EP0149927A1 - Procédé de préparation des pièces ferreuses d'un tube de télévision en couleurs - Google Patents

Procédé de préparation des pièces ferreuses d'un tube de télévision en couleurs Download PDF

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EP0149927A1 EP84400153A EP84400153A EP0149927A1 EP 0149927 A1 EP0149927 A1 EP 0149927A1 EP 84400153 A EP84400153 A EP 84400153A EP 84400153 A EP84400153 A EP 84400153A EP 0149927 A1 EP0149927 A1 EP 0149927A1
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Definitions

  • the present invention relates to a method for preparing the ferrous parts of a color television tube and to an oven for carrying out such a method.
  • a first problem relating to the subject of the invention relates to the natural deposit of rust on this kind of parts during the manufacturing process. Indeed, for reasons of cost, mechanical and electrical resistance, the frame-mask assembly consists of iron which oxidizes to an oxide Fe 2 0 3 . This oxide is created on the surface of the ferrous part and gains towards the heart of the part by gnawing it. There is therefore a deterioration of the part. In addition, weakly adhering particles of rust are formed, which can detach from ferrous parts and disturb the proper functioning of the tube.
  • the tube comprises behind the already described slab a cone terminated by a glass neck which makes it possible to obtain a tube closed under vacuum.
  • the neck carries the electron guns and the magnetic deflection assembly.
  • the cone is internally lined with a magnetic shield consisting of a ferrous part which follows the shape of the cone. This ferrous part makes it possible to close the lines of the magnetic field emitted by the front of the deflection assembly (magnetic conduction) on the one hand, and on the other hand to form a black body with the mask for the various radiations.
  • the natural deposit of rust is also harmful.
  • a second problem relating to the subject of the invention relates to the natural constitution of mechanical stresses induced in metal parts. These constraints must be canceled so that the shape of each part is stable. An annealing treatment of ferrous parts is required.
  • rust is pickled by a chemical reduction when hot. Then it is known in a second step to carry out a particular oxidation. Indeed, it is known that the oxide Fe 3 O 4 , also called iron oxide II or magnetic oxide, has good qualities of magnetic conduction. It is therefore advantageous to constitute a deposit of magnetic oxide Fe 3 0 4 on the mask-frame-cone shield assembly. It should also be noted that the fineness of the masks is such that the control of reduction and oxidation must be as precise as possible.
  • the operations are carried out separately from each other in specialized ovens. There is thus an annealing and reduction furnace and an oxidation furnace.
  • An exemplary embodiment can be found in US Pat. No. 2,543,710. According to such an embodiment, one is forced to work in series of parts, which leads to blockages in the chain at the entry and exit of the treatment.
  • the present invention relates to a process for preparing ferrous parts, such as the frame, the mask or the shielding of the cone.
  • the four annealing, rust reduction, first oxidation and second oxidation operations are carried out in a single oven, so that adherent layers of iron oxide I and d are successively formed on the iron surface.
  • iron oxide II the parts to be treated continuously scrolling.
  • the invention also relates to a single oven in three sections: annealing-reduction, first and second oxidations.
  • Figure 1 shows the temperature distribution in the oven.
  • the metal parts are introduced into the furnace and advance continuously at variable speeds. Such an oven is described in Figure 2.
  • the oven has a heating body which is distributed along the axis X of the oven. On the X axis, we can determine three main sections and two airlocks. The sections are not separated by doors or airlocks. At the entrance to the oven there is an entry airlock 2.
  • the parts are introduced continuously onto a transport member, for example a conveyor belt. They then enter a first section 3, called annealing and reduction.
  • the annealing treatment makes it possible to reduce or eliminate the mechanical stresses in the parts.
  • Reduction is a chemical operation that transforms the rust formed in the open air on the ferrous parts made of pure iron.
  • first oxidation In this zone, the surface iron is transformed into iron oxide I called FeO.
  • second oxidation section 5 In this section, the oxidation operation consists in superficially transforming the layer of iron oxide I into an iron oxide II called Fe 3 0 4 .
  • the second oxidation section 5 At the end of the second oxidation section 5, one enters an exit airlock through which the prepared parts escape.
  • a temperature of approximately 760 to 780 ° is reached by temperature ramps in the example of the frames.
  • the inlet temperature of the annealing and reduction section is approximately 40 ° C., while at the outlet XI of this section it is approximately 700 ° C.
  • the temperature stabilizes at around 760 ° C.
  • a temperature down ramp begins which brings the output of the second oxidation section 5 to a temperature of approximately 500 ° C. Then the temperature decreases in the exit airlock.
  • the chemical reduction and oxidation operations are carried out by coordinating the temperature cycle described with the use of an atmosphere whose chemical constituents are dosed regularly.
  • the atmosphere used is a reducing atmosphere. That is to say that the oxidizing ratio or oxidation rate which is equal to the ratio between the number of reducing moles and the number of more reducing oxidizing moles is of value close to one.
  • such an atmosphere is obtained by a gas mixer.
  • a determination is also made of the products which are nitrogen N 2 and hydrogen H 2 , so that their relative proportions are 95 and 5 parts per cent.
  • the flow rate of the reducing atmosphere is 12.5 m 3 per hour.
  • the atmosphere used in the following sections is an oxidizing atmosphere.
  • the oxidizing ratio to a value allowing oxidation.
  • the value of this ratio is close to 0.4 (four tenths) then to 0.25 in the second oxidation section 5.
  • the reducing atmosphere composed of nitrogen and hydrogen can be obtained in particular by a gas mixer, the reducing parts of which are constantly monitored.
  • the oxidizing atmosphere is produced from such a reducing atmosphere by adding a pressure of water vapor which serves as an oxidizing body.
  • the present invention is not limited to the treatment of one or other of the metal parts included behind the panel in the television tube. Other atmospheres can be used in the same way.

