EP0756015B1 - Alliage nickel-fer pour masque d'ombre tendu - Google Patents

Alliage nickel-fer pour masque d'ombre tendu Download PDF

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EP0756015B1
EP0756015B1 EP96401346A EP96401346A EP0756015B1 EP 0756015 B1 EP0756015 B1 EP 0756015B1 EP 96401346 A EP96401346 A EP 96401346A EP 96401346 A EP96401346 A EP 96401346A EP 0756015 B1 EP0756015 B1 EP 0756015B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alloy
shadow mask
equal
iron
mpa
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96401346A
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German (de)
English (en)
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EP0756015A1 (fr
Inventor
Lucien Coutu
Georges Couderchon
Jacques Baudry
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Aperam Stainless Precision SAS
Original Assignee
Imphy Ugine Precision SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0756015A1 publication Critical patent/EP0756015A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0756015B1 publication Critical patent/EP0756015B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus 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
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07—Shadow masks for colour television tubes

Definitions

  • the present invention relates to the use of an alloy of the type Fer-Nickel for the production of a stretched shadow mask for tubes cathodic display.
  • the cathodic visualization for color television include a mask shadow made of a very thin metallic sheet, pierced, by attack chemical, of a multitude of holes.
  • the shadow mask placed inside the tube near the display screen, used to ensure that the impact of the electron beam takes place at the desired points so that the image obtained be clear. But it also serves, or can serve, as magnetic shielding in order to eliminate disturbances caused by the Earth's magnetic field that distort the image.
  • the metal foil pierced with holes is held taut by a rigid frame. Elongations imposed by the tension make it possible to avoid the deformations which would be caused by local overheating caused by the impact of the beam of electrons.
  • the shadow mask is then said to be "stretched".
  • the shadow mask In order to resist the tensioning forces necessary to obtain sufficient elongation, the shadow mask must be made of an alloy having high mechanical characteristics, in particular resistance tensile strength greater than 500 Mpa. This alloy must also have suitable magnetic properties, in particular a weak coercive field, a high permeability and high saturation induction, to fill effectively the magnetic shielding function. The alloy must also have a coefficient of expansion compatible with that of the frame which supports and ensures the tension of the shadow mask. It must be able to be blackened by a surface treatment in order to increase its emissivity in order to limit its heating under the effect of very energetic electron beams. Finally, the alloy sheet must be easily etched by chemical attack, this which requires it to be as thin as possible and as flat as possible.
  • Iron-nickel alloys are also used which contain, by weight, either approximately 79% or approximately 80% nickel, approximately 4% molybdenum, optionally from 0% to 2% of at least one element taken from vanadium, the titanium, hafnium and niobium, the rest being iron and impurities unavoidable such as carbon, chromium, silicon, sulfur, copper and manganese; the content of impurities not exceeding 1%.
  • These alloys are used in the form of cold rolled strips which have been hardened so as to have a tensile strength greater than 800 Mpa. During the manufacturing of the stretched shadow mask, the alloy is annealed at a temperature about 450 ° C which allows to obtain magnetic properties relatively high without deteriorating the tensile strength.
  • the presence of vanadium, titanium, hafnium or niobium allows, by a surface treatment suitable, to achieve a good blackening of the surface.
  • the object of the present invention is to remedy these disadvantages by proposing an iron-nickel type alloy which can be used for the production of a stretched shadow mask fulfilling the function well magnetic screen, even for small thicknesses, and allowing obtain good quality images without the need to perform correction by electronic means.
