JP2001303190A - カラー受像管用展張型マスク用極低炭素鋼板及びカラー受像管用展張型マスク用素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた引張強度および高温クリープ強度を有
するとともに、現行材よりも優れた磁気特性を有し、冷
間圧延性、エッチング性にも優れたカラー受像管用展張
型マスク用素材を提供する。 【解決手段】 Ｃ：≦０．００６％、Ｍｎ：０．１〜
０．６％、Ｚｒ：０．００２〜０．２％を含有し、引張
強度が５８８ＭＰａ以上、磁束密度と保磁力の比（Ｂｒ
／Ｈｃ）が０．００３以上、クリープ伸びが０．２％以
下である極低炭素鋼板を作成して適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビやコ
ンピュータのカラー表示装置用のシャドウマスク方式、
アパーチャグリル方式等のいずれの方式のブラウン管に
も使用可能なカラーブラウン管用の展張型マスク用素材
に関するものである。より詳細には優れた引張強度およ
び高温クリープ強度を有するとともに、優れた磁気特性
を有するカラー受像管用アパーチャーグリル用素材に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】カラーテレビ、カラー
表示装置用のブラウン管には、所定の蛍光体へ電子ビー
ムが照射されるように色選別用マスクが用いられてい
る。色選別用マスクには、多数の小孔を設けた金属板か
らなるシャドウマスク、または多数のスリットを設けた
アパーチヤグリルが用いられている。カラーブラウン管
を長時間連続使用するとシャドウマスクまたはアパーチ
ャグリルは、加速された電子が衝突するために加熱さ
れ、熱膨張によつて歪み、次第に蛍光面に対する電子線
の位置ずれが生じるようになり、画像に色ずれが生じる
ことが問題となっている。

【０００３】カラーブラウン管の色選別用マスクには、
一般のシャドウマスクのようにプレス成形した部材とも
に、強固な枠体によって展張するアパーチャグリルのよ
うな展張型の色識別用マスクが用いられている。展張型
の色識別用マスクは、０．０００１％単位の炭素を含有
する極低炭素鋼熱延鋼帯を、板厚０. ０３５〜０. ２ｍ
ｍに冷間圧延した後、エツチングにより多数のグリツド
素体を形成した後に、展張方向と逆方向に枠体を加圧し
た状態で枠体に溶接し、次いで加圧力を取り除き、枠体
の復元力によって張力を付与している。その後、２次電
子の発生、熱輻射、錆の発生等を防止するために、酸化
性雰囲気で、４５０〜４７０℃において１０〜２０分間
の熱処理を施して表面の黒化処理を行っている。

【０００４】カラー受像管に使用されるアパーチャーグ
リルは、その製造に際して大きな張力を負荷した状態で
フレームに溶接されるため、カラー受像管用アパーチャ
ーグリル用素材は少なくとも ５８８ＭＰａの引張強度
を有していることが必要とされている。そのため現在使
用されているカラー受像管用アパーチャーグリル用素材
としては、強加工を施して加工強化した低炭素鋼板が使
用されている。

【０００５】また、アパーチャーグリルにはフレームに
溶接された後黒化するための熱処理が施されるが、黒化
後のアパーチャーグリルを構成している各テープが弛む
ことなく張力が負荷された状態を保持するために、熱処
理は鋼の再結晶温度以下の４５５℃で１５分程度の短時
間で実施されている。しかし、この黒化熱処理条件では
回復現象を回避することができず、回復によりテープに
延びが生じ、テープが捻れたり切れたりする原因となっ
ている。このため、カラー受像管用アパーチャーグリル
用素材としては、５８８ＭＰａ以上の引張強度と、４５
５℃×１５分の黒化熱処理で延びが生じない、すなわち
２９４ＭＰａの引っ張り応力を負荷した際の伸びが０.
４％以下であるクリープ強度を有していることが必要と
される。

【０００６】カラー受像管は、電子銃と電子ビームを映
像に換える蛍光面から構成されており、電子ビームが地
磁気により偏向されることを防止するため、受像管内部
は磁気シールド材で被覆されている。アパーチャーグリ
ルは、この磁気シールド材としての作用をも有している
必要があり、磁気特性としての磁束密度（Ｂｒ）が大き
く、保磁力（Ｈｃ）が小さい、すなわち磁束密度と保磁
力の比（Ｂｒ／Ｈｃ）が大きい材料が求められる。しか
し、上記のように高い降伏強度を得るために強加工が施
され、かつ黒化熱処理も再結晶温度以下で行われる低炭
素鋼板においては、磁束密度が０．８Ｔ以下と小さく、
また保磁力が約３９５Ａ／ｍと大きく、したがってＢｒ
（Ｔ）／Ｈｃ（Ａ／ｍ）が約０．００２と小さく、磁気
シールド材として劣っている。

