JP2000119810A - ブラウン管マスクフレーム用鋼板およびその製造方法 - Google Patents

ブラウン管マスクフレーム用鋼板およびその製造方法

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JP2000119810A
JP2000119810A JP28549998A JP28549998A JP2000119810A JP 2000119810 A JP2000119810 A JP 2000119810A JP 28549998 A JP28549998 A JP 28549998A JP 28549998 A JP28549998 A JP 28549998A JP 2000119810 A JP2000119810 A JP 2000119810A
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Takahide Shimazu
高英 島津
Nobuyuki Kanayama
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、少ないNiめっき量で黒化処理が省略
可能で、なお且つ、封着処理によって従来黒化処理並み
の黒化膜特性を有するマスクフレーム用鋼板とその製造
技術を提供する。 【解決手段】即ち、重量%で、C ≦0.005%、Si≦0.5%、
Mn≦1%、P ≦0.2%、 S ≦0.02% 、SolAl ≦0.5%、N ≦0.
006%、B ≦0.005%、Ti≦0.08% 残部が鉄および不可避的
不純物からなる化学成分であり、平均結晶粒径が15-100
μmで、調質圧延に相当する歪みが0.1-2%であり、鋼板
表層がFe-Ni 拡散層で、その量はNiで0.5-3g/m2 であっ
て、表面粗度が0.2-1.5 μmRa であることを特徴とする
ブラウン管マスクフレーム用鋼板及びその製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウン管マスク
レーム用の表面処理鋼板に関するもので、特に、従来の
黒化処理を省略し、磁気特性と加工性の両者に優れてい
るブラウン管マスクレーム用の表面処理鋼板に係るもの
である。
【0002】
【従来の技術】カラーブラウン管の基本構成は、電子銃
と電子ビームを映像に変える蛍光面から成り立ち、更に
は電子ビームが地磁気により偏向されるのを防ぐ磁気シ
ールド材やシャドウマスクが内部を覆っているが、マス
クフレーム材はこれらの構造を支えるフレーム材として
重要である。また、最近のTVの大型化やハイビジョン
化、更には、パソコン用モニターなどで画面の鮮明度に
対する要求が強いことから、マスクレーム材にも磁気シ
ールド性が求められる。磁気シールド性は、通常磁気特
性の保磁力で評価される。
【0003】マスクフレーム用冷延鋼板は通常0.5〜
1.5mmの鋼板で、この鋼板コイルは電気メーカでプレ
ス加工された後、550〜650℃程度の温度の湿潤雰
囲気で黒化処理(約3〜6μm厚のFe3 4 黒化膜を
形成させる熱処理)を施されブラウン管内部に組み込ま
れる。黒化処理の目的は、錆防止、熱放射率を大きくす
ることと電子の乱反射抑止、プレス加工による磁性劣化
の回復などである。
【0004】従来、この黒化処理を省略する技術とし
て、いくつか出願されている。特開昭57−5239号
公報では、黒化処理を省略して、ブラウン管製造工程の
パネルとファンネルを封着する工程(通常450℃×3
0分の大気雰囲気)で黒化膜を形成させるNiまたはC
rめっきマスクフレーム部品の発明が開示された。しか
し、単純なNiめっきでは、明細書にあるように、Ni厚
みで約0.5〜1.0μm(4.5−9g/m2 )もの
多量のめっき量が必要なため、めっき製造ラインでの生
産性が問題となっていたし、封着処理後の酸化膜厚も不
十分であった。Niめっきを薄くすると、明細書に述べ
られているように、赤錆が発生した。特開平6−367
02号公報では、最表層にNi層を存在させたインナー
シールド用素材が提案されたが、封着処理後の黒化度や
酸化膜厚に問題があり、マスクフレーム用としては実用
化されなかった。更に、特開平6−330375号公報
では、Niストライクめっきを施し、最表層にNiめっ
き層を残すことによって、黒化処理を省略するマスクフ
レーム材が開示されている。しかしこの方法でも、封着
処理後の黒化度や酸化膜厚に問題があり、また、実施例
