JP2000328131A - シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金素材の製造方法 - Google Patents
シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金素材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、製造工程を特に複雑化する
ことなく、従来材に比較して結晶方位の均一化を飛躍的
に向上させて、エッチング性に優れ、スジムラが発生し
ないＦｅ−Ｎｉ系合金のシャドウマスク用素材を製造す
る方法を提供するにある。 【解決手段】 Ｎｉを３０〜５０重量％含有し、残部が
不可避的不純物もしくは随伴元素を除くとＦｅからなる
Ｆｅ−Ｎｉ系合金を使用して、ＶＡＲ（真空アーク再溶
解）或いはＥＳＲ（エレクトロスラグ再溶解）或いは他
の溶解鋳造により、柱状晶が一方向に揃ったインゴット
を製造し、次いで、このインゴットを板幅方向が柱状晶
の成長方向になるように、鍛造又は圧延加工して板を製
造することを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系
合金素材の製造方法。
ことなく、従来材に比較して結晶方位の均一化を飛躍的
に向上させて、エッチング性に優れ、スジムラが発生し
ないＦｅ−Ｎｉ系合金のシャドウマスク用素材を製造す
る方法を提供するにある。 【解決手段】 Ｎｉを３０〜５０重量％含有し、残部が
不可避的不純物もしくは随伴元素を除くとＦｅからなる
Ｆｅ−Ｎｉ系合金を使用して、ＶＡＲ（真空アーク再溶
解）或いはＥＳＲ（エレクトロスラグ再溶解）或いは他
の溶解鋳造により、柱状晶が一方向に揃ったインゴット
を製造し、次いで、このインゴットを板幅方向が柱状晶
の成長方向になるように、鍛造又は圧延加工して板を製
造することを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系
合金素材の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、コンピューターカ
ラーディスプレイ用ブラウン管などに使用されるシャド
ウマスク板の製造方法に関する。より詳しくは、結晶方
位が揃いエッチング性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−
Ｎｉ系合金素材の製造方法に関する。
ラーディスプレイ用ブラウン管などに使用されるシャド
ウマスク板の製造方法に関する。より詳しくは、結晶方
位が揃いエッチング性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−
Ｎｉ系合金素材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーテレビやコンピューターカラーデ
ィスプレイ用ブラウン管には、エッチングで加工された
細かい電子線通過孔を有するシャドウマスクが使用され
ている。近年、シャドウマスク用材には、従来のアルミ
キルド鋼に代わって、低熱膨張を有するＦｅ−Ｎｉ系合
金が使用されるようになってきた。しかし、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金は、アルミキルド鋼に比べ、エッチング速度が遅
いため、エッチング後のマスク表面にスジ状のムラが発
生し、マスクの品位を極端に低下させることがある。こ
のムラはスジムラと称される圧延方向に伸びた筋状の模
様で、エッチング速度が場所によって異なる場合、孔サ
イズの場所による不均一が起こるために生じるとされて
いる（特許第２６７２４９１号）。このスジムラは、結
晶方位の場所による偏りが原因である。この結晶方位の
偏りは鋳塊に存在する特定方位を有する鋳造組織に起因
するものであり（特開平９−２０９０８９）、従来は、
分塊圧延時の再加熱時や焼鈍−冷間圧延の繰り返し数を
増すこと等で対応が図られてきた。しかしながら、カラ
ーテレビやコンピューターカラーディスプレイは、ます
ます高品位化が要求されており、シャドウマスクに穿孔
される孔と孔のピッチはますます細かくなってきてい
る。そのため、細かいスジムラが現れるようになり、従
来の対応では、スジムラを抑制できなくなりつつある。
ィスプレイ用ブラウン管には、エッチングで加工された
細かい電子線通過孔を有するシャドウマスクが使用され
ている。近年、シャドウマスク用材には、従来のアルミ
キルド鋼に代わって、低熱膨張を有するＦｅ−Ｎｉ系合
