DE69130891T2 - Fe-ni-legierung - Google Patents

Fe-ni-legierung

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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teil einer Kathodenstrahlröhre, hergestellt unter Verwendung einer auf Fe-Ni basierenden Legierung, die einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat.
    • HINTERGRUND DES FACHGEBIETS
  • Eine auf Fe-Ni basierende Legierung, z. B. 42 Gew.-% Ni-Fe und 29 Gew. 4 Ni - 17 Gew.-% Co-Fe, ist bisher als Legierung mit einer niedrigen thermischen Ausdehnung bekannt. Diese Art von auf Fe-Ni basierender Legierung wird auf technischen Anwendungsgebieten verwendet, wo ein metallisches Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. z. B. ein Material für einen Leitungsrahmen, der zur Herstellung eines Gehäuses eines integrierten Schaltkreises oder dergleichen verwendet wird, ein Material für einen Bestandteil einer Kathodenstrahlröhre, wie z. B. eine Braunsche Röhre, ein Dichtungsmaterial, erforderlich ist.
  • Zuerst wird nachstehend eine Beschreibung gegeben, was z. B. ein Material für einen Bestandteil einer Kathodenstrahlröhre betrifft. In der Kathodenstrahlröhre ist zum Bündeln oder Ablenken eines Elektronenstrahls, der von einer Kathode emittiert wird, eine Mehrzahl von Elektroden angeordnet. In bezug auf ein Material, das zum Aufbau der Elektroden erforderlich ist, ist es eine wesentliche Bedingung, daß das Material einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, um sicherzustellen, daß ein Elektronenstrahl ohne irgendeine unerwünschte Störung, die auf thermische Ausdehnung während des Arbeitens der Kathodenstrahlröhre zurückzuführen ist, von der Kathode emittiert wird. Aus diesem Grund wird die vorstehende Art der auf Fe-Ni basierenden Legierung verwendet.
  • Obwohl jedoch eine herkömmliche auf Fe-Ni basierende Legierung die Forderung nach einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zufriedenstellend erfüllt, hat sie die folgenden Nachteile. Dementsprechend haben sich viele nachdrückliche Nachfragen erhoben, daß diese Nachteile beseitigt werden.
  • Einer der Nachteile, die der herkömmlichen auf Fe-Ni basierenden Legierung eigen sind, besteht darin, daß während eines Ausstanzvorgangs, durchgeführt durch Betätigen einer Preßmaschine, ein Grat mit einer großen Höhe erscheint. Wenn ein Material, das einen Grat mit einer großen Höhe hat, der in dem Ausstanzbereich erzeugt ist, für einen Bestandteil einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird, dann entsteht eine Funktionsstörung, daß die Eigenschaften des Elektronenstrahls nachteilig beeinflußt werden. Zusätzlich erscheinen in dem Fall, wo dieses Material zur Herstellung eines Leitungsrahmens verwendet wird. Probleme, wenn ein erzeugter Grat eine große Höhe hat, daß die Anzahl der Biegungen des Leitungszapfens verringert ist und darüber hinaus die Lebensdauer eines Pressenstempels verkürzt ist. Wenn sich, ebenfalls in bezug auf das Dichtungsmaterial, ein Grat z. B. im Dichtungsbereich befindet, erstrecken sich von dem Dichtungsbereich aus leicht Risse, wobei die Eigenschaften des Teils nachteilig beeinflußt werden.
  • In den letzten Jahren wird, da Halbleiterelemente mit einer größeren Dichte integriert werden, zunehmend gefordert, daß jeder Leitungsrahmen so gestaltet wird, daß er eine dünnere Dicke hat, während eine Anzahl von Zapfen verwendet wird. In Zusammenhang mit dem vorstehenden gegenwärtigen Zustand hat ein Material zur Herstellung eines Leitungsrahmens, das aus der herkömmlichen auf Fe-Ni basierenden Legierung besteht, die Probleme, daß ein feines Muster nicht mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit erzeugt werden kann, und darüber hinaus hat das Material unzureichende mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit. Nicht nur bei dem Material zur Erzeugung eines Leitungsrahmens, sondern auch bei einem Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre wird, wenn das Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre unzureichende mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit hat, es durch eine Wärmebehandlung, die vor einem Montagearbeitsschritt ausgeführt wird, bemerkenswert erweicht. Dieses führt zu Problemen, daß die Handhabungsfähigkeit verschlechtert wird und während des Montagearbeitsschrittes leicht unerwünschte Verformung vorkommt.
