组成的铁-镍-钴合金的荫罩用材料,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
4、权利要求1~3任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Ra为0.2μm≤Ra≤0.9μm。
5、权利要求1~4任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Sm为20μm≤Sm≤250μm。
6、权利要求1~5任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Rsk为-0.5≤Rsk≤1.3。
7、权利要求1~6任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,由板表面研磨到任意深度的位置中,10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积65个以下。
8、权利要求1~7任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,在板断面中测定的10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积80个以下。
9、权利要求1~8任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,用JIS G 0551的方法测定的晶粒度等级为显示7.0以上的大小。
10、Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,是含Ni:34~38wt%、含Si:0.5wt%以下、Mn:1.0wt%以下、P:0.1wt%以下的铁-镍合金的荫罩用材料,具有(111)极图中的立方体取向(100)<001>与其孪晶取向(221)<212>的X射线强度比Ir处于0.5~5∶1的范围内的织构,而且在板厚方向上的Ni的偏析量CNis为0.30%以下,Ni的最大偏析量CNimax为1.5%以下。
11、权利要求10所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,在板厚度方向上的Si的偏析量CSis为0.004%以下,Si的最大偏析量CSimax为0.01%以下。
12、权利要求10或11所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,在板厚方向上的Mn的偏析量CMns为0.030%以下,Mn的最大偏析量CMnmax为0.05%以下。
13、权利要求10~12任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,在板厚方向上的P的偏析量CPs为0.001%以下,P的最大偏析量CPmax为0.005%以下。
14、权利要求10~13任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Ra为0.2μm≤Ra≤0.9μm。
15、权利要求10~14任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Sm为20μm≤Sm≤250μm。
16、权利要求10~15任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Rsk为-0.5≤Rsk≤1.3。
17、权利要求10~16任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,涉及表面粗糙度的参数Rθa为0.01≤Rθa≤0.09。
18、权利要求10~17任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,据JIS G 0555的规定得到的断面纯净度为0.05%以下。
19、权利要求10~18任一项所述的荫罩用材料,其特征在于,由板表面研磨到任意深度的位置中,10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积65个以下。
20、权利要求10~19任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,在板断面中测定的10μm以上的夹杂物的个数,为每100mm2单位面积80个以下。
21、权利要求10~20任一项所述的Fe-Ni系荫罩用材料,其特征在于,用JIS G 0551的方法测定的晶粒度等级为显示7.0以上的大小。
CN00808732A 1999-06-10 2000-06-09 Fe-Ni系荫罩用材料 Expired - Fee Related CN1117881C (zh)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP164395/99 1999-06-10
JP16439599 1999-06-10
JP164395/1999 1999-06-10
JP214018/99 1999-07-28
JP214017/1999 1999-07-28
JP21401899 1999-07-28
JP21401799A JP3288655B2 (ja) 1999-06-10 1999-07-28 Fe−Ni系シャドウマスク用材料
JP214017/99 1999-07-28
JP214018/1999 1999-07-28

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031001912A Division CN1241229C (zh) 1999-06-10 2000-06-09 Fe-Ni-Co系荫罩用材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1355856A true CN1355856A (zh) 2002-06-26
CN1117881C CN1117881C (zh) 2003-08-13

Family

ID=27322327

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN00808732A Expired - Fee Related CN1117881C (zh) 1999-06-10 2000-06-09 Fe-Ni系荫罩用材料
CNB031001912A Expired - Fee Related CN1241229C (zh) 1999-06-10 2000-06-09 Fe-Ni-Co系荫罩用材料