  • the subject of the invention is the use of an iron-nickel alloy strip for the manufacture of a stretched shadow mask of thickness e, expressed in mm, characterized in that the chemical composition of the iron-nickel alloy comprises, by weight: 69% ⁇ Ni ⁇ 83% 0% ⁇ Mo ⁇ 7% 0% ⁇ Cu ⁇ 8% 0% ⁇ Co ⁇ 1.5% 0% ⁇ W ⁇ 7% 0% ⁇ Nb ⁇ 7% 0% ⁇ V ⁇ 7% 0% ⁇ Cr ⁇ 7% 0% ⁇ Ta 7% 0% ⁇ C ⁇ 0.1% 0% ⁇ Mn ⁇ 1% 0% ⁇ If ⁇ 1% 0% ⁇ Ti ⁇ 1.2% 0% ⁇ Al ⁇ 1.2% 0% ⁇ Zr ⁇ 1.2% 0% ⁇ Hf ⁇ 1.2% S ⁇ 0.010% the remainder being iron and impurities resulting from the preparation, the chemical composition satisfying, moreover, the relationships: Co + Ni + 1.5xCu ⁇ 79.5% 3x (Co +
  • the chemical composition of the alloy is such that: 0.04% ⁇ Ti + Al + Zr + Hf ⁇ 1.2% and it is desirable that: S ⁇ 0.001%
  • the shadow mask fulfills the magnetic screen function all the better since: Mo + W + Ti + Nb + Al + Si + V + Cr + Ta ⁇ 100xe
  • the invention also relates to the use of a strip in one alloy according to the invention produced by vacuum induction then remelted under electroconductive slag before being rolled and then annealed in a transition to a temperature between 800 ° C and 1200 ° C during a duration of approximately 1mn and leveled under traction, so that the grain is between 8 and 11 ASTM, the tensile strength is higher or equal to 500 MPa, the texture index n is less than 2, the coercive field is less than or equal to 0.3A / cm and the saturation induction is greater than or equal at 0.7 Tesla.
  • the invention finally relates to a stretched shadow mask consisting a sheet pierced with holes, cut from a strip of iron-nickel alloy according to the invention.
  • a tense shadow mask made of an iron-nickel alloy whose chemical composition comprises, in particular, from 69% to 83% by weight of nickel, from 0% to 8% in weight of copper, from 0% to 1.5% by weight of cobalt from 0% to 7% by weight of at least one element chosen from molybdenum, tungsten, niobium, vanadium, chromium and tantalum, and satisfies relationships: Co + Ni + 1.5xCu ⁇ 79.5% 3x (Co + Ni) -2xCu ⁇ 206% Co + Ni + 7xCu ⁇ 130% 7x (Co + Ni) + 2xCu ⁇ 581% 80.5% ⁇ Co + Ni + 0.80xCu ⁇ 81.7% Mo + W + Nb + V + Cr + Ta ⁇ 7% provided a sufficiently effective magnetic shielding function that it was not necessary to use an electronic image correction device to compensate for the effects of the earth's magnetic field.
  • This area of chemical composition makes it possible to obtain at the same time a tensile strength greater than or equal to 500 MPa, a thermal expansion coefficient close to 13 ⁇ 10 -6 / K, a high magnetic permeability and a weak coercive field.
  • Cobalt is optional and replaces part of the nickel at a rate about 1% cobalt for about 1% nickel. Above 1.5% cobalt has an adverse effect on the efficiency of the magnetic shielding function of the stretched shadow mask.
  • the alloy can add to the alloy one or more elements taken from titanium, aluminum, zirconium and hafnium in contents such that the sum Ti + Al + Zr + Hf is greater than or equal to 0.04% and less than or equal to 1.2%.
  • These elements promote the formation on the surface of the shadow mask of a thin layer of black oxides which improves the emissivity and limits the heating of the mask shade during use.
  • the sum of the contents of these elements must be greater than or equal to 0.04% for the oxidation to be frank, but must remain less than or equal to 1.2% because, beyond, the rolling is very difficult.
  • composition domain thus defined, makes it possible to obtain alloys having an induction at saturation Bs of between approximately 0.5 and about 1 Tesla.
  • the alloy has an induction at saturation Bs greater than 0, 7 Tesla and preferably greater than 0.8 Tesla.
  • the contents of elements such as molybdenum, tungsten, titanium, niobium, aluminum, silicon, vanadium, chromium, and tantalum must be limited.
  • the chemical composition must be such that: Mo + W + Ti + Nb + Al + Si + V + Cr + Ta ⁇ 3%
  • the alloy should contain between 0% and 0.1%, and preferably between 0% and 0.05% of carbon, between 0% and 1%, and preferably between 0.2% and 0.6% of manganese in order to fix the sulfur to obtain a good capacity for plastic deformation at hot, and, between 0% and 1%, and preferably, between 0% and 0.3% of silicon. But, to obtain a high saturation induction, the sum of the contents carbon, manganese and silicon must remain less than or equal to 1%.