金が使用されるようになってきた。しかし、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金は、アルミキルド鋼に比べ、エッチング速度が遅
いため、エッチング後のマスク表面にスジ状のムラが発
生し、マスクの品位を極端に低下させることがある。こ
のムラはスジムラと称される圧延方向に伸びた筋状の模
様で、エッチング速度が場所によって異なる場合、孔サ
イズの場所による不均一が起こるために生じるとされて
いる（特許第２６７２４９１号）。このスジムラは、結
晶方位の場所による偏りが原因である。この結晶方位の
偏りは鋳塊に存在する特定方位を有する鋳造組織に起因
するものであり（特開平９−２０９０８９）、従来は、
分塊圧延時の再加熱時や焼鈍−冷間圧延の繰り返し数を
増すこと等で対応が図られてきた。しかしながら、カラ
ーテレビやコンピューターカラーディスプレイは、ます
ます高品位化が要求されており、シャドウマスクに穿孔
される孔と孔のピッチはますます細かくなってきてい
る。そのため、細かいスジムラが現れるようになり、従
来の対応では、スジムラを抑制できなくなりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、結晶
方位の均一化を飛躍的に向上させて、スジムラが発生し
ないＦｅ−Ｎｉ系合金のシャドウマスク用素材を製造す
る方法を提供するにある。
方位の均一化を飛躍的に向上させて、スジムラが発生し
ないＦｅ−Ｎｉ系合金のシャドウマスク用素材を製造す
る方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】単結晶のインゴットに適
切な鍛造・熱間圧延・冷間圧延を施すことにより、結晶
方位が極めて揃った板即ちエッチング速度が場所によら
ず均一なシャドーマスク用素材板を得ることができる。
しかし、単結晶のインゴットは極めて高価なため、工業
的ではない。本発明者等は単結晶のインゴットを出発素
材とするのと変わらない方法がないか鋭意検討の結果、
実質的に単結晶インゴットから出発するのと変わらない
方法を見い出し、本発明を成したものである。即ち、本
発明は、以下のとおりの製造方法である。Ｎｉを３０〜
５０重量％含有し、残部が不可避的不純物もしくは随伴
元素を除くとＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金を使用し
て、ＶＡＲ（真空アーク再溶解）或いはＥＳＲ（エレク
トロスラグ再溶解）或いは他の溶解鋳造により、柱状晶
が一方向に揃ったインゴットを製造し、次いで、このイ
ンゴットを板幅方向が柱状晶の成長方向になるように、
鍛造又は圧延加工して板を製造することを特徴とするシ
ャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金素材の製造方法。本発
明は、特定組成のＦｅ−Ｎｉ系合金を使用して、まずＶ
ＡＲ（真空アーク再溶解）或いはＥＳＲ（エレクトロス
ラグ再溶解）等のいわゆるダブルメルト法あるいは他の
溶解鋳造により、柱状晶が一方向に揃ったインゴットを
製造し、次いで、このインゴットを板に鍛造・圧延する
に際し、板幅方向が柱状晶の成長方向になるように、鍛
造又は圧延加工する方法である。鍛造、圧延の加工率並
びにその後の熱処理温度を適切なものとすることによ
り、単結晶板に近い板を得ることができる。本発明で、
Ｎｉを３０〜５０重量％含有し、残部が不可避的不純物
もしくは随伴元素を除くとＦｅからなる特定のＦｅ−Ｎ
ｉ系合金を使用する理由は、この範囲の合金がシャドウ
マスク用材として充分使用可能な低熱膨張性をもつから
である。本発明で使用する溶解鋳造法としては、特に限
定されないでいずれの方法でも使用できる。Ｆｅ−Ｎｉ
合金中の介在物が少ない点では、ＶＡＲがＥＳＲより優
れているが、操業コストが高くなる。目的合金素材の品
質、操業の容易性、コスト等を堪案して、適当な溶解鋳
造法によってインゴットを製造する。
切な鍛造・熱間圧延・冷間圧延を施すことにより、結晶
方位が極めて揃った板即ちエッチング速度が場所によら
ず均一なシャドーマスク用素材板を得ることができる。
しかし、単結晶のインゴットは極めて高価なため、工業
的ではない。本発明者等は単結晶のインゴットを出発素
材とするのと変わらない方法がないか鋭意検討の結果、
実質的に単結晶インゴットから出発するのと変わらない
方法を見い出し、本発明を成したものである。即ち、本
発明は、以下のとおりの製造方法である。Ｎｉを３０〜
５０重量％含有し、残部が不可避的不純物もしくは随伴