  • Im allgemeinen enthält die herkömmliche auf Fe-Ni basierende Legierung eine große Menge von gelöstem Gas. Aus diesem Grund erscheinen, wenn es als Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird. Probleme, daß die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum vergrößert wird und der Grad des Vakuums in der Kathodenstrahlröhre verringert wird, was zu Eigenschaften eines Produkts führt, die unerwünschterweise verschlechtert sind.
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Bewußtsein des vorstehenden Hintergrunds gemacht.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer auf Fe-Ni basierenden Legierung, die sicherstellt, daß mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und andere Eigenschaften verbessert sind.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer auf Fe-Ni basierenden Legierung, die ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften, wie z. B. die Durchführung einer Ausstanzarbeit, hat.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer auf Fe-Ni basierenden Legierung, die sicherstellt, daß die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum gering gehalten wird.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die auf Fe-Ni basierende Legierung ist als Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bekannt.
  • Die Bezugnahme GB-A-1137608 offenbart eine auf Fe-Ni basierende Legierung, die als Tankmaterial, das den Bedingungen einer sehr niedrigen Temperatur ausgesetzt wird, verwendet wird, wobei die Fe-Ni-Legierung weniger als 0,05 Gew.-% S einschließt und gemäß Vakuuminduktionsschmelzen und Gießen und nachfolgendem Tempern in einem relativ hohen Temperaturbereich von 980 bis 1095ºC hergestellt wird.
  • Die japanische offengelegte Patentanmeldung SH063-14841 offenbart ein Material für eine Lochmaske, bestehend aus 0.01-1,0 Gew.-% von einem oder mehr als zwei Elementen, ausgewählt aus der Gruppe von Ti, Zr, B, Mo, Nb, N, P, Cu, V, Mg, Co und W, als Verzögerungsmittel für das Teilchenwachstum, zusätzlich zu weniger als 0,01 Gew. C, weniger als 0.30 Gew. -% Si, weniger als 0.30 Gew. -% Al, 0,1-1.0 Gew.-% Mn, 34,0-38.0 Gew.- % Ni und dem Rest Fe mit unvermeidbaren Verunreinigungen, und getempert bei einer Temperatur von 1100ºC, die höher ist als die, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Weiterhin gibt es keine Erwähnung der Bedeutung des Vorhandenseins der Carbidteilchen.
  • Die japanische offengelegte Patentanmeldung SH063-14842 offenbart ebenfalls ein Material für eine Lochmaske, bestehend aus weniger als 0,10 Gew.-% C, nicht mehr als 0,30 Gew.-% Si, weniger als 0,30 Gew.-% Al, 0,1-1.0 Gew.-% Mn, 34.0-38,0 Gew.-% Ni, 0.01-1,0 Gew.-% V und dem Rest Fe mit unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei das Verhältnis V/C vorzugsweise auf größer als 1,5 einreguliert ist und die Korngröße von Vanadiumcarbid vorzugsweise auf weniger als 50 um verringert ist. Sie offenbart nicht die Anzahl der Carbidteilchen, d. h. die Verteilung der Carbidteilchen, die Beziehung zwischen der Carbidteilchengröße und der Anzahl der Carbidteilchen und die relativ niedrige Tempertemperatur der Legierung, die die vorliegende Erfindung verwendet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil einer Kathodenstrahlröhre bereitgestellt, hergestellt durch Ausstanzen, umfassend eine auf Fe-Ni basierende Legierung, bestehend aus 25 bis 55 Gew.-% Ni, 0.001 bis 0,1 Gew.-% C, 0,01 bis 6 Gew.-% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Elementen der Gruppe IVa und Elementen der Gruppe Va des Periodensystems, und einem Rest von Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen:
  • wobei die Legierung in einer Substruktur davon dispergierte Carbidteilchen in dem Bereich von 1000 bis 100 000 Teilchen/cm² aufweist, wobei jedes von den dispergierten Carbidteilchen eine Größe von nicht mehr als 20 um hat.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des Teils der Kathodenstrahlröhre, das in Anspruch 1 definiert ist, sind in den abhängigen Ansprüchen mitgeteilt.