  • the rest of the composition consists of iron and impurities resulting from the development, such as phosphorus, sulfur, oxygen or nitrogen.
  • the sulfur content is generally less than or equal to 0.01%. But, to obtain a good quality of the drilling by cutting chemical, the sulfur content should preferably remain less than or equal to 0.001%.
  • the best composition is: 80.5 ⁇ Ni ⁇ 81.5 2% ⁇ Mo ⁇ 4% Cu ⁇ 0.2% 0.2% ⁇ Mn ⁇ 0.6% If ⁇ 0.1% 0% ⁇ C ⁇ 0.03% 0.04% ⁇ Ti + Al + Zr + Hf ⁇ 0.5% S ⁇ 0.001% the remainder being iron and impurities resulting from processing.
  • an alloy such as defined above, preferably by vacuum induction melting (VIM) followed an electroconductive slag remelting (ESR), in order to obtain a metal very clean, which allows a better quality of drilling by chemical attack.
  • VIM vacuum induction melting
  • ESR electroconductive slag remelting
  • the alloy thus produced is cast in an ingot or in the form of slab, then hot rolled then cold to obtain a thin strip of thickness less than 0.20 mm and preferably less than 0.10 mm.
  • the lamination is carried out in such a way that the texture is weak, and in particular that the texture index n is less than 2. This allows obtain a shadow mask with the same properties in all directions.
  • the texture index n is the maximum value of the ratio of the intensity of an X-ray beam reflected by a sample of the strip studied, at the intensity of an X-ray beam reflected by a sample isotropic made of the same alloy; the ratio being measured for all incidences corresponding to each of the families of theoretical textures.
  • the thickness is between 4 and 5mm.
  • This strip is cold rolled in several passes interspersed with pass-through annealing, by example with intermediate thicknesses of 2mm, 0.25mm and 0.08mm. In proceeding in this way, mechanical and magnetic anisotropies are minimized induced by rolling
  • the strip After rolling, the strip is subjected to an annealing of recrystallization, for example in a passage annealing furnace, at a temperature between 800 ° C and 1200 ° C for a period of time 1 minute. This annealing provides a fine grain size between 8 ASTM and 11 ASTM, which is also necessary for the quality of drilling chemical. Finally, the strip is planed under tension.
  • an annealing of recrystallization for example in a passage annealing furnace, at a temperature between 800 ° C and 1200 ° C for a period of time 1 minute.
  • This annealing provides a fine grain size between 8 ASTM and 11 ASTM, which is also necessary for the quality of drilling chemical.
  • the strip is planed under tension.
  • the strip thus treated has an elastic limit of 350 Mpa, a tensile strength of 650 Mpa, a coercive field Hc of the order of 0.1 A / cm and a saturation induction Bs greater than 0.7 Tesla. It is important to note that, when the strip is subjected to a traction of approximately 200 MPa, the coercive field remains unchanged, around 0.1A / cm.
  • alloys A, B, C, D, E according to the invention correspond to the weakest coercive fields and the permeabilities the higher, and that the alloys F and G according to the prior art have fields coercive and poorer permeabilities, in a ratio 2 to 3.

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Description

La présente invention concerne l'utilisation d'un alliage du type Fer-Nickel pour la fabrication d'un masque d'ombre tendu pour tube cathodique de visualisation.
Afin d'améliorer la qualité de l'image obtenue, les tubes de visualisation cathodique pour télévision couleur comportent un masque d'ombre constitué d'une feuille métallique très mince, percée, par attaque chimique, d'une multitude de trous. Le masque d'ombre, placé à l'intérieur du tube à proximité de l'écran de visualisation, sert à assurer que l'impact du faisceau d'électrons ait bien lieu aux points voulus pour que l'image obtenue soit nette. Mais il sert également, ou peut servir, de blindage magnétique afin d'éliminer les perturbations engendrées par le champ magnétique terrestre qui déforment l'image.