元素を除くとＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金を使用し
て、ＶＡＲ（真空アーク再溶解）或いはＥＳＲ（エレク
トロスラグ再溶解）或いは他の溶解鋳造により、柱状晶
が一方向に揃ったインゴットを製造し、次いで、このイ
ンゴットを板幅方向が柱状晶の成長方向になるように、
鍛造又は圧延加工して板を製造することを特徴とするシ
ャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金素材の製造方法。本発
明は、特定組成のＦｅ−Ｎｉ系合金を使用して、まずＶ
ＡＲ（真空アーク再溶解）或いはＥＳＲ（エレクトロス
ラグ再溶解）等のいわゆるダブルメルト法あるいは他の
溶解鋳造により、柱状晶が一方向に揃ったインゴットを
製造し、次いで、このインゴットを板に鍛造・圧延する
に際し、板幅方向が柱状晶の成長方向になるように、鍛
造又は圧延加工する方法である。鍛造、圧延の加工率並
びにその後の熱処理温度を適切なものとすることによ
り、単結晶板に近い板を得ることができる。本発明で、
Ｎｉを３０〜５０重量％含有し、残部が不可避的不純物
もしくは随伴元素を除くとＦｅからなる特定のＦｅ−Ｎ
ｉ系合金を使用する理由は、この範囲の合金がシャドウ
マスク用材として充分使用可能な低熱膨張性をもつから
である。本発明で使用する溶解鋳造法としては、特に限
定されないでいずれの方法でも使用できる。Ｆｅ−Ｎｉ
合金中の介在物が少ない点では、ＶＡＲがＥＳＲより優
れているが、操業コストが高くなる。目的合金素材の品
質、操業の容易性、コスト等を堪案して、適当な溶解鋳
造法によってインゴットを製造する。
【０００５】以下本発明を図面によって説明する。ＶＡ
Ｒ或いはＥＳＲ等により下面の水冷銅鋳型上に合金を連
続的に凝固させると、図１のように、水冷銅鋳型にほぼ
垂直に、柱状晶の成長方向が（１００）方向になるよう
に成長させることができる。成長方向を完全に一方向に
揃えることは困難ではあるが、なるべく角度がつかない
ように成長させることが望ましい。インゴットは円柱で
あるのが通常であるが、角柱でもかまわない。このイン
ゴットを図２のように柱状晶の成長方向が板の幅方向に
なるように鍛造又は圧延加工する。このように柱状晶を
揃えることは通常の製造方法ではあり得ない。即ち、こ
のように一方向凝固させたインゴットでは通常の鍛造・
圧延加工はインゴットの成長方向（図２のｘ方向）に施
されるが、本発明ではこれと直角なｙ方向に施すことを
特徴とする。もちろん鍛造の初期に目的の幅に揃えるた
めにｘ方向への圧縮又は伸張となる据え込み鍛造或いは
通常の鍛造を施し、板幅の調整を行うことは問題ない。
また、一般の鋳塊は柱状晶の成長方向は図２のｚ方向で
あり、本発明のような柱状晶の配置は工業レベルでは不
可能である。本発明のように、柱状晶の成長方向が板の
幅方向になるように配向させ、鍛造と圧延により塑性加
工すると、図２のに示すように、もとの柱状晶が
薄く延ばされ、大面積の箔になっていく。また、加工に
より、結晶は回転し、集合組織が形成されるが、全ての
柱状晶が同一方位になるように回転していく。即ちほぼ
同一方位の薄箔を多数重ねた構造になる。これは単結晶
に近いものであり、結晶方位によるエッチング速度が場
所によらず同一であり、極めてエッチング性に優れた材
料である。圧延途中の熱処理により再結晶するが、通常
の鋳造材から出発した材料が方位を揃えることが困難な
ことに比較し、各結晶粒の方位を揃えることが可能とな
る。以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
Ｒ或いはＥＳＲ等により下面の水冷銅鋳型上に合金を連
続的に凝固させると、図１のように、水冷銅鋳型にほぼ
垂直に、柱状晶の成長方向が（１００）方向になるよう
に成長させることができる。成長方向を完全に一方向に
揃えることは困難ではあるが、なるべく角度がつかない
ように成長させることが望ましい。インゴットは円柱で
あるのが通常であるが、角柱でもかまわない。このイン
ゴットを図２のように柱状晶の成長方向が板の幅方向に
なるように鍛造又は圧延加工する。このように柱状晶を
揃えることは通常の製造方法ではあり得ない。即ち、こ
のように一方向凝固させたインゴットでは通常の鍛造・
圧延加工はインゴットの成長方向（図２のｘ方向）に施
されるが、本発明ではこれと直角なｙ方向に施すことを
特徴とする。もちろん鍛造の初期に目的の幅に揃えるた
めにｘ方向への圧縮又は伸張となる据え込み鍛造或いは