  • Die Zusammensetzung der auf Fe-Ni basierenden Legierung der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend definiert ist, soll nachstehend in größerer Ausführlichkeit beschrieben werden.
  • Nickel ist ein Element, das zur Verringerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten dient. Der thermische Ausdehnungskoeffizient wird vergrößert, entweder wenn der Gehalt des Nickels geringer als 25 Gew.-% ist oder wenn er 55 Gew.-% überschreitet, was dazu führt, daß ein Funktionsmerkmal, das von der Legierung mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten erhalten wird, unerwünschterweise verloren geht. Es wird bevorzugt, daß der Gehalt an Ni innerhalb des Bereiches von 36 Gew.-% bis 50 Gew.-% bleibt.
  • Kohlenstoff wird feinteilig und gleichmäßig als Carbid zumindest eines Teils eines Elements, ausgewählt aus den Elementen der Gruppe IUa und den Elementen der Gruppe Va, in der Substruktur dispergiert. Als Ergebnis können mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit wesentlich verbessert werden, während eine adäquate Durchführung der Ausstanzarbeit für die auf Fe-Ni basierende Legierung gegeben ist. Der Kohlenstoff fungiert als Desoxidationsmittel, wenn ein Gußblock hergestellt wird. Mit anderen Worten besteht eine charakteristische Eigenschaft der vorliegenden Erfindung darin, daß der Kohlenstoff absichtlich hinzugegeben wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird festgelegt, daß der Gehalt des Kohlenstoffs innerhalb des Bereiches von 0.001 Gew.-% bis 0.1 Gew. 4 bleibt. Wenn der Kohlenstoffgehalt geringer als 0,001 Gew. 4 ist, mißlingt es. Festigkeit und Wärmebeständigkeit befriedigend zu verbessern, und ausreichende Desoxidation kann nicht erreicht werden, wenn die Rohmaterialien für die auf Fe-Ni basierende Legierung geschmolzen werden. Wenn im Gegensatz dazu der Kohlenstoffgehalt 0,1 Gew.-% überschreitet, wird die Eigenschaft der Bearbeitbarkeit verschlechtert, und darüber hinaus wird die mechanische Festigkeit übermäßig vergrößert, was dazu führt, daß die Durchführung von Preßarbeit zur Formung verschiedener Arten von Teilen zu ihrem vorherbestimmten Profil merklich verschlechtert wird. Es wird stärker bevorzugt, daß festgelegt wird, daß der Kohlenstoffgehalt innerhalb des Bereichs von 0.01 Gew.-% bis 0,05 Gew.-% bleibt.
  • Mindestens ein Element, ausgewählt aus den Elementen der Gruppe IVa und den Elementen der Gruppe Va, wird in der Form eines einzelnen Elements, einer Verbindung, wie z. B. ein Carbid. Nitrid oder eine intermetallische Verbindung von Fe, niedergeschlagen oder kristallisiert, und es ist in der Form von dispergierten Teilchen in der Substruktur vorhanden. So können mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit verbessert werden, während eine adäquate Durchführung der Ausstanzarbeit erhalten wird. Außerdem dient das vorstehende Element dazu, eine gelöste Gaskomponente als Carbid oder Nitrid zu fixieren, so daß die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum verringert wird. Insbesondere die Elemente der Gruppe IVa und die Elemente der Gruppe Va sind Elemente, die leicht als Carbid oder Nitrid niedergeschlagen werden. Da die vorstehend erwähnte Wirkung bemerkenswerterweise erhalten werden kann, wenn ein Element, ausgewählt insbesondere aus Nb und Ta, als das vorstehende Element verwendet wird, ist es wünschenswert, daß das vorstehende Element verwendet wird.