に見られるように、めっき厚が0.35〜1.1μm
(3.1〜9.8g/m2 )も必要なため、上記と同様
な経済性の問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来技術の課題点を解決すべく、具体的には少ない
Niめっき量で黒化処理が省略可能で、なお且つ、封着
処理によって従来の黒化処理並みの黒化膜特性を有する
マスクフレーム用鋼板とその製造方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、(1) 重量%で、C≦0.005%、
Si≦0.5%、 Mn≦1%、P≦0.2%、
S ≦0.02%、 SolAl≦0.5
%、N≦0.006%、 B ≦0.005%、 T
i≦0.08%、残部が鉄および不可避的不純物からな
る鋼板であり、その平均結晶粒径が15〜100μmで
あって、鋼板表層にNi換算で0.5〜3g/m2 のF
e−Ni拡散層を有し、かつ、0.1〜2%の圧下率の
調質圧延に相当する圧延歪みを持ち、表面粗度が0.2
〜1.5μmRaであることを特徴とするブラウン管マ
スクフレーム用鋼板。および(2) 重量%で、C≦
0.005%、 Si≦0.5%、 Mn≦1
%、P≦0.2%、 S ≦0.02%、 S
olAl≦0.5%、N≦0.006%、 B ≦
0.005%、 Ti≦0.08%、残部が鉄および不
可避的不純物からなる熱延コイルを、冷間圧延し、次い
で、0.5〜3g/m2 のNiめっきを行ってから、連
続焼鈍で平均結晶粒径を15〜100μmとすると同時
にNiめっきの拡散処理を行ってから、鋼板に0.1〜
2%圧下率の調質圧延を行い、鋼板表面粗度を0.2〜
1.5μmRaとすることを特徴とするブラウン管マス
クフレーム用鋼板の製造方法。を要旨とする。
【0007】本発明は以下の3点の発見から構成され
る。一つは、従来の拡散処理のないNiめっきでは、5
g/m2 以下の時、封着処理で赤錆が発生するため5g
/m2 超としたいが、一方で、4g/m2 以上では、封
着処理での酸化膜が薄すぎ(0.1μm以下)て、ブラ
ウン管のスイッチON後の画像の電子線ドリフト量が経
時変化する問題があり、Niめっき量制御による解決策
は無かった。しかし、鋼板成分組成の厳密な限定と同時
に、Fe−Ni拡散層を形成させれば、4g/m2 以下
のNiめっき量でも封着処理で赤錆が発生しないこと。
二つ目は、Fe−Ni拡散層を表層に形成させた場合
に、鋼板成分を規制し、3g/m2 以下のNiめっき量
であれば、封着処理で酸化膜が0.1μm以上となるこ
と。三点目としては、同じくFe−Ni拡散層が表層の
場合に、0.5/m2 未満のNiめっき量では、封着処
理工程で赤錆が発生するが、0.5/m2 以上であれ
ば、赤錆の問題がないことなどである。
【0008】以上を総合して述べると、従来、赤錆と酸
化膜の二律背反の理由で不可能とされてきた黒化処理の
省略を、鋼板成分の制御とFe−Ni拡散によって、赤
錆と酸化膜問題の両者を同時に解決することに成功した
のである。
【0009】
【発明の実施の態様】まず、成分組成の限定理由につい
て述べる。C量は0.005%以下とする。Cの量が多
いと、封着処理で赤錆が発生するので0.005%とす
る。
【0010】Siは0.5%以下に制限する。Si量
が、多いと封着処理でSiO2 が選択酸化され黒化膜が
形成されない。この限界が0.5%である。Mn量は1
%以下とする。Mnは添加しても問題はないが、添加コ
ストの面から1%以下とする。
【0011】P量は0.2%以下とする。Pは鋼板強度
を上昇させるのに効果のある元素であるが、多過ぎると
プレス加工で割れが生じるので0.2%以下とする。
【0012】S量は0.02%以下とする。Sは硫化物
を形成せしめ、保磁力を劣化させるので0.02%以下
に制限する。
【0013】SolAl量は0.5%以下とする。So
lAlは鋼板剛性を改善するのに有効であるが、0.5
%超ではAl2 3 が選択酸化され黒化膜が形成されが
たいので避ける。なお、SolAlは、Alの中の酸に
可溶する所謂soluble Al量のことである。
【0014】N量は0.006%以下に制限する。Nは
多いとブリスターと呼ばれる鋼板表面のふくれ疵を発生
させるので0.006%以下とする。
【0015】Bは0.005%以下とする。Bは結晶粒
の粒径を整え、結晶粒界を強化する働きがあってマスク
フレームとしての加工性を改善するが、0.005%を
超えるとスラブで割れが発生する。このため、Bは0.