【０００７】すなわち、カラーブラウン管用の展張型マ
スク素材は、高強度であり、かつ磁気特性に優れること
が必要である。これらと同時に、板厚０. ０３５〜０.
２ｍｍまで形状性のよい圧延が行えるような優れた冷間
圧延性、および、精度のよい孔やグリッドのエッチング
が行えるような優れたエッチング性を必要とされる。

【０００８】従来、低炭素鋼板の引張強度を向上させる
方法としては、Ｃによる固溶強化法があるが、鋼中のＣ
量が多くなると炭化物が増加し、磁壁の移動が妨げられ
るようになり、磁気特性が劣化する。また、クリープ強
度を向上させる方法として鋼中に炭化物などを析出させ
る方法があるが、これらの析出物のほとんどは粒径がミ
クロンオーダーで大きく、これらは磁壁の移動を妨害
し、磁気特性を大きく劣化させるため、このような方法
は、現行のカラー受像管用アパーチャーグリル用の素材
の製造方法として適用されていない。

【０００９】磁気特性を劣化させずに、高強度を得るた
め、Ｚｒを添加する方法（特開平１０−２１２５５８号
公報）が提案されている。Ｚｒ添加は、一定量以下では
炭窒化物あるいは析出物の生成を起こさずにＺｒによる
固溶強化が図られるので、磁気特性を劣化させることな
く高強度化を図ることができる。しかし、特開平１０−
２１２５５８号公報の方法は、無方向性電磁鋼板の高強
度化を目的とするものであるから、カラー受像管用展張
型マスク用素材に必要な極薄鋼板の冷間圧延性、エッチ
ング性に関する考慮は全くなされておらず、とくにＰ，
Ｓｉの多い低炭素鋼板であるから、アパーチャーグリル
用の素材として利用することはできない。

【００１０】特表平６−５０４０９１号公報には、Ｓ
ｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｐの添加は磁気特性を劣化させること
がないことが開示されているが、これらの元素はいずれ
も冷間圧延性、エッチング性を劣化させるため、アパー
チャーグリル用の素材の強化元素として利用することは
適当でない。

【００１１】展張型マスク用素材を高強度化するための
補助的方法として、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｂ等
のいずれか一種または二種以上を一定量以下添加する方
法が、特開昭５９−１７３２４４号公報、特開平１−２
５９５３号公報、特開平１−２８９０５３号公報、特開
平５−３１１３３１号公報、特開平５−３１１３３２号
公報、特開平６−７３５０３号公報、特開平９−２２７
９９８号公報に提案されている。しかし、特開昭５９−
１７３２４４号公報開示の技術は、Ｃｒを４〜３０％含
むものであり、磁気特性、冷間圧延性、エッチング性を
劣化させるため、アパーチャーグリル用の素材として使
用することはできない。特開平１−２５９５３号公報開
示の技術は、Ｓｉを１〜５％含むものであり、冷間圧延
性、エッチング性を劣化させるため使用できない。特開
平１−２８９０５３号公報開示の技術は、Ａｌを１〜１
０％含むものであり、冷間圧延性、エッチング性を劣化
させるため使用できない。特開平５−３１１３３１号公
報および特開平５−３１１３３２号公報開示の技術は、
Ｍｎを０．６〜３％含むものであり、Ｍｎが多いため冷
間圧延性、エッチング性を劣化させるので使用できな
い。特開平９−２２７９９８号公報開示の技術は、Ｍｇ
を含有するものであり、介在物が増加してエッチング性
を劣化させるので使用できない。特開平６−７３５０３
号公報開示の技術は、Ｍｎ含有量が０．２〜０．６％と
低く、冷間圧延性、エッチング性とも問題はない。しか
し、この技術におけるＺｒは、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｔａ等
と同様の作用を示す元素として利用されているものであ
る。Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｔａ等は強力な炭化物生成元素で
あって、微細炭化物の析出によって、結晶粒を微細化
し、高強度化を計る技術である。このため、実施例にお
ける素材中の炭素含有量も、０．００８〜０．０１４％
と比較的多く設計されている。炭化物の析出は、磁気特
性を大きく劣化させるため、この技術によって磁気特性
に優れた展張型マスク用素材を得ることはできない。