Dans les tubes de télévision à écran plat, la feuille métallique percée de trous est maintenue tendue par un cadre rigide. Les allongements imposés par la tension permettent d'éviter les déformations qui seraient engendrées par les échauffements locaux provoqués par l'impact du faisceau d'électrons. Le masque d'ombre est alors dit "tendu".
Afin de résister aux efforts de tension nécessaires pour obtenir des allongement suffisants, le masque d'ombre doit être réalisé en un alliage ayant des caractéristiques mécaniques élevées, en particulier une résistance à la traction supérieure à 500 Mpa. Cet alliage doit également avoir des propriétés magnétiques adaptées, notamment un champ coercitif faible, une perméabilité élevée et une induction à saturation élevée, pour remplir efficacement la fonction de blindage magnétique. L'alliage doit, également, avoir un coefficient de dilatation compatible avec celui du cadre qui supporte et assure la tension du masque d'ombre. Il doit pouvoir être noirci par un traitement de surface afin d'augmenter son émissivité afin de limiter son échauffement sous l'effet de faisceaux d'électrons très énergétiques. Enfin, la feuille d'alliage doit pouvoir être gravée facilement par attaque chimique, ce qui nécessite qu'elle soit la plus mince possible et la plus plate possible.
Pour fabriquer les masques d'ombre tendus, on utilise des aciers extra doux calmés à l'aluminium (aciers AK). Mais ces aciers ont plusieurs inconvénients : leurs caractéristiques mécaniques et leurs caractéristiques magnétiques sont insuffisantes pour obtenir simultanément une résistance à la traction élevée, un bon effet de blindage magnétique et une bonne aptitude à la gravure chimique.
On utilise également des alliages fer-nickel contenant, en poids, soit environ 79% soit environ 80% de nickel, environ 4% de molybdène, éventuellement de 0% à 2% d'au moins un élément pris parmi le vanadium, le titane, l'hafnium et le niobium, le reste étant du fer et des impuretés inévitables telles que le carbone, le chrome, le silicium, le soufre, le cuivre et le manganèse; la teneur en impuretés ne dépassant pas 1%. Ces alliages sont utilisés sous forme de bandes laminées à froid écrouies de façon à avoir une résistance à la traction supérieure à 800 Mpa. Au cours de la fabrication du masque d'ombre tendu, l'alliage est soumis à un recuit à une température d'environ 450°C qui permet d'obtenir des propriétés magnétiques relativement élevées sans détériorer la résistance à la traction. La présence de vanadium, titane, hafnium ou niobium permet, par un traitement de surface adapté, de réaliser un bon noircissage de la surface.
Mais, ces alliages ne résolvent pas complètement le problème de l'écran magnétique, et, pour éviter que les images soient déformées par le champ magnétique terrestre, on doit utiliser des moyens électroniques de correction compliqués et coûteux. La nécessité d'une correction électronique est d'autant plus grande que l'ecran cathodique est de grande dimension et que le masque d'ombre est mince, c'est à dire, facile à graver.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un alliage du type fer-nickel qui peut être utilisé pour la fabrication d'un masque d'ombre tendu remplissant bien la fonction d'écran magnétique, même pour de faibles épaisseurs, et permettant d'obtenir des images de bonne qualité sans qu'il soit nécessaire d'effectuer une correction par des moyens électroniques.
A cet effet, l'invention a pour objet l'utilisation d'une bande en alliage fer-nickel pour la fabrication d'un masque d'ombre tendu d'épaisseur e, exprimée en mm, caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage fer-nickel comprend, en poids: 69% ≤ Ni ≤ 83% 0% ≤ Mo ≤ 7% 0% ≤ Cu ≤ 8% 0% ≤ Co ≤ 1,5% 0% ≤ W ≤ 7% 0% ≤ Nb ≤ 7% 0% ≤ V ≤ 7% 0% ≤ Cr ≤ 7% 0% ≤ Ta ≤ 7% 0% ≤ C ≤ 0,1% 0% ≤ Mn ≤ 1% 0% ≤ Si ≤ 1% 0% ≤ Ti ≤ 1,2% 0% ≤ Al ≤ 1,2% 0% ≤ Zr ≤ 1,2% 0% ≤ Hf ≤ 1,2% S ≤ 0,010% le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la composition chimique satisfaisant, en outre, les relations: Co+Ni+1,5xCu ≥ 79,5% 3x(Co+Ni)-2xCu ≥ 206% Co+Ni+7xCu ≤ 130% 7x(Co+Ni)+2xCu ≤ 581% Mo+W+Nb+V+Cr+Ta ≤ 7% Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2% C+Mn+Si ≤ 1% 80,5 ≤ Co+Ni+0,80xCu ≤ 81,7% la résistance à la traction de l'alliage étant supérieure à 500MPa.