005%以下に制御する。Ti量は0.08%以下とす
る。Tiも加工性を改善するが、0.08%超では保磁
力を劣化させるので、0.08%以下でなければならな
い。
【0016】なお、その他の元素として磁気特性や加工
性、酸化膜などに影響しないものとして知られているC
u、Sn,Ni,Cr,Nb,V,Moなどは各々0.
1%を限度に添加しても悪影響は認められなかった。
【0017】上記元素を含む溶鋼を連続鋳造してスラブ
を造り、通常の熱間圧延を行う。熱間圧延したコイルを
酸洗し、冷間圧延する。冷延後の仕上厚みは、マスクフ
レーム材に求められる通常の0.5−1.5mmである。
冷延後、脱脂、酸洗してからNiめっきを行う。
【0018】Niめっきは通常の知られている方法で実
施し、片面でのNiめっき量は0.5〜3g/m2 とす
る。0.5g/m2 未満ではマスクフレームへの加工
後、ブラウン管に組み込まれる際の封着処理で赤錆が発
生し、この錆びは剥離し易く、ブラウン管内で浮遊し重
大な機能障害となるので避けなければならない。また、
3g/m2 を超えると、次のNi拡散焼鈍で最表層にN
i単層が残り、顧客でのブラウン管製造工程での封着処
理で、酸化膜が薄くなってブラウン管使用中のシャドウ
マスクからの熱の放散性が劣化するために不可である。
なお、この限界の酸化膜量は約0.1μmである。な
お、その他のめっき、例えば、Crめっきは封着処理で
酸化が少なく不可であるし、Cu,Znなどはブラウン
管内での蒸発の問題があって使用不可である。
【0019】次いで、鋼板の再結晶並びにNi拡散を兼
ねて焼鈍を行う。焼鈍は連続焼鈍で行う。BAF焼鈍で
はコイルの焼き付きが生じるため避けなければならな
い。鋼板の平均結晶粒径は、15〜100μmである必
要がある。結晶粒径が小さいと保磁力が劣化するので1
5μm以上である必要がある。また、100μm超にす
るとプレス加工で割れるため避けなければならない。焼
鈍の到達温度は、成分系によって結晶粒成長の度合いが
若干異なるので一概には断定できないが650〜930
℃程度が好ましい。なお、結晶粒径15μm以上にする
ために必要な温度650℃以上であれば、Niめっき層
は3g/m2 以下のめっき量で十分Feと拡散しNi単
独層は残らない。
【0020】焼鈍後の調質圧延の圧下率は0.1〜2%
に制限する。調質圧延を省略すると優れた保磁力が得ら
れるが、プレス工程で腰折れと称される鋼板の折れが発
生して形状の問題が起きる。このため0.1%の圧下が
必要である。また、圧下率が2%超では保磁力が不満で
ある。このため、調質圧延の圧下率は0.1〜2%に制
限する。なお、マスクフレーム製品での調質圧延相当の
歪みはX線による半価幅調査などで簡便に調べることが
できる。
【0021】鋼板表面粗度は主に調質圧延で調整する。
粗度(中心線平均粗さ)は0.2〜1.5μmRaであ
る必要がある。0.2μm未満で、マスクフレーム形状
に加工した際に金型とのかじりが生じて、封着処理で赤
錆が発生する。1.5μmを超えると圧延ロールの交換
頻度が多くなって生産障害となる。このため、0.2〜
1.5μmRaである必要がある。
【0022】これらの工程で特に注意すべき点は、Ni
めっきの後に焼鈍を行い、Niを鋼中に拡散させること
である。この順番を変えて焼鈍の後でNiめっきを実施
すると、3g/m2 以下のNiめっき量では封着処理で
赤錆が発生するため不可である。焼鈍の後でNiめっき
をする場合、4g/m2 以上のNiめっきが封着処理工
程での赤錆発生防止に必要であり、経済的な面から極め
て不利である。