  • Es wird festgelegt, daß der Gehalt mindestens eines Elements, ausgewählt aus den Elementen der Gruppe IVa und den Elementen der Gruppe Va, innerhalb des Bereiches von 0,01 Gew.-% bis 6 Gew.-% bleibt. Wenn der Gehalt des vorstehenden Elements geringer als 0,01 Gew.-% ist, wird das zugegebene Element in einer Matrix als Festkörper gelöst, was dazu führt, daß die Menge der dispergierten Teilchen, die aus Carbid bestehen, knapp wird. So können mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit nicht hinreichend verbessert werden. Außerdem wird die Menge der Gasfreisetzung unerwünschterweise vergrößert. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt des vorstehenden Elements 6 Gew.-% überschreitet, wird die Eigenschaft der Bearbeitbarkeit verschlechtert, und darüber hinaus wird die mechanische Festigkeit übermäßig vergrößert, was dazu führt, daß die Eigenschaft der Bearbeitung durch Pressen zur Formung verschiedener Arten von Teilen zu ihrem vorherbestimmten Profil bemerkenswert verschlechtert wird. Es wird stärker bevorzugt, daß festgelegt wird, daß der Gehalt an mindestens einer Art von Element, ausgewählt aus den Elementen der Gruppe IVa und den Elementen der Gruppe Va, innerhalb des Bereiches von 0.1 Gew.-% bis 3 Gew.-% bleibt. In bezug auf die Elemente der Gruppe IVa und die Elemente der Gruppe Va kann eine Vielzahl von Elementen verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein einzelnes Element verwendet werden. In dem Fall, wo eine Vielzahl von Elementen verwendet wird, sollte festgelegt werden, daß der Gesamtgehalt dieser Elemente innerhalb des vorstehend erwähnten Bereiches bleibt.
  • Zusätzlich wird in der auf Fe-Ni basierenden Legierung der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß der Gehalt an S als Verunreinigung geringer als 0.05 Gew.-% ist. Dieses ist, weil, wenn der Gehalt an Schwefel 0.05 Gew.-% überschreitet, die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum vergrößert wird. Von der vorliegenden Erfindung erhaltene vorteilhafte Auswirkungen werden nicht nachteilig beeinflußt, auch wenn Mn, zugegeben als Desoxidationsmittel, mit einer Menge von nicht mehr als 2 Gew.-% enthalten ist, und darüber hinaus Verunreinigungen, wie z. B. P, Si, mit einer Menge von nicht mehr als etwa 0,1 Gew.-% enthalten sind.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind in der auf Fe-Ni basierenden Legierung der vorliegenden Erfindung dispergierte Teilchen einschließlich eines Carbids der Elemente der Gruppe IVa und der Elemente der Gruppe Va in der Substruktur vorhanden. Da das Carbid feinteilig und gleichmäßig in der Substruktur dispergiert wird, werden mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit, die Durchführung der Ausstanzarbeit und andere Eigenschaften der auf Fe-Ni basierenden Legierung wirksam verbessert. Mit anderen Worten kann eine Wirkung, die aus der Dispergierung erhalten wird, weiter verbessert werden, und darüber hinaus kann die mechanische Festigkeit verbessert werden, indem die feinen Teilchen eines Carbids gleichmäßig in der Substruktur dispergiert werden. Da zusätzlich die Versetzung bei hohen Temperaturen unterdrückt ist, kann die Wärmebeständigkeit, wie z. B. Erweichen, verbessert werden. Da außerdem die Durchführung der Ausstanzarbeit durch die feine kristalline Struktur, zurückzuführen auf die dispergierten Teilchen, verbessert wird, kann die Höhe eines Grates verringert werden.