De préférence, la composition chimique de l'alliage est telle que: 0,04% ≤ Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2% et il est souhaitable que: S < 0,001%
Le masque d'ombre remplit d'autant mieux la fonction d'écran magnétique que: Mo+W+Ti+Nb+Al+Si+V+Cr+Ta ≤ 100xe
L'invention concerne également l'utilisation d'une bande en un alliage selon l'invention élaboré par induction sous vide puis refondu sous laitier électroconducteur avant d'être laminé puis recuit dans un four à passage à une température comprise entre 800°C et 1200°C pendant une durée d'environ 1mn et plané sous traction, de telle sorte que le grain soit compris entre 8 et 11 ASTM, la résistance à la traction soit supérieure ou égale à 500MPa, l'indice de texture n soit inférieur à 2, le champ coercitif soit inférieur ou égal à 0,3A/cm et l'induction à saturation soit supérieure ou égale à 0,7 Tesla.
L'invention concerne enfin un masque d'ombre tendu constitué d'une feuille percée de trous, découpée dans une bande d'alliage fer-nickel conforme à l'invention.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative.
Les inventeurs ont constaté, de façon inattendue, qu'un masque d'ombre tendu réalisé en un alliage fer-nickel dont la composition chimique comprend, notamment, de 69% à 83% en poids de nickel, de 0% à 8% en poids de cuivre, de 0% à 1,5% en poids de cobalt de 0% à 7% en poids d'au moins un élément pris parmi le molybdène, le tungstène, le niobium, le vanadium, le chrome et le tantale, et satisfait aux relations: Co+Ni+1,5xCu ≥ 79,5% 3x(Co+Ni)-2xCu ≥ 206% Co+Ni+7xCu ≤ 130% 7x(Co+Ni)+2xCu ≤ 581% 80,5% ≤ Co+Ni+0,80xCu ≤ 81,7% Mo+W+Nb+V+Cr+Ta ≤ 7% assurait une fonction de blindage magnétique suffisamment efficace pour qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser un dispositif de correction électronique de l'image pour compenser les effets du champ magnétique terrestre.
Ce domaine de composition chimique permet d'obtenir à la fois une résistance à la traction supérieure ou égale à 500MPa, un coefficient de dilatation thermique voisin de 13x10-6/K une perméabilité magnétique élevée et un champ coercitif faible.
Le cobalt est optionnel et remplace une partie du nickel à raison d'environ 1% de cobalt pour environ 1% de nickel. Au-delà de 1,5% le cobalt a un effet défavorable sur l'efficacité de la fonction de blindage magnétique du masque d'ombre tendu.
Le molybdène, le tungstène, le niobium, le vanadium, le chrome et le tantale, améliorent la perméabilité magnétique et diminuent le champ coercitif, mais, lorsque la somme des teneurs en ces éléments dépasse 7% l'alliage perd ses propriétés magnétiques et, en outre, devient beaucoup plus difficile à laminer à chaud et à froid.
Pour améliorer l'émissivité du masque d'ombre, on peut ajouter à l'alliage un ou plusieurs éléments pris parmi le titane, l'aluminium, le zirconium et l'hafnium en des teneurs telles que la somme Ti+Al+Zr+Hf soit supérieure ou égale à 0,04% et inférieure ou égale à 1,2%. Ces éléments favorisent la formation sur la surface du masque d'ombre d'une fine couche d'oxydes noirs qui améliore l'émissivité et limite l'échauffement du masque d'ombre pendant son utilisation. La somme des teneurs en ces éléments doit être supérieure ou égale à 0,04% pour que l'oxydation soit franche, mais doit rester inférieure ou égale à 1,2% car, au delà, les laminages sont très difficiles.
