JP2001011574A - Tvブラウン管フレーム用熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Tvブラウン管フレーム用熱延鋼板およびその製造方法

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JP2001011574A
JP2001011574A JP17754299A JP17754299A JP2001011574A JP 2001011574 A JP2001011574 A JP 2001011574A JP 17754299 A JP17754299 A JP 17754299A JP 17754299 A JP17754299 A JP 17754299A JP 2001011574 A JP2001011574 A JP 2001011574A
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ray tube
cathode
steel sheet
tube frame
hot
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Takahide Shimazu
高英 島津
Shigekazu Oba
茂和 大場
Nobuyuki Kanayama
信行 金山
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高温での剛性に優れ、経済的にも
安価なTVブラウン管フレーム用熱延鋼板を提供するも
のである。 【解決手段】 黒化処理工程を経て製造されるTVブラ
ウン管フレーム用鋼板であって、重量%で、C:0.05〜0.
2%、Si≦2%、Mn:0.3〜3.2%、 P≦0.2%、 S≦0.03% 、 s
olAl≦1%、 N≦0.01% 、 B≦0.01% 、および Ti:0.03〜
0.4%、 Nb:0.01〜0.2%、 Zr:0.03〜0.3%の少なくとも一
種、さらに必要に応じて、Cr≦2%、Mo≦1%を含み、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、板
厚1〜20mmで、580℃×30分の熱処理後に高温引
張試験で、450℃での0.2%耐力が250N/mm2
上であることを特徴とするTVブラウン管フレーム用熱
延鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パソコン、家庭用
テレビなどのTVブラウン管フレーム用鋼板に関するも
ので、特に高温での剛性に優れ、経済的にも安価な材料
を提供するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】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、さらには、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または
アパーチャグリルが内部を覆っているが、フレーム材は
これらの構造を支える保持フレーム部品として重要であ
る。また、最近のTVの大型化やハイビジョン化、フラ
ット化などで画面の鮮明度に対する要求が強いことか
ら、フレーム材にも高度な技術的品質特性が求められて
きている。
【0003】フレーム用鋼板は通常1〜20mmの鋼板
で、この鋼板コイルは電気メーカまたは加工業者でプレ
ス加工された後、500〜650℃程度の酸化雰囲気で
黒化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
子の乱反射抑止などである。その後、溶接歪みの除去で
300℃程度の熱処理およびブラウン管内部を真空排気
するため(封着処理とも称される)460℃程度での熱
処理が入るのが普通である。
【0004】その中でも、これら部品の熱膨張の影響を
少なくするため、シャドウマスクまたはアパチャーグリ
ル(以降、これらを総じてマスクと称する)に張力を与
えることも実施されている。この時、フレームの応力集
中部には、数十kgf/mm2 もの応力がかかるとされてい
る。この応力状態で、封着工程での熱処理が入ると高温
クリープ現象によってフレームが変形し、このためマス
クの電子線通過開口部位置が変化して、電子ビームの蛍
光面着地位置に重大なずれが生じる。
【0005】この問題を克服するため、従来は、耐熱鋼
として知られている1%Cr〜0.3%Mo鋼や13%
Cr鋼(例えば、特開平8−188855号公報)が使
用されていた。しかし、これらの鋼は、高価な合金元素
を多量に含むことから、製品価格が高いことが問題であ
った。さらに、従来のCrやMo含有鋼の高温強度レベ
ルが低いことも課題であった。なお、一般論として、耐
熱性と磁気特性との面から、フェライト系耐熱鋼が必要
であろうが、従来のボイラーや熱交換器に使われる所
謂、耐熱鋼としてはCr,Ni,Mo,W,V,C添加
が知られていたのみであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決すべく具体的には、従来並みの高温クリープ特性を