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Abstract

Selon l'invention, chaque pièce ferreuse derrière la dalle du tube de télévision, est préparée dans un four unique (1) et subit successivement un recuit, une réduction et une oxydation dans trois parties du four (3), (4) et (5), de façon à éliminer les contraintes mécaniques, décaper la rouille et déposer des couches homogènes et adhérentes d'oxydes de fer I et II.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de préparation des pièces ferreuses d'un tube de télévision en couleurs et un four pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.
  • Afin de réaliser une image convenable, il est connu de disposer à l'intérieur du tube de verre constituant l'enveloppe du tube cathodique, des pièces ferreuses comme le blindage magnétique, le masque d'ombre et son cadre. Selon cette technologie, le masque est monté dans un cadre qui est placé sur la face arrière de l'écran. Un premier problème concernant l'objet de l'invention se rapporte au dépot naturel de rouille sur ce genre de pièces au cours du processus de fabrication. En effet pour des raisons de coût, de tenue mécanique et électrique, l'ensemble cadre-masque est constitué par du fer qui s'oxyde en un oxyde Fe203. Cet oxyde se crée en surface de la pièce ferreuse et gagne vers le coeur de la pièce en la rongeant. Il y a donc une détérioration de la pièce. De plus se forment ainsi des particules peu adhérentes de rouille qui peuvent se détacher des pièces ferreuses et perturber le bon fonctionnement du tube.
  • D'autre part, le tube comporte derrière la dalle déjà décrite un cône terminé par un col en verre qui permettent d'obtenir un tube fermé sous vide. Comme il est connu le col porte les canons à électrons et l'ensemble de déviation magnétique. Le cône est doublé intérieurement d'un blindage magnétique constitué d'une pièce ferreuse qui épouse la forme du cône. Cette pièce ferreuse permet de fermer les lignes du champ magnétique émis par l'avant de l'ensemble de déviation (conduction magnétique) d'une part, d'autre part de former un corps noir avec le masque pour les divers rayonnements. Le dépot naturel de rouille est lui aussi préjudiciable.
  • Un second problème concernant l'objet de l'invention se rapporte à la constitution naturelle de contraintes mécaniques induites dans les pièces métalliques. Ces contraintes doivent être annullées pour que la forme de chaque pièce soit stable. Un traitement de recuit des pièces ferreuses s'impose.
  • Dans l'art antérieur la rouille est décapée par une réduction chimique à chaud. Puis il est connu dans un second temps de réaliser une oxydation particulière. En effet, il est connu que l'oxyde Fe3O4, dit aussi oxyde de fer II ou oxyde magnétique, possède de bonnes qualités de conduction magnétique. Il est donc intéressant de constituer un dépot d'oxyde magnétique Fe304 sur l'ensemble masque-cadre-blindage de cône. Il faut indiquer aussi que la finesse des masques est telle que le contrôle de la réduction et de l'oxydation doit être aussi précis que possible.
  • Dans l'art antérieur, les opérations sont réalisées séparément les unes des autres dans des fours spécialisés. On a ainsi un four de recuit et de réduction et un four d'oxydation. On trouvera un exemple de réalisation dans le Brevet US - 2 543 710. Selon une telle réalisation, on est contraint de travailler par séries de pièces ce qui conduit à des engorgements de la chaîne à l'entrée et à la sortie du traitement. Pour porter remède à cet inconvénient la présente invention concerne un procédé de préparation de pièces ferreuses, comme le cadre, le masque ou le blindage du cône. On réalise dans un four unique les quatre opérations de recuit, de réduction de la rouille, de première oxydation et de seconde oxydation, de façon à ce que soient formées successivement sur la surface de fer des couches adhérentes d'oxyde de fer I puis d'oxyde de fer II, les pièces à traiter défilant continûment.
  • L'invention concerne aussi un four unique en trois sections : de recuit-réduction, de première puis de seconde oxydations.
  • Les avantages principaux de l'invention sont :
    • - une réduction notable de coût de fabrication unitaire,
    • - une amélioration des qualités physicochimiques des pièces ferreuses.
  • Selon les modalités particulières de fabrication dues à la nature ou la provenance des pièces, d'autres traitements que ceux décrits ici sont à envisager. On peut citer des opérations de dégraissage des pièces livrées à la chaîne de montage, de roulage du masque, etc. Ces opérations, non exclues ni évitées par le procédé selon l'invention, ne concernent pas l'objet de l'invention.
  • D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront développés à l'aide de la description et des figures qui sont :
    • - la figure 1 : un cycle thermique du four de recuit-oxydation selon l'invention dans un exemple d'utilisation,
    • - la figure 2 : un schéma de four selon l'invention.
  • Dans la suite de la description, on va donner l'exemple du traitement des cadres. Il faut, pour les autres pièces ferreuses, adapter les cycles thermiques en fonction des capacités thermiques de chaque type de pièce.
  • Selon l'invention, en une seule passe chaque pièce ferreuse subit :
    • - un recuit,
    • - une réduction,
    • - une première oxydation,
    • - une seconde oxydation.