Le domaine de composition, ainsi défini, permet d'obtenir des alliages possèdant une induction à saturation Bs comprise entre environ 0,5 et environ 1 Tesla.
Pour permettre de diminuer l'épaisseur du masque d'ombre, ce qui facilite le perçage par attaque chimique, tout en conservant l'efficacité d'écran magnétique, il est souhaitable que l'alliage ait une induction à saturation Bs supérieure à 0,7 Tesla et, de préférence, supérieure à 0,8 Tesla. Pour cela, les teneurs en éléments tels que le molybdène, le tungstène, le titane, le niobium, l'aluminium, le silicium, le vanadium, le chrome, et le tantale doivent être limitées. Aussi, de préférence, la composition chimique doit être telle que: Mo+W+Ti+Nb+Al+Si+V+Cr+Ta ≤ 3%
C'est, notamment, le cas lorsque l'épaisseur est inférieure ou égale à 0,05mm.
D'une façon plus générale, cette somme doit être d'autant plus faible que l'épaisseur est faible. Si e est l'épaisseur exprimée en millimètres, il est préférable que : Mo+W+Ti+Nb+Al+Si+V+Cr+Ta ≤ 100xe
Pour faciliter l'élaboration et le laminage à chaud, l'alliage doit contenir entre 0% et 0,1%, et de préférence, entre 0% et 0,05% de carbone, entre 0% et 1%, et de préférence, entre 0,2% et 0,6% de manganèse afin de fixer le soufre pour obtenir une bonne aptitude à la déformation plastique à chaud, et, entre 0% et 1%, et de préférence, entre 0% et 0,3% de silicium. Mais, pour obtenir une induction à saturation élevée, la somme des teneurs en carbone, manganèse et silicium doit rester inférieure ou égale à 1%.
Le reste de la composition est constitué de fer et d'impuretés résultant de l'élaboration, telles que le phosphore, le soufre, l'oxygène ou l'azote.
La teneur en soufre est, en général, inférieure ou égale à 0,01%. Mais, pour obtenir une bonne qualité du perçage par découpe chimique, la teneur en soufre doit, de préférence, rester inférieure ou égale à 0,001%.
La meilleur composition est: 80,5 ≤ Ni ≤ 81,5 2% ≤ Mo ≤ 4% Cu ≤ 0,2% 0,2% ≤ Mn ≤ 0,6% Si ≤ 0,1% 0% ≤ C ≤0,03% 0,04% ≤ Ti + Al + Zr + Hf ≤ 0,5% S < 0,001% le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Pour fabriquer un masque d'ombre, on élabore un alliage tel que défini ci-dessus, de préférence par fusion par induction sous vide (VIM) suivi d'une refusion sous laitier électroconducteur (ESR), afin d'obtenir un métal très propre, ce qui permet d'obtenir une meilleure qualité du perçage par attaque chimique.
L'alliage ainsi élaboré est coulé en lingot ou sous forme de brame, puis laminé à chaud puis à froid pour obtenir une bande mince d'épaisseur inférieure à 0,20 mm et de préférence inférieure à 0,10 mm.
Le laminage est effectué de telle manière que la texture soit faible, et en particulier que l'indice de texture n soit inférieur à 2. Ceci permet d'obtenir un masque d'ombre dont les propriétés sont les mêmes dans toutes les directions.
L'indice de texture n est la valeur maximale du rapport de l'intensité d'un faisceau de rayons X réfléchi par un échantillon de la bande étudiée, à l'intensité d'un faisceau de rayons X réfléchi par un échantillon isotrope constitué du même alliage; le rapport étant mesuré pour toutes les incidences correspondant à chacune des familles de textures théoriques.