【0023】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 [実施例1]表1に示した化学成分を含む溶鋼をラボ真
空溶解して鋼塊とし、この鋼塊を1050℃で加熱し、
熱延で仕上温度を830℃とし、2.5mm厚の熱延板を
製造した。次いで、酸洗してから0.8mmまで冷延した
後、脱脂、酸洗して、Niめっきを片面当たり0.7g
/m2 施してから、770℃×20秒の均熱を窒素中で
実施し、次いで、調質圧延を0.2%の伸び率で行い、鋼板
表面粗度を0.4μmRaとした。粗度は圧延方向と幅
方向を平均化した。磁気特性を簡易保磁力計(クマノエ
ンジニアリング製)で圧延方向と幅方向を測定し平均化
した。また、鋼板断面を光顕組織観察し、厚み方向に直
線を引いてそれを過ぎる結晶粒界の数をカウントして平
均結晶粒径を求めた。
【0024】更に、マスクフレームへの加工を想定し
て、引張試験機で5%伸ばしてから、大気中で450℃
に30分均熱した。そのサンプルをオージェ分析で酸化
物の深さを測定した。同時に、セロテープを表面に貼り
付けてから引き剥がし、白い紙に貼って赤錆の発生状況
をチェックした。
【0025】これらの結果を表1に併記して示した。表
に示すように、本発明範囲のサンプルは、いずれも優れ
た赤錆と酸化膜厚特性を有している。
【0026】
【表1】
【0027】[実施例2]重量%で、C:0.002
%,Si:0.02%,Mn:0.12%,P:0.0
2%,S:0.005%,SolAl:0.001%,
N:0.001%,B:0.0013%,Ti:0.0
04%,Nb:0.003%,Cu:0.07%,S
n:0.006%,Ni:0.035%,Cr:0.0
5%,V:0.002%,Mo:0.05%,残部が実
質的に鉄よりなるスラブを、1250℃で加熱し、仕上温度
を930 ℃として、5.5mm厚のホットコイルを製造し
た。次いで酸洗後、1.2mmに冷延してから表2に示す
Niめっきを行った。Niめっき量は硫酸Ni浴中で電
流密度と時間を変更することで制御した。次いで、80
0℃×30秒の均熱を窒素中で実施し、次いで、調質圧
延を0.8%の伸び率で行った。
【0028】粗度は1.3μmRa一定とした。保磁力
をエプスタイン測定枠で10エルステッド磁界をかけ、
圧延方向と幅方向を測定し平均化した。また、粗度と平
均結晶粒径を実施例1と同様に求めた。更に、マスクフ
レームへの加工を想定して、引張試験機で5%伸ばして
から、大気中で450℃に30分均熱した。そのサンプ
ルをオージェ分析で酸化物の深さを測定した。同時に、
赤錆の発生状況を実施例1と同様に行った。結果を表2
に示す。
【0029】なお、実験No.8−11については、上
記の焼鈍前のNiめっきに替えて焼鈍後に0.8%調質
圧延してからNiめっきを実施したものである。平均結
晶粒径は全て37μmで、保磁力は全て1.8エルスッ
テドであった。
【0030】表に示すように、本発明の製造プロセス工
程でなお且つ、本発明範囲のNiめっき条件で、課題で
あった封着処理後の赤錆と酸化膜厚の問題を解決した。
【0031】
【表2】
【0032】[実施例3]重量%で、C:0.005
%,Si:0.12%,Mn:0.38%,P:0.0
7%,S:0.005%,SolAl:0.36%,
N:0.006%,B:0.0001%,Ti:0.0
34%,Nb:0.003%,Cu:0.08%, S
n:0.001%,Ni:0.021%,Cr:0.1
2%,V:0.03%,Mo:0.01%,残部が実質
的に鉄よりなるスラブを、1200℃に加熱したスラブ
を熱延し、仕上温度を950℃とし、4.3mm厚のホッ