通常の鍛造を施し、板幅の調整を行うことは問題ない。
また、一般の鋳塊は柱状晶の成長方向は図２のｚ方向で
あり、本発明のような柱状晶の配置は工業レベルでは不
可能である。本発明のように、柱状晶の成長方向が板の
幅方向になるように配向させ、鍛造と圧延により塑性加
工すると、図２のに示すように、もとの柱状晶が
薄く延ばされ、大面積の箔になっていく。また、加工に
より、結晶は回転し、集合組織が形成されるが、全ての
柱状晶が同一方位になるように回転していく。即ちほぼ
同一方位の薄箔を多数重ねた構造になる。これは単結晶
に近いものであり、結晶方位によるエッチング速度が場
所によらず同一であり、極めてエッチング性に優れた材
料である。圧延途中の熱処理により再結晶するが、通常
の鋳造材から出発した材料が方位を揃えることが困難な
ことに比較し、各結晶粒の方位を揃えることが可能とな
る。以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】一方向凝固組織として、Ｎｉを３６重量％含
んだＦｅ−Ｎｉ系合金の連続鋳造スラブ（厚さ２００ｍ
ｍ、幅９００ｍｍ、厚さ方向に柱状晶が両側から成長）
から、図３のように柱状晶の配置が通常材と同じもの
（比較材）と、本発明のもの（本発明材）と２種類の切
り出し方で、幅１００ｍｍ、厚さ６０ｍｍ、長さ３００
ｍｍの鋼塊を切り出し、これを熱間圧延して４ｍｍ厚さ
とした。これらを焼鈍、酸洗後、冷間圧延し、０．１３
ｍｍ厚さの冷延板を作製した。次いで再度無酸化雰囲気
で熱処理した。これらの板の表面にｘ線を当てｘ線回析
を行ったところ、図４のように本発明材の面方位は｛１
００｝面がほとんどであった。一方、比較材の面方位は
｛１００｝面回析線が最も強度が高いものの、それ以外
の回析線がかなり見られ、集合度は低いものであった。
本発明材と比較材を使用して、エッチング加工を行っ
た。本発明材ではスジムラの発生が全く見られなかった
が、比較材では僅かにスジムラの発生があった。
んだＦｅ−Ｎｉ系合金の連続鋳造スラブ（厚さ２００ｍ
ｍ、幅９００ｍｍ、厚さ方向に柱状晶が両側から成長）
から、図３のように柱状晶の配置が通常材と同じもの
（比較材）と、本発明のもの（本発明材）と２種類の切
り出し方で、幅１００ｍｍ、厚さ６０ｍｍ、長さ３００
ｍｍの鋼塊を切り出し、これを熱間圧延して４ｍｍ厚さ
とした。これらを焼鈍、酸洗後、冷間圧延し、０．１３
ｍｍ厚さの冷延板を作製した。次いで再度無酸化雰囲気
で熱処理した。これらの板の表面にｘ線を当てｘ線回析
を行ったところ、図４のように本発明材の面方位は｛１
００｝面がほとんどであった。一方、比較材の面方位は
｛１００｝面回析線が最も強度が高いものの、それ以外
の回析線がかなり見られ、集合度は低いものであった。
本発明材と比較材を使用して、エッチング加工を行っ
た。本発明材ではスジムラの発生が全く見られなかった
が、比較材では僅かにスジムラの発生があった。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、製造工程を特に複雑化
することなく、従来材に比較して、結晶方位が揃い、エ
ッチング性に優れ、スジムラが発生しない、優れたシャ
ドウマスク用素材が製造できる。
することなく、従来材に比較して、結晶方位が揃い、エ
ッチング性に優れ、スジムラが発生しない、優れたシャ
ドウマスク用素材が製造できる。
【図１】ＶＡＲ溶解による一方向凝固組織のインゴット
断面のイメージ図。
断面のイメージ図。
【図２】本発明による一方向凝固組織のインゴットの鍛
造・圧延方法と凝固組織の変化を示す説明図。
造・圧延方法と凝固組織の変化を示す説明図。
【図３】通常の圧延方法と本発明による圧延方法の対比
説明図。
説明図。
【図４】本発明材と比較材のｘ線回析結果を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２１Ｄ 7/13 Ｃ２１Ｄ 7/13 Ｂ Ｃ２２Ｂ 9/00 Ｃ２２Ｂ 9/00 Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０１ Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０１Ａ 19/03 19/03 Ｍ 38/00 ３０２ 38/00 ３０２Ｒ Ｃ２２Ｆ 1/10 Ｃ２２Ｆ 1/10 Ｚ Ｈ０１Ｊ 9/14 Ｈ０１Ｊ 9/14 Ｇ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０６ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０６ ６５０ ６５０Ｅ Ｆターム(参考） 4E087 BA02 CA32 HB17 4K001 AA10 AA19 BA23 FA01 FA10 4K013 AA04 CD02 DA02 DA12 5C027 HH03