A titre d'exemple, pour fabriquer une bande laminée à froid d'épaisseur d'environ 0,05mm, on part d'une bande laminée à chaud dont l'épaisseur est comprise entre 4 et 5mm. Cette bande est laminée à froid en plusieurs passes entrecoupées par des recuits au four à passage, par exemple aux épaisseurs intermédiaires de 2mm, 0,25mm et 0,08mm. En procédant ainsi, on minimise les anisotropies mécaniques et magnétiques induites par le laminage
Après laminage, on soumet la bande à un recuit de recristallisation, par exemple dans un four de recuit à passage, à une température comprise entre 800°C et 1200°C pendant une durée de l'ordre d'1mn. Ce recuit permet d'obtenir un grain fin de taille comprise entre 8 ASTM et 11 ASTM, ce qui est également nécessaire pour la qualité du perçage chimique. Enfin, la bande est planée sous traction.
Le planage sous traction engendre une petite déformation plastique de la bande qui a pour effet de dégrader légèrement la perméabilité et le champ coercitif du métal, mais ce planage est indispensable pour obtenir une planéité parfaite de la bande, nécessaire à la fabrication des masques d'ombre.
La bande ainsi traitée a une limite d'élasticité de 350 Mpa , une résistance à la traction de 650 Mpa, un champ coercitif Hc de l'ordre de 0,1 A/cm et une induction à saturation Bs supérieure à 0,7 Tesla. Il est important de noter que, lorsque la bande est soumise à une traction d'environ 200MPa, le champ coercitif reste inchangé, autour de 0,1A/cm.
Avec les alliages selon l'art antérieurs, lorsque la bande adoucie est déformée par l'opération de planage sous traction puis soumise à des contraintes, les propriétés magnétiques sont dégradées de façon plus marquée qu'avec l'alliage selon l'invention. Il en résulte que le champ coercitif final est environ trois fois plus élevé et la perméabilité trois fois plus faible qu'avec l'alliage selon l'invention.
A titre d'exemple, on a fabriqué des bandes avec cinq alliages selon l'invention, repérées A, B, C, D, E, et deux bandes, reperées F et G, selon l'art antérieur. Les bandes laminées à froid avaient une épaisseur de 0,07mm. Elles ont toutes été recuites au four à passage à 1050°C pendant environ 1mn.
Les compositions chimiques, exprimées en pour cent en poids, sont reportées au tableau 1.
% en poids A B C D E F G
Ni 81,1 80,8 77,0 80,9 81,0 79,7 77,0
Mo 5,80 5,55 3,90 2,90 0 4,95 3,20
Cu <0,01 <0,01 5,50 <0,01 <0,01 0,04 <0,01
Mn 0,50 0,50 0,50 0,60 0,30 0,40 0,40
Si <0,05 <0,05 0,10 0,05 0,10 0,20 0,12
C 0,008 0,012 0,010 0,007 0,015 0,015 0,011
Nb 0 0 0 0 3,80 0 0
Fe reste reste reste reste reste reste reste
Les caractéristiques mécaniques et magnétiques à l'état recuit puis légèrement déformé par planage et soumis à des contraintes sont reportées au tableau 2.
A B C D E F G
Champ coercitif A/cm 0,16 0,08 0,18 0,11 0,15 0,32 0,41
Induction à saturation T 0,7 0,7 0,7 0,85 0,8 0,75 0,9
Perméabilité relative 12000 36000 11000 19000 12000 4000 3000
limite d'élasticité MPa 340 345 320 350 390 362 295
Charge à rupture MPa 654 683 630 655 710 671 660
Allongement à rupture % 28 35 32 35 29 25 35
Dureté HV 180 175 165 185 190 170 160
On constate que les alliages A, B, C, D, E selon l'invention correspondent aux champs coercitifs les plus faibles et aux perméabilités les plus élevées, et que les alliages F et G selon l'art antérieur ont des champs coercitifs et des perméabilités moins bons, dans un rapport 2 à 3.
Avec la bande B, on a fabriqué un masque d'ombre tendu de 30cmx22cm et d'épaisseur 0,12mm qui ne nécessitait pas de correction électronique des défauts engendrés par le champ magnétique terrestre.