  • Es wird bevorzugt, daß die Größe des dispergierten Teilchens nicht mehr als 20 um beträgt, und darüber hinaus wird bevorzugt, daß die dispergierten Teilchen, die die vorstehende Größe haben, in dem Bereich von 1000 Teilchen/cm² bis 100 000 Teilchen/cm² vorhanden sind. Es wird stärker bevorzugt, daß die Anzahl der dispergierten Teilchen in dem Bereich von 5000 Teilchen/cm² bis 100 000 Teilchen/cm² bleibt. Wenn die Größe des dispergierten Teilchens 20 um überschreitet, mißlingt es, mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit hinreichend zu verbessern, und die Durchführung der Ausstanzarbeit wird verschlechtert. Als Ergebnis gibt es eine Tendenz, daß die Höhe eines Grates, der rund um ein ausgestanztes Loch erscheint (nachstehend als Lochgrat bezeichnet), vergrößert wird. Es sollte bemerkt werden, daß die Größe des dispergierten Teilchens, auf die hier Bezug genommen wird, den Durchmesser des kleinsten Kreises bezeichnet, in den das dispergierte Teilchen eingeschlossen wird. Wenn die Anzahl der dispergierten Teilchen geringer als 1000 Teilchen/cm² ist, mißlingt es, mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit hinreichend zu verbessern. Zusätzlich gibt es eine Tendenz, daß die Durchführung der Ausstanzarbeit verschlechtert wird, die Höhe des Lochgrates vergrößert wird und der Bruchwinkel verkleinert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Anzahl der dispergierten Teilchen 100 000 Teilchen/cm² überschreitet, wird die Durchführung der Walzarbeit oder dergleichen verschlechtert.
  • Die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung wird z. B. auf dem Wege der folgenden Schritte hergestellt.
  • Zuerst werden die Legierungskomponenten, die den Anforderungen an die vorstehend erwähnte Legierungszusammensetzung genügen, innerhalb des Temperaturbereichs von 1400ºC bis 1600ºC geschmolzen und gegossen, wobei ein Gußblock hergestellt wird. Anschließend wird der Gußblock innerhalb des Temperaturbereichs von etwa 1000ºC bis 1200ºC warmgeschmiedet und/oder warmgewalzt. Danach wird die so erhaltene Platte mit einem Bearbeitungsgrad von 30 bis 80% wiederholt kaltbearbeitet, ebenso wie für einen Zeitraum von fünf Minuten bis zu einer Stunde bei einer Temperatur von etwa 800ºC bis 1100ºC getempert. Als Ergebnis wird die geforderte auf Fe-Ni basierende Legierung erhalten. Zum Beispiel in dem Fall, wo die auf Fe-Ni basierende Legierung zur Erzeugung eines Leitungsrahmens verwendet wird, wobei nach dem Warmbearbeiten und Kaltbearbeiten ein Blechmaterial einer vorbestimmten Dicke hergestellt wird. Anschließend wird das Blech ausgestanzt, wobei ein Leitungsrahmen mit einem vorbestimmten Profil erzeugt wird. In dem Fall, wo die auf Fe-Ni basierende Legierung als Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird, werden die vorstehend erwähnten Arbeitsgänge durchgeführt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Abb. 1 ist eine Ansicht zur Erklärung des Bewertungsverfahrens einer Durchführung der Ausstanzarbeit und Abb. 3 ist eine Draufsicht eines Teils einer Kathodenstrahlröhre einer anderen Ausführungsform, wo die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
    • DIE BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nun soll die vorliegende Erfindung in allen Einzelheiten, welche die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, beschrieben werden. Zuerst soll nachfolgend eine Beschreibung in bezug auf Beispiele einer auf Fe-Ni basierenden Legierung der vorliegenden Erfindung und Ergebnisse, die aus der Bewertung dieser Beispiele erhalten wurden, gegeben werden.
    • BEISPIELE 1 bis 23
  • Die Legierungskomponenten, von denen jede Zusammensetzung in Tabelle 1 angegeben ist, wurden bei einer Temperatur von etwa 1500ºC geschmolzen, und jede geschmolzene Legierung wurde gegossen, wobei Gußblöcke geformt wurden. Danach wurde jeder Gußblock bei einer Temperatur von 1000ºC bis 1200ºC geschmiedet, wobei ein Knüppel mit den Dimensionen 150 mm · 600 mm x L hergestellt wurde.