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｉを３０〜５０重量％含有し、残部が
不可避的不純物もしくは随伴元素を除くとＦｅからなる
Ｆｅ−Ｎｉ系合金を使用して、ＶＡＲ（真空アーク再溶
解）或いはＥＳＲ（エレクトロスラグ再溶解）或いは他
の溶解鋳造により、柱状晶が一方向に揃ったインゴット
を製造し、次いで、このインゴットを板幅方向が柱状晶
の成長方向になるように、鍛造又は圧延加工して板を製
造することを特徴とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系
合金素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138927A JP3073734B1 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | シャドウマスク用Ｆｅ―Ｎｉ系合金素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138927A JP3073734B1 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | シャドウマスク用Ｆｅ―Ｎｉ系合金素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3073734B1 JP3073734B1 (ja) | 2000-08-07 |
| JP2000328131A true JP2000328131A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=15233403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11138927A Expired - Fee Related JP3073734B1 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | シャドウマスク用Ｆｅ―Ｎｉ系合金素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073734B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1156126A1 (fr) * | 2001-01-24 | 2001-11-21 | Imphy Ugine Precision | Procédé de fabrication d'une bande en alliage Fe-Ni |
| CN109715834A (zh) * | 2016-09-15 | 2019-05-03 | 日立金属株式会社 | 金属掩模用原材料及其制造方法 |
-
1999
- 1999-05-19 JP JP11138927A patent/JP3073734B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1156126A1 (fr) * | 2001-01-24 | 2001-11-21 | Imphy Ugine Precision | Procédé de fabrication d'une bande en alliage Fe-Ni |
| FR2819825A1 (fr) * | 2001-01-24 | 2002-07-26 | Imphy Ugine Precision | Procede de fabrication d'une bande en alliage fe-ni |
| CN109715834A (zh) * | 2016-09-15 | 2019-05-03 | 日立金属株式会社 | 金属掩模用原材料及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3073734B1 (ja) | 2000-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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