【００１２】本発明は、優れた引張強度および高温クリ
ープ強度を有するとともに、現行材よりも優れた磁気特
性を有し、冷間圧延性、エッチング性にも優れたカラー
受像管用展張型マスク用素材を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のカラ
ー受像管用展張型マスク用の極低炭素鋼板は、Ｃ：≦
０．００６重量％（以下、％で示す）、Ｍｎ：０．１〜
０．６％、Ｚｒ：０．００２〜０．２％を含有すること
を特徴とする。請求項２のカラー受像管用展張型マスク
用の極低炭素鋼板は、請求項１に記載のカラー受像管用
展張型マスク用の極低炭素鋼板において、引張強度が５
８８ＭＰａ以上であることを特徴とする。請求項３カラ
ー受像管用展張型マスク用の極低炭素鋼板は、請求項１
または２に記載のカラー受像管用展張型マスク用の極低
炭素鋼板において、磁束密度と保磁力の比（Ｂｒ／Ｈ
ｃ）が０．００３以上であることを特徴とする。請求項
４のカラー受像管用展張型マスク用の極低炭素鋼板は、
請求項１〜３のいずれかに記載のカラー受像管用展張型
マスク用の極低炭素鋼板において、クリープ伸びが０．
２％以下であることを特徴とする。また本発明のカラー
受像管用展張型マスク用素材は、請求項１〜４のいずれ
かに記載の極低炭素鋼板を用いたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】炭化物が微細に分散するほど析出
強化がもたらされる。したがって、高強度化を図るに
は、通常はＴｉ，Ｖなどの炭化物生成元素が添加される
が、微細な炭化物は磁気特性の著しい劣化を招く。Ｚｒ
も炭化物生成元素であるが、その添加量が一定量以下で
あり、かつ炭素含有量が一定量以下であれば、Ｚｒ添加
により、炭化物を生成させずに固溶強化をもたらすこと
ができる。これにより、磁気特性を劣化させずに高強度
化を図ることができる。５８８ＭＰａ以上の引張強度を
確保するとともに、Ｂｒ（Ｔ）／Ｈｃ（Ａ／ｍ）が０．
００３以上の優れた磁気特性が得られる。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて鋼の化学成分を限定した理由は、下記のとおりで
ある。Ｃに関しては、冷間圧延後の鋼板中のＣ量が多い
と炭化物が増加し、磁壁の移動が阻害され、また結晶粒
の成長が妨げられて磁気特性が劣化する原因となる。添
加したＺｒも炭化物になる割合が増大し、磁気特性が劣
化する。そのためＣの添加量の上限を０. ００６％に限
定する。下限は、真空脱ガス処理で実用的に低減可能な
限り好ましい。

【００１６】Ｍｎは鋼中のＳと結合して鋼中に含まれて
いるＳをＭｎＳとして固定し、熱間脆性を防止すため
０．１％以上添加する必要がある。一方、磁気特性、冷
間圧延性からは添加量が少ないほど好ましく、０. ６％
以下の添加量とする。

【００１７】Ｚｒは高強度化に有効な元素であり、本発
明の必須元素であるが、０．００２％未満では強度向上
の効果がなく、また、０．２％を超えると磁気特性の劣
化を招くので、０．００２％以上０．２％以下とする。

【００１８】不純物として含まれ可能性のある諸元素の
中で、Ｏ、Ｓは介在物を生成し磁気特性を劣化させるの
で少ないほど好ましく、Ｏ、Ｓともに０．００５％以下
であることが好ましい。

【００１９】炭化物生成傾向の大きいＮｂ、Ｔｉ、Ｖ、
Ｗの添加は本発明の効果を低減するが、炭化物生成傾向
があまり大きくないＣｒ、Ｍｏの添加は、本発明の効果
を低減しない。したがって、さらに高強度を要する場合
には、本発明の組成に加えてこれらの元素を添加する方
法も有効である。また、固溶強化元素であるＰ、Ｎｉ、
Ｂｅ、細粒化作用を有するＢ、および磁壁厚さよりはる
かに小さい析出物を生成するＣｕ等の添加も、それほど
磁気特性を劣化させずに強度を高めるので、さらに高強
度を要する場合には、本発明の組成に加えてこれらの元
素を添加する方法も有効である。ただし、これらの元素
は、エッチング性、冷間圧延性を劣化させるので、添加
量はかなり制限される。

【００２０】次に、本発明のカラー受像管用の展張型マ
スク用素材としての薄鋼板の製造方法を説明する。真空
溶解、または真空脱ガス法を用いて溶製された、炭素量
が０．００６％以下の極低炭素鋼を熱間圧延した後、酸
洗して熱延工程で生じた酸化皮膜を除去する。引き続
き、冷間圧延し、０. ０３５〜０. ２ｍｍの板厚とす
る。

【００２１】また、別の態様として、上記の極低炭素鋼
を熱延、および酸洗し、冷間圧延を施して０. １〜０.
６ｍｍの板厚とし、次いで５００〜８００℃の温度で中
間焼鈍して結晶粒径を調整した後、二次冷間圧延を施し
て最終板厚を０. ０３５〜０.２ｍｍの板厚とする。

【００２２】

【実施例】以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明
する。表１に示す化学成分を有する７種類の鋼を真空脱
ガスして溶製したスラブを熱間圧延し、２. ５ｍｍの熱
延板とした。

【００２３】

【表１】

【００２４】これらの熱延板を硫酸酸洗した後冷間圧延
し、板厚が０. ３ｍｍの冷延板とした。その後、中間焼
鈍を施し、板厚が０. １ｍｍ±０．００２ｍｍになるよ
うに二次冷間圧延した後、４００℃で歪取焼鈍を行っ
た