  • Danach wurde jeder Knüppel bei einer Temperatur von 1000ºC bis 1200ºC warmgewalzt, bis seine Dicke auf 3,5 mm verringert war. Anschließend wurde die Platte unter den Bedingungen von etwa 950ºC x etwa 30 Minuten wiederholt kaltgewalzt und getempert, bis ihre Dicke auf 0.3 mm verringert war. Nachdem das kaltgewalzte Blech zusätzlich kaltgewalzt wurde, um seine Dicke auf 0,15 mm zu verringern, wurde es 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 950ºC getempert, wodurch eine plattenförmige Probe der Legierung erhalten wurde.
  • Die Größe und die Anzahl von Teilchen, die innerhalb verschiedener sichtbarer Felder in jeder plattenförmigen Legierungsprobe, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten wurde, dispergiert waren, wurde gemessen, basierend auf photographischen Strukturaufnahmen mittels eines metallurgischen Mikroskops mit einer Vergrößerung von 400. Die aus der Messung erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Es sollte bemerkt werden, daß die Größe der dispergierten Teilchen, die in der Tabelle angegeben ist, durch einen Durchschnittswert dargestellt ist. Zusätzlich wurden in bezug auf die jeweiligen plattenförmigen Legierungsproben die folgenden Eigenschaften bewertet. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
    • (1) THERMISCHER AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT
  • Die Zahlen in der Spalte des thermischen Ausdehnungskoeffizienten geben einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten an, der in dem Temperaturbereich von 30ºC bis 300ºC gemessen wurde.
    • (2) ÄNDERUNG DER HÄRTE BEI WÄRMEBEHANDLUNG
  • Jede plattenförmige Probe wurde 10 Minuten bei einer Temperatur von 1050ºC wärmebehandelt, und die Härte vor und nach der Wärmebehandlung wurde gemessen.
    • (3) DURCHFÜHRUNG DER AUSSTANZARBEIT
  • Ein Ausstanzvorgang wurde für jede plattenförmige Probe mit Hilfe einer Preßmaschine durchgeführt, so daß ein Loch erzeugt wurde, und die Höhe eines Grats, der rund um das ausgestanzte Loch erscheint, und der Bruchwinkel wurden, bezogen auf die Schnittform, gemessen.
    • (4) EIGENSCHAFT DER GASFREISETZUNG
  • Die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum von 1.33 · 10&supmin;&sup5; Pa (10&supmin;&sup7; Torr) wurde in bezug auf jede plattenförmige Probe gemessen.
    • (5) GESCHWINDIGKEIT DER GASFREISETZUNG
  • Die Geschwindigkeit der Gasfreisetzung in dem Vakuum von 1.33 · 10&supmin;&sup5; Pa (10&supmin;&sup7; Torr) wurde in bezug auf jede plattenförmige Probe gemessen.
  • Die Bewertung der Durchführung der Ausstanzarbeit, wie sie unter (3) erwähnt ist, wurde so ausgeführt, daß eine Höhe h des Grats 3, der rund um das Ende einer Bruchoberfläche 1 erscheint, als Grathöhe gemessen wurde und daß ein Winkel B, der durch die Bruchoberfläche 1 des ausgestanzten Teils und dessen ausgestanzte Oberfläche 2 definiert ist, als Bruchwinkel gemessen wurde. Je kleiner der Bruchwinkel B war, um so größer war die Höhe h des Grats 3. Zusätzlich neigte der Grat 3 dazu, sich zur Seite des gestanzten Lochs hin zu neigen, was verschiedene Probleme verursachte.
  • Außerdem wurden, zum Zwecke des Vergleichs mit der vorliegenden Erfindung, plattenförmige Proben in ähnlicher Weise hergestellt, wobei eine auf Fe-Ni basierende Legierung verwendet wurde, die vom Umfang der vorliegenden Erfindung abwich (Vergleichsbeispiele 1 bis 6). Die Zusammensetzungen der Proben sind in Tabelle 1 angegeben. Die Bewertung der jeweiligen plattenförmigen Proben wurde in der gleichen Weise wie bei den vorstehend erwähnten Beispielen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusätzlich angegeben.