Claims (10)

  1. Utilisation d'une bande en alliage fer-nickel pour la fabrication d'un masque d'ombre tendu d'épaisseur e, exprimée en mm, caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage fer-nickel comprend, en poids: 69% ≤ Ni ≤ 83% 0% ≤ Mo ≤ 7% 0% ≤ Cu ≤ 8% 0% ≤ Co ≤ 1,5% 0% ≤ W ≤ 7% 0% ≤ Nb ≤ 7% 0% ≤ V ≤ 7% 0% ≤ Cr ≤ 7% 0% ≤ Ta ≤ 7% 0% ≤ C ≤ 0,1% 0% ≤ Mn ≤ 1% 0% ≤ Si ≤ 1% 0% ≤ Ti ≤ 1,2% 0% ≤ Al ≤ 1,2% 0% ≤ Zr ≤ 1,2% 0% ≤ Hf ≤ 1,2% S ≤ 0,010% le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la composition chimique satisfaisant, en outre, les relations: Co+Ni+1,5xCu ≥ 79,5% 3x(Co+Ni)-2xCu ≥ 206% Co+Ni+7xCu ≤ 130% 7x(Co+Ni)+2xCu ≤ 581% Mo+W+Nb+V+Cr+Ta ≤ 7% Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2% C+Mn+Si ≤ 1% 80,5 ≤ Co+Ni+0,80xCu ≤ 81,7% et en ce que l'alliage a une résistance à la traction supérieure ou égale à 500MPa.
  2. Utilisation d'un alliage selon la revendication 1 caractérisé en ce que: 0,04% ≤ Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2%
  3. Utilisation d'un alliage selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que: S < 0,001%
  4. Utilisation d'un alliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que: Mo+W+Ti+Nb+Al+Si+V+Cr+Ta ≤ 100xe
  5. Utilisation d'une bande en un alliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que l'alliage a été élaboré par induction sous vide puis refondu sous laitier électroconducteur avant d'être laminé puis recuit dans un four à passage à une température comprise entre 800°C et 1200°C pendant une durée d'environ 1mn et plané sous traction, en ce que le grain est compris entre 8 et 11 ASTM, la résistance à la traction est supérieure ou égale à 500MPa, l'indice de texture n est inférieur à 2, le champ coercitif est inférieur ou égal à 0,3A/cm et l'induction à saturation est supérieure ou égale à 0,7 Tesla.
  6. Masque d'ombre tendu d'épaisseur e, exprimée en mm, caractérisé en ce que il est en un alliage dont la composition chimique comprend, en poids: 69% ≤ Ni ≤ 83% 0% ≤ Mo ≤ 7% 0% ≤ Cu ≤ 8% 0% ≤ Co ≤ 1,5% 0% ≤ W ≤ 7% 0% ≤ Nb ≤ 7% 0% ≤ V ≤ 7% 0% ≤ Cr ≤ 7% 0% ≤ Ta ≤ 7% 0% ≤ C ≤ 0,1% 0% ≤ Mn ≤ 1% 0% ≤ Si ≤ 1% 0% ≤ Ti ≤ 1,2% 0% ≤ Al ≤ 1,2% 0% ≤ Zr ≤ 1,2% 0% ≤ Hf ≤ 1,2% S ≤ 0,010% le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la composition chimique satisfaisant, en outre, les relations: Co+Ni+1,5xCu ≥ 79,5% 3x(Co+Ni)-2xCu ≥ 206% Co+Ni+7xCu ≤ 130% 7x(Co+Ni)+2xCu ≤ 581% Mo+W+Nb+V+Cr+Ta ≤ 7% Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2% C+Mn+Si ≤ 1% 80,5 ≤ Co+Ni+0,80xCu ≤ 81,7% et en ce que l'alliage a une résistance à la traction supérieure ou égale à 500MPa.
  7. Masque d'ombre tendu selon la revendication 6 caractérisé en ce que: 0,04% ≤ Ti+Al+Zr+Hf ≤ 1,2%
  8. Masque d'ombre tendu selon la revendication 6 ou la revendication 7 caractérisé en ce que: S < 0,001%
  9. Masque d'ombre tendu selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que: Mo+W+Ti+Nb+Al+Si+V+Cr+Ta ≤ 100xe
  10. Masque d'ombre tendu caractérisé en ce que il est constitué d'une feuille percée de trous, découpée dans une bande utilisée selon la revendication 5.
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