廉価なフレーム鋼板成分として提供し、さらには従来の
高温クリープ特性を超えるフレーム材並びにその製造技
術を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、以下
の構成を要旨とする。 (1)黒化処理工程を経て製造されるTVブラウン管フ
レーム用鋼板であって、重量%で、 C :0.05〜0.2%、 Si≦2%、 Mn:0.3〜3.2%、 P ≦0.2%、 S ≦0.03%、 solAl≦1%、 N≦0.01%、 B ≦0.01%、 さらにTi,NbまたはZrの一種または二種以上であ
って、 Ti:0.03〜0.4%、 Nb:0.01〜0.2%、 Zr:0.03〜0.3% を含み、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、板厚1〜20mmで、580℃×30分の熱処
理後に高温引張試験で、450℃での0.2%耐力が2
50N/mm2 以上であることを特徴とするTVブラウン管
フレーム用熱延鋼板。 (2)化学成分として、重量%で、Cr≦2%、Mo≦
1%をさらに含むことを特徴とする前記(1)記載のT
Vブラウン管フレーム用熱延鋼板。 (3)黒化処理工程を経て製造されるTVブラウン管フ
レーム用鋼板であって、前記(1)或いは(2)記載の
成分組成からなるスラブを、1100℃以上でスラブ加
熱し、熱間圧延を行ってから、必要に応じて調質圧延を
実施し、酸洗を行い、板厚1〜20mmとすることを特徴
とするTVブラウン管フレーム用熱延鋼板の製造方法。
【0008】本発明のポイントは、3点ある。第一点目
は、Ti,NbまたはZrの一種以上の析出物がブラウ
ン管製造工程での黒化処理工程で微細に析出することに
よって、高温クリープが改善されることを発見したこと
である。第二点目は、従来このTV管種で用いられてい
た、数%ものCrや高価なMoを2%或いは1%を超え
て含有させることなく、微量なTi,NbまたはZrの
一種以上の添加によって従来と同等または同等以上の高
温クリープ特性を得たことである。第三点目は、Ti,
NbまたはZrの一種以上の微細析出鋼板に従来よりも
少量のCr,Moを含有させることで、さらに高温クリ
ープが改善されることである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
まず、成分組成の限定理由について述べる。C量は、
0.05〜0.2%とする。Cの量が多いと、Ti,N
bまたはZrの一種以上の炭化物を多く析出して、高温
クリープ特性が改善される。この最低必要量が0.05
%であり、また、0.2%を超えると溶接での焼き割れ
などの欠陥が生じるので避けなければならない。
【0010】Si量は、2%以下とする。Siは、低温
での剛性を高めるのに効果的で廉価なため経済的にも有
利であるが、黒化被膜Fe3 4 の形成が、2%Si超
では、Siの選択酸化により困難となるため、避けるべ
きである。
【0011】Mn量は、0.3〜3.2%にしなければ
ならない。Mnは高温クリープ特性を改善するのに有効
で、0.3%以上必要であるが、3.2%超では脆化の
問題があってフレーム材への加工の際に割れる。このた
め、0.3〜3.2%とする。
【0012】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
ると加工で割れが生じるので、0.2%以下とする。
【0013】S量は、0.03%以下とする。Sは硫化
物を形成せしめ、磁壁移動を困難にさせ磁気特性を劣化
させ、本発明の狙う直流磁気0.35エルステッドでの
透磁率が低下する。その限界が0.03%である。
【0014】solAl量は、1%以下とする。sol
Alは低温剛性を確保するのに有効であるが、添加コス
トの問題があるので、1%以下とする。なお、solA
lは、Alの中の酸に可溶する所謂、soluble
Al量のことである。
【0015】N量は、0.01%以下に制限する。Nは
多いとTi,NbまたはZrの一種以上の窒化物を形成
して、高温クリープに有利であるが、0.01%を超え
る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0.01%以下とする。
【0016】B量は、0.01%以下とする。Bは溶接
での焼き入れ性を改善して、熱影響部での強度低下を防
止する効果があるが、0.01%を超えると熱間圧延で
の割れの問題が生じるので避けなければならない。
【0017】Ti,NbまたはZrの添加は、1種は最
低限必須で、2種添加または3種複合含有させてもよ
い。Ti量は、0.03%以上、0.4%以下とする。
Tiは、顧客での黒化処理工程で、微細な炭化物や窒化
物を形成して高温クリープを改善するが、最低限の必要
量は、0.03%である。また、0.4%を超えてもク
リープ特性が殆ど向上しないので、0.4%以下とす
る。
【0018】Nb量は、0.01〜0.2%とする。N
bは、結晶粒径を小さくする効果と顧客での黒化処理工
程で、微細な炭化物や窒化物を形成する効果を合わせ
て、高温剛性を高める。このための必要最低量は、0.