  • Wie aus den in Tabelle 2 angegebenen Ergebnissen ersichtlich ist, haben die auf Fe-Ni basierenden Legierungen in den Beispielen einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, aber zeigen eine große Härte. Zusätzlich war die Härte jeder plattenförmigen Probe nach Abschluß einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 1050ºC wenig verringert. Außerdem war der Bruchwinkel, der nach Abschluß eines Ausstanzvorgangs erkannt wurde, groß, und darüber hinaus ist die Höhe des Grats h niedrig. Mit anderen Worten, die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung ist bei der Durchführung der Ausstanzarbeit überlegen. Die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum ist gering.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, können in dem Fall, wo die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung für ein Material verwendet wird, das einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten erfordert, wie z. B. ein Material zur Erzeugung eines Leitungsrahmens, ein Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre. Dichtungsmaterial, auch wenn es eine dünne Platte ist, die Anforderungen an mechanische Festigkeit. Wärmebeständigkeit und andere Eigenschaften erfüllt werden, und die Reproduzierbarkeit der Form kann verbessert werden. Zum Beispiel werden, wenn es als Material zur Erzeugung eines Leitungsrahmens verwendet wird, die vorstehend erwähnten Vorteile erhalten, und darüber hinaus kann die Anzahl der Biegungen einer Leitung erhöht werden. Wenn es als Material zur Erzeugung eines Teils einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird, wird es möglich, seine Elektronenstrahleigenschaften davor zu bewahren, nachteilig beeinflußt zu werden, wodurch die Durchführung des Arbeitsschrittes Zusammenbau verbessert werden kann. Außerdem können, da die Menge der Gasfreisetzung wesentlich verringert ist, die Eigenschaften jedes Produkts verbessert werden.
  • Als nächstes soll die vorliegende Erfindung nachstehend in bezug auf eine Ausführungsform beschrieben werden, bei der die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Leitungsrahmens verwendet wird.
  • Zuerst wurde die auf Fe-Ni basierende Legierung in Beispiel 2 unter den Bedingungen von 950ºC · 30 Minuten wiederholt kaltgewalzt und getempert, so daß ein Blech mit einer Dicke von 0.25 mm hergestellt wurde. Anschließend wurde das Blech der auf Fe-Ni basierenden Legierung ausgestanzt, um ein Profil eines Leitungsrahmens aufzuweisen, wodurch der geforderte Leitungsrahmen 11 erhalten wurde.
  • Zum Zweck des Vergleichs mit der vorliegenden Erfindung wurde ein Leitungsrahmen in der gleichen Weise wie vorstehend erwähnt hergestellt, indem die auf Fe-Ni basierende Legierung in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde.
  • Dann wurden die Härte jedes in der vorstehenden Weise hergestellten Leitungsrahmens wie auch die Lebensdauer eines Ausstanzstempels (dargestellt durch die Gesamtzahl der praktisch durchgeführten Ausstanzvorgänge) gemessen. Die Härte (Hv) betrug 203 und die Gesamtzahl der Ausstanzvorgänge war 850 · 10³ in bezug auf den Leitungsrahmen in Vergleichsbeispiel 1, während die Härte (Hv) 240 betrug und die Gesamtzahl der Ausstanzvorgänge 1300 · 10³ in bezug auf den Leitungsrahmen in Beispiel 2 war. Dies bedeutet, daß mechanische Festigkeit und die Durchführung der Ausstanzarbeit in bezug auf den Leitungsrahmen des Beispiels 2, verglichen mit denjenigen des Leitungsrahmens in Vergleichsbeispiel 1, verbessert waren.
  • Als nächstes soll die vorliegende Erfindung nachstehend in bezug auf eine Ausführungsform beschrieben werden, in der die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung als Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre verwendet wurde.
  • Zuerst wurde die auf Fe-Ni basierende Legierung in Beispiel 1 unter den Bedingungen von etwa 950ºC x etwa 30 Minuten wiederholt kaltgewalzt und getempert, um ein Blech mit einer Dicke von 0,175 mm herzustellen. Anschließend wurde das Blech der auf Fe-Ni basierenden Legierung ausgestanzt, um ein Teil einer Kathodenstrahlröhre, wie es in Abb. 3 gezeigt ist, aufzuweisen, wodurch das geforderte Teil 12 für eine Kathodenstrahlröhre erhalten wurde.