  • A la figure 1, on a indiqué la répartition des températures dans le four. Les pièces métalliques sont introduites dans le four et avancent continûment à des vitesses variables. Un tel four est décrit à la figure 2. Le four comporte un corps chauffant qui est réparti le long de l'axe X du four. Sur l'axe X, on peut déterminer trois sections principales et deux sas. Les sections ne sont pas séparées par des portes ou des sas. A l'entrée du four on dispose d'un sas d'entrée 2. Les pièces sont introduites continûment sur un organe de transport, par exemple un tapis roulant. Elles pénètrent alors dans une première section 3, dite de recuit et de réduction. Le traitement de recuit permet de réduire ou d'éliminer les contraintes mécaniques dans les pièces. La réduction est une opération chimique qui permet de transformer la rouille formée à l'air libre sur les pièces ferreuses en fer pur. A la fin de la section 3 de recuit et de réduction, on obtient donc des pièces mécaniquement satisfaisantes et sans rouille. On rentre ensuite dans une seconde section 4 dite de première oxydation. Dans cette zone, on transforme le fer superficiel en oxyde de fer I dit FeO. A la fin de cette section 4 on pénètre dans une seconde section d'oxydation 5. Dans cette section, l'opération d'oxydation consiste à transformer superficiellement la couche d'oxyde de fer I en un oxyde de fer II dit Fe304. A la fin de la deuxième section d'oxydation 5, on pénètre dans un sas de sortie par lequel s'échappe les pièces préparées. Le long du corps de chauffe, on atteint par des rampes de températures une température d'environ 760 à 780° dans l'exemple des cadres. La température d'entrée de la section de recuit et de réduction, est de 40°C environ, tandis qu'à la sortie XI de cette section elle est d'environ 700°C. Dans la seconde section dite section de première oxydation 4, la température se stabilise à environ 760°C. A l'abssice X2, on commence une rampe de descente de température qui amène en sortie de la section de seconde oxydation 5 à une température d'environ 500°C. Puis la température décroit dans le sas de sortie.
  • Une telle préparation des parties ferreuses permet d'obtenir des couches d'oxydes très homogènes et une bonne adhérence sur le fer superficiel. En effet, on passe d'un degré d'oxydation 0 jusqu'à un degré d'oxydation 2 en croissant continûment. Cette préparation est d'une qualité nettement améliorée par rapport à l'art antérieur où l'oxydation se faisait séparément de la réduction de la rouille.
  • D'autre part, on réalise une économie dans le coût de traite ment puisqu'un seul four est utilisé avec un défilement continu et que le temps de traitement est réduit. On augmente ainsi la capacité de la chaine de fabrication des tubes.
  • Les opérations chimiques de réduction et d'oxydation sont réalisées par la coordination du cycle de température décrit avec l'utilisation d'atmosphère dont les constituants chimiques sont dosés régulièrement. Dans la section de recuit et de réduction 3, l'atmosphère utilisée est une atmosphère réductrice. C'est à dire que le rapport oxydant ou taux d'oxydation qui est égal au rapport entre le nombre de môles réductrices et le nombre de môles oxydantes plus réductrices est de valeur proche de un. Selon la présente invention, une telle atmosphère est obtenue par un mélangeur de gaz. On réalise aussi un dosage des produits qui sont l'azote N2 et l'hydrogène H2, de façon à ce que leurs proportions relatives soient de 95 et de 5 parties pour cent. Dans l'exemple de réalisation, le débit de l'atmosphère réductrice est de 12,5m3 par heure.
  • L'atmosphère utilisée dans les sections suivantes est une atmosphère oxydante. Dans une telle atmosphère le rapport oxydant à une valeur permettant l'oxydation. Dans l'exemple de réalisation décrit plus haut, dans la section d'oxydation 4 la valeur de ce rapport est proche de 0,4 (quatre dixièmes) puis de 0,25 dans la section de seconde oxydation 5.
  • L'atmosphère réductrice composée d'azote et d'hydrogène peut être obtenue notamment par un mélangeur de gaz dont on contrôle en permanence les parties réductrices. L'atmosphère oxydante est réalisée à partir d'une telle atmosphère réductrice par adjonction d'une pression de vapeur d'eau qui sert de corps oxydant.
  • La séparation chimique des sections est obtenue en maintenant la pression à l'intérieur du four relativement plus forte que la pression atmosphérique extérieure au four. Le mélange réducteur est injecté en un flux continu dirigé vers la sortie du four. Puis la partie oxydante désirée est injectée plus loin dans le même sens au niveau des sections 4 , 5 où elle se mélange avec le flux réducteur. L'avantage d'une telle disposition est de permettre :
    • - d'éviter que l'atmosphère extérieure pénètre dans le four sans qu'il soit besoin de sas compliqués,
    • - d'éliminer les maniements de portes entre les différentes zones de traitement.
  • La présente invention n'est pas limitée au traitement de l'une ou l'autre des pièces métalliques incluses derrière la dalle dans le tube de télévision. D'autres atmosphères peuvent être utilisées de la même façon.
  • Les temps de traitement sont, par exemple :
    • - d'environ sept minutes pour le recuit-réduction,
    • - d'environ six minutes pour la première oxydation,
    • - d'environ trois minutes trente secondes pour la seconde oxydation,
    • - d'environ neuf minutes vingt secondes pour ramener les pièces à leur température de sortie.
  • Soit une durée totale d'environ vingt six minutes, les pièces étant translatées en permanence dans le four.