01%である。また、0.2%を超えても、その効果が
飽和しているので、添加コストを考慮して0.2%以下
とする。
【0019】Zr量は、0.03%以上、0.3%以下
とする。Zrは、顧客での黒化処理工程で、微細な炭化
物や窒化物を形成して高温クリープを改善するが、最低
限の必要量は、0.03%である。また、添加コストの
面から0.3%以下とする。
【0020】CrやMoは、現状のブラウン管用材料と
して要求されるレベルからすると、必須成分ではない
が、将来、さらに高温剛性を向上させたい場合には有効
である。Cr量は、2%以下に制限する。Crは公知の
如く、耐熱鋼として有効な成分であるが、添加コストの
問題から2%以下とする。
【0021】Mo量は、1%以下とする。Moも公知の
如く、耐熱鋼として重要な成分であり、量が増えると高
温クリープ特性は向上する。添加コストの面から、1%
以下とする。
【0022】その他の元素として、トランプエレメント
として知られている通常の製鋼法で不純物として存在す
る、V,Sn,Ni,Cu,Mg,Sbなどは、それぞ
れ0.1%までなら本発明の効果を損なわないことを確
認してある。
【0023】上記元素を含む溶鋼を連続鋳造してスラブ
を造り、熱間圧延を行う。この時、スラブ加熱温度は、
1100℃以上に制限する。スラブ加熱が高いと、T
i,NbまたはZrの一種以上の析出物が固溶して、熱
間圧延中に微細析出し高温剛性を改善する。1100℃
未満では、この効果が不十分なため避けなければならな
い。
【0024】熱間圧延したコイルを必要に応じて調質圧
延を施してから、酸洗し、出荷する。調質圧延は、形状
矯正の目的で行うもので、通常の0.1〜20%圧下率
である。勿論、調質圧延を酸洗前に替えて酸洗後に廻す
ことも可能である。次いで、実施例について説明する。
【0025】
【実施例】〔実施例1〕表1に示した化学成分を含む溶
鋼を真空溶解して鋼塊とし、加熱を1280℃で行い、
仕上温度830℃、巻取温度500℃として熱延板5.
5mm厚を製造した。次いで、圧下率0.2%の調質圧延
を施してから酸洗し、次いで、顧客での黒化処理を想定
して、空気中で580℃、30分均熱し炉冷した。次い
で、JIS G 0567(1993)に準じた圧延方
向での高温引張試験を450℃で実施し、0.2%耐力
を求めた。また、JIS Z 2271(1993)に
準じた高温引張クリープ試験を300N/mm2 の張力のも
とで、450℃×60分処理によりクリープ伸び%を求
めた。なお、2%を超える伸びを示した場合は使用した
伸び計の測定限界をオーバしたので>2%と表に記し
た。
【0026】表1に示す如く、本発明範囲の成分で、優
れた高温剛性が得られた。なお、従来の耐熱鋼は実験N
o.30であって、450℃での高温剛性が不満であ
る。本実験No.30の580℃熱処理前の450℃引張
試験での0.2%耐力は240N/mm2 であったが、58
0℃熱処理後では230N/mm2 に低下した。本発明例の
Ti,NbまたはZrの一種以上の添加系では、580
℃熱処理前より後の方が450℃での耐力が5〜30%
向上していた。
【0027】
【表1】
【0028】〔実施例2〕重量%で、C:0.1%、S
i:0.2%、Mn:1.4%、P:0.02%、S:
0.002%、solAl:0.05%、N:0.00
3%、B:0.002%、Ti:0.08%、V:0.