  • Zum Zweck des Vergleichs mit der vorliegenden Erfindung wurde ein Teil einer Kathodenstrahlröhre hergestellt, indem die auf Fe-Ni basierende Legierung in Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde.
  • Eine Kathodenstrahlröhre wurde unter Verwendung des Teils, das in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wurde, aufgebaut, und dann wurde die Ausschußrate auf Grund der Deformation des Teils gemessen. Die Ausschußrate betrug 0,6% in bezug auf das Teil der Kathodenstrahlröhre in Vergleichsbeispiel 2, während die Ausschußrate 0.04% in bezug auf das Teil der Kathodenstrahlröhre in Beispiel 1 betrug. Dies bedeutet, daß die Ausschußrate auf Grund der Deformation des Teils in Beispiel 1 im Vergleich mit dem Teil der Kathodenstrahlröhre in Vergleichsbeispiel 2 bemerkenswert verbessert war.
    • TECHNISCHE ANWENDBARKEIT
  • Wie vorstehend beschrieben, stellt die auf Fe-Ni basierende Legierung der vorliegenden Erfindung sicher, daß die Forderung nach einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten erfüllt wird, sie hat eine große Härte und ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, sie ist überlegen bei der Durchführung der Ausstanzarbeit, und darüber hinaus ist die Menge der Gasfreisetzung in das Vakuum gering. Auf Grund dieser Vorteile kann die vorliegende Erfindung ein Legierungsmaterial bereitstellen, das vorzugsweise für ein Material zur Erzeugung eines Bestandteils einer Kathodenstrahlröhre verwendbar ist. TABELLE 1 TABELLE 2
    • UMRECHNUNGSFAKTOREN:
  • Menge der Gasfreisetzung 1 Torr·cm³ = 133 Pa·cm³
  • Geschwindigkeit der Gasfreisetzung 1 · 10&supmin;³ Torr·cm³/s·g = 1,33 · 10&supmin;¹ Pa·cm³/s·g

Claims (6)

1. Teil einer Kathodenstrahlröhre, hergestellt durch Ausstanzen, aufweisend eine auf Fe-Ni basierende Legierung, bestehend aus 25 bis 55 Gew.-% Ni. 0,001 bis 0,1 Gew.-% C, 0,01 bis 6 Gew.-% mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Elementen der Gruppe IVa und Elementen der Gruppe Va des Periodensystems, und einem Rest von Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen:
wobei die Legierung in einer Substruktur davon dispergierte Carbidteilchen in dem Bereich von 1000 bis 100000 Teilchen/cm² aufweist, wobei jedes von den dispergierten Carbidteilchen eine Größe von nicht mehr als 20 um hat.
2. Teil einer Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei ein Carbid der dispergierten Carbidteilchen mindestens ein Carbid ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carbiden der Elemente der Gruppe IVa und der Elemente der Gruppe Va des Periodensystems.
3. Teil einer Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder Anspruch 2. wobei das mindestens eine Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Elementen der Gruppe IVa und Elementen der Gruppe Va des Periodensystems, mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Nb und Ta.
4. Teil einer Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Legierung einen Gehalt an S als Verunreinigung von weniger als 0.05 Gew.-% hat.
5. Teil einer Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Legierung gegebenenfalls nicht mehr als 2 Gew.-% Mn, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Si, nicht mehr als 0,1 Gew.-% P, weniger als 0.05 Gew.-% S aufweist.
6. Teil einer Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge der Gasfreisetzung in ein Vakuum von 1, 33 · 10&supmin;&sup5; Pa (10&supmin;&sup7; Torr) der Fe-Ni-Legierung 12,4 Torr·cm³ (1649 Pa·cm³) oder weniger, und die Geschwindigkeit der Gasfreisetzung 1,12 · 10&supmin;³ Torr·cm³/s·g oder weniger (1,490-10&supmin;¹ Pa·cm³/s·g oder weniger) in einem Vakuum von 1,33 · 10&supmin;&sup5; Pa (10&supmin;&sup7; Torr) ist.
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