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031001912A Expired - Fee Related CN1241229C (zh) 1999-06-10 2000-06-09 Fe-Ni-Co系荫罩用材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6547893B1 (zh)
EP (1) EP1225240B1 (zh)
KR (1) KR100509579B1 (zh)
CN (2) CN1117881C (zh)
DE (1) DE60040004D1 (zh)
WO (1) WO2000077269A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1324157C (zh) * 2003-04-30 2007-07-04 日矿金属株式会社 荫罩用高强度Fe-Ni-Co系合金
US7641169B2 (en) 2003-05-29 2010-01-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Substrate for a stamper
TWI612160B (zh) * 2015-11-04 2018-01-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp 金屬遮罩材料及金屬遮罩
CN109642289A (zh) * 2016-08-31 2019-04-16 日立金属株式会社 金属掩模用原材料及其制造方法
CN112322993A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 苏州钿汇金属材料有限公司 一种超薄铁镍合金材料及其制造方法
CN113774271A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 宝武特种冶金有限公司 一种耐超低温定膨胀合金及其制备方法
CN115369355A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 浙江众凌科技有限公司 一种用于oled像素沉积的金属掩膜版及加工方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413816B1 (ko) * 2001-10-16 2004-01-03 학교법인 한양학원 리튬 2차 전지용 전극 활물질, 그의 제조방법, 및 그를포함하는 리튬 2차 전지
FR2877678B1 (fr) * 2004-11-05 2006-12-08 Imphy Alloys Sa Bande d'alliage fer-nickel pour la fabrication de grilles support de circuits integres
CN105803333A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 日立金属株式会社 Fe-Ni系合金薄板的制造方法
TWI765121B (zh) * 2017-11-14 2022-05-21 日商大日本印刷股份有限公司 用以製造蒸鍍罩之金屬板、金屬板之檢查方法、金屬板之製造方法、蒸鍍罩、蒸鍍罩裝置及蒸鍍罩之製造方法
CN111809120B (zh) * 2020-07-21 2021-10-29 中国科学院金属研究所 一种低膨胀合金及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834088B2 (ja) * 1987-02-04 1996-03-29 株式会社東芝 シヤドウマスク用合金板及びシヤドウマスク
JPH0668128B2 (ja) 1988-03-31 1994-08-31 新日本製鐵株式会社 シャドウマスク用のFe−Ni合金板の製造方法
JPH02117703A (ja) 1988-10-28 1990-05-02 Nippon Mining Co Ltd シャドウマスク用鉄‐ニッケル基合金材料の製造方法
US5127965A (en) * 1990-07-17 1992-07-07 Nkk Corporation Fe-ni alloy sheet for shadow mask and method for manufacturing same
JP2596210B2 (ja) * 1990-10-31 1997-04-02 日本鋼管株式会社 焼鈍時の密着焼付き防止法、ガス放散性に優れたシャドウマスク用Fe―Ni合金およびその製造法
JPH0657382A (ja) * 1992-08-11 1994-03-01 Toshiba Corp シャドウマスク用素材
JP2951808B2 (ja) 1993-03-11 1999-09-20 日本冶金工業 株式会社 シャドウマスクの製造方法
JPH09143625A (ja) * 1995-11-27 1997-06-03 Nikko Kinzoku Kk シャドウマスク用Fe−Ni系合金素材
JPH1150146A (ja) 1997-08-05 1999-02-23 Nkk Corp エッチング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の製造方法
JP2933913B1 (ja) * 1998-04-22 1999-08-16 日本冶金工業株式会社 Fe−Ni系シャドウマスク用材料およびその製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1324157C (zh) * 2003-04-30 2007-07-04 日矿金属株式会社 荫罩用高强度Fe-Ni-Co系合金
US7641169B2 (en) 2003-05-29 2010-01-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Substrate for a stamper
TWI612160B (zh) * 2015-11-04 2018-01-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp 金屬遮罩材料及金屬遮罩
CN109642289A (zh) * 2016-08-31 2019-04-16 日立金属株式会社 金属掩模用原材料及其制造方法
CN109642289B (zh) * 2016-08-31 2021-06-01 日立金属株式会社 金属掩模用原材料及其制造方法
CN113774271A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 宝武特种冶金有限公司 一种耐超低温定膨胀合金及其制备方法
CN112322993A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 苏州钿汇金属材料有限公司 一种超薄铁镍合金材料及其制造方法
CN115369355A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 浙江众凌科技有限公司 一种用于oled像素沉积的金属掩膜版及加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1241229C (zh) 2006-02-08
EP1225240A1 (en) 2002-07-24
CN1515698A (zh) 2004-07-28
DE60040004D1 (de) 2008-10-02
US6547893B1 (en) 2003-04-15
KR100509579B1 (ko) 2005-08-22
CN1117881C (zh) 2003-08-13
EP1225240B1 (en) 2008-08-20
KR20020012602A (ko) 2002-02-16
EP1225240A4 (en) 2006-08-30
WO2000077269A1 (fr) 2000-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1117881C (zh) Fe-Ni系荫罩用材料
CN1296508C (zh) 易切削工具钢
CN1144893C (zh) 成形性优良的钢管及制造这种钢管的方法
CN1128239C (zh) 高磁通密度取向电工钢板的制造方法
CN1095877C (zh) 用于金属版印版的铝合金板及其制造方法
CN1010856B (zh) 高强度和高延伸率及低各向异性的双结构铬不锈钢带的生产方法
CN1916597A (zh) 一种不锈钢显微组织的观察方法
CN1823179A (zh) Ag系溅射靶及其制造方法
CN1271027A (zh) 固体高分子型燃料电池用不锈钢材
CN100344784C (zh) 轴承零件用钢管、其制造方法及切削方法
CN1961091A (zh) 高强度弹簧用钢及钢线
CN1831171A (zh) 热交换器用铝合金散热片材及热交换器
CN1263891C (zh) 赋予张力性绝缘皮膜的粘合性优异的单取向硅钢板及其制造方法
CN1711367A (zh) 切削性优良的钢及其制造方法
CN1489643A (zh) 用于制备具有改善的栅氧化层完整性的单晶硅的方法
CN1247809C (zh) 耐时效性良好的涂装烘烤硬化型冷轧钢板及其制造方法
CN1108393C (zh) 荫罩用不锈钢板及其制造方法和荫罩
CN1608787A (zh) 钢板的激光焊接方法以及复合板材
CN1643175A (zh) 在薄膜粘附性方面极优越的晶粒取向性电工硅钢片及其制造方法
CN1274393A (zh) 磁性优良的电工钢板及其制造方法
CN101031667A (zh) 方向性电磁钢板及其制造方法
CN1037984C (zh) 用于荫罩的合金薄板及其制造方法
CN1077149C (zh) 磁性能良好的低硼非晶态合金及其制造方法
CN1701130A (zh) 镀层附着性优良的合金化热镀锌钢板及其制造方法
CN1039544C (zh) 合金薄板及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20030813

Termination date: 20150609

EXPY Termination of patent right or utility model