トコイルを製造した。次いで酸洗後、1.0mmに冷延し
てから、Niめっきを片面当たり1g/m2 被覆した。
次いで、表3に示す焼鈍温度で40秒の窒素中処理し
た。次いで、調圧並びに鋼板粗度を表3の如くに変更し
た。磁気特性と結晶粒径を実施例1と同様に求めた。更
に、マスクフレームへのプレス加工を実施して、かじ
り、腰折れと鋼板割れを調査した。
【0033】なお、封着処理後の酸化膜厚は0.8μm
と一定であった。かじりは、マスクフレームへのプレス
加工でかじり疵と割れについては問題のないものを○と
し、発生したものを×とした。
【0034】表3に示すように、本発明範囲の結晶粒
径、調質圧延圧下率、粗度を満足する条件のみがマスク
フレームとしての性能を維持することが分かる。
【0035】
【表3】
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は少ないNi
めっき量で黒化処理が省略可能であり、なお且つ、封着
処理によって従来黒化処理並みの黒化膜特性を有するマ
スクフレーム用鋼板とその製造技術を提供できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 31/20 H01J 31/20 A Fターム(参考) 4K024 AA03 AB01 BA03 BB09 BC01 DA10 DB01 DB07 GA16 4K033 DA01 PA05 PA12 TA05 TA09 5C027 HH21 HH26 5C031 EE09 EH04 EH05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C≦0.005%、 Si≦0.5%、 Mn≦
    1%、 P≦0.2%、 S ≦0.02%、 Sol
    Al≦0.5%、 N≦0.006%、 B ≦0.005%、 Ti≦
    0.08%、 残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼板であり、そ
    の平均結晶粒径が15〜100μmであって、鋼板表層
    にNi換算で0.5〜3g/m2 のFe−Ni拡散層を
    有し、かつ、0.1〜2%の圧下率の調質圧延に相当す
    る圧延歪みを持ち、表面粗度が0.2〜1.5μmRa
    であることを特徴とするブラウン管マスクフレーム用鋼
    板。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C≦0.005%、 Si≦0.5%、 Mn≦
    1%、 P≦0.2%、 S ≦0.02%、 Sol
    Al≦0.5%、 N≦0.006%、 B ≦0.005%、 Ti≦
    0.08%、 残部が鉄および不可避的不純物からなる熱延コイルを、
    冷間圧延し、次いで、0.5〜3g/m2 のNiめっき
    を行ってから、連続焼鈍で平均結晶粒径を15〜100
    μmとなすと同時にNiめっきの拡散処理を行い、鋼板
    に0.1〜2%圧下率の調質圧延を行って、鋼板表面粗
    度を0.2〜1.5μmRaとすることを特徴とするブ
    ラウン管マスクフレーム用鋼板の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1311093C (zh) * 2002-02-15 2007-04-18 日矿金属株式会社 用于带桥张紧式阴罩的碳钢材料及阴罩

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