Claims (8)

1. Procédé de préparation des pièces ferreuses d'un tube de télévision en couleurs, chaque pièce ferreuse subissant un traitement de recuit en atmosphère réductrice pour éliminer la rouille, puis étant oxydée par des atmosphères oxydantes à taux d'oxydation variable pour former à partir de la surface de fer pur des couches successives d'oxydes de fer I et II, caractérisé en ce que les pièces défilent en continu dans les diverses sections d'un four unique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport oxydant de l'atmosphère du four, en une première étape réductrice, est proche de la valeur unité pour une température de chauffe de 760° maximum de façon à réaliser une réduction de la rouille.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport oxydant est proche de la valeur 0,4 (quatre dixième) pour une température de chauffe d'au moins 700° de façon à réaliser une oxydation superficielle en oxyde de fer 1.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport oxydant est proche de la valeur 0,25 pour une température inférieure de peu à 550°C de façon à réaliser une oxydation superficielle en oxyde de fer II.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère oxydante est obtenue à partir de l'atmosphère réductrice par addition d'un flux de vapeur d'eau, au niveau de la seconde section (x 1) ou de la troisième section (x2).
6. Procédé selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que l'atmosphère réductrice est constituée d'azote et d'hydrogène, dans des proportions respectives de 95 et 5 parties pour cent.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'atmosphère azote-hydrogène est obtenue par un mélangeur de gaz.
8. Four de préparation mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (1) chauffant séparé en autant de sections (3, 4, 5) qu'il y a d'étapes de traitement, les flux gazeux injectés selon le procédé revendiqué réalisant le long du déplacement des pièces (x) les séparations entre sections du four (3 , 4 , 5).
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