005%、Nb:0.003%、Cu:0.07%、S
n:0.04%、Ni:0.025%、Cr:0.03
%、Mo:0.004%、Zr:0.0001%、S
b:0.0001%、Mg:0.001%、残部が実質
的に鉄よりなるスラブを、表2に示す加熱温度で60分
均熱処理し、仕上温度780℃、巻取温度300℃で1
2mm厚の熱延板を試作した。次いで酸洗後、580℃×
30分の熱処理を行ってから、試験片に加工し、実施例
1と同様な特性を評価し、表2に記載した。
【0029】
【表2】
【0030】表2に示すように、本発明範囲のスラブ温
度で優れた高温剛性が得られた。なお、実験No.の5
80℃熱処理前の450℃での0.2%耐力は、320
N/mm 2 。張力300N/mm2 での450℃×60分クリー
プは、0.6%であった。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は特に安価
で高温での剛性に優れたTVブラウン管フレーム用熱延
鋼板を提供するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 信行 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 Fターム(参考) 4K032 AA01 AA02 AA04 AA05 AA11 AA12 AA16 AA17 AA19 AA21 AA22 AA27 AA29 AA31 AA32 AA35 AA39 BA01 CA02 CA03 CC03 CE01 CF01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒化処理工程を経て製造されるTVブラ
    ウン管フレーム用鋼板であって、重量%で、 C :0.05〜0.2%、 Si≦2%、 Mn:0.3〜3.2%、 P ≦0.2%、 S ≦0.03%、 solAl≦1%、 N ≦0.01%、 B ≦0.01%、 さらにTi,NbまたはZrの一種または二種以上であ
    って、 Ti:0.03〜0.4%、 Nb:0.01〜0.2%、 Zr:0.03〜0.3% を含み、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、板厚1〜20mmで、580℃×30分の熱処
    理後に高温引張試験で、450℃での0.2%耐力が2
    50N/mm2 以上であることを特徴とするTVブラウン管
    フレーム用熱延鋼板。
  2. 【請求項2】 化学成分として、重量%で、Cr≦2
    %、Mo≦1%をさらに含むことを特徴とする請求項1
    に記載のTVブラウン管フレーム用熱延鋼板。
  3. 【請求項3】 黒化処理工程を経て製造されるTVブラ
    ウン管フレーム用鋼板であって、重量%で、 C :0.05〜0.2%、 Si≦2%、 Mn:0.3〜3.2%、 P ≦0.2%、 S ≦0.03%、 solAl≦1%、 N ≦0.01%、 B ≦0.01%、 さらにTi,NbまたはZrの一種または二種以上であ
    って、 Ti:0.03〜0.4%、 Nb:0.01〜0.2%、 Zr:0.03〜0.3% を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組
    成のスラブを、1100℃以上でスラブ加熱し、熱間圧
    延を行ってから、酸洗を行い、板厚1〜20mmとするこ
    とを特徴とするTVブラウン管フレーム用熱延鋼板の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 化学成分として、重量%で、Cr≦2
    %、Mo≦1%をさらに含むことを特徴とする請求項3
    に記載のTVブラウン管フレーム用熱延鋼板の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 熱間圧延後調質圧延を実施することを特
    徴とする請求項3に記載のTVブラウン管フレーム用熱
    延鋼板の製造方法。
JP17754299A 1999-06-23 1999-06-23 Tvブラウン管フレーム用熱延鋼板およびその製造方法 Withdrawn JP2001011574A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003018858A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-06 Sidmar N.V. An ultra high strength steel composition, the process of production of an ultra high strength steel product and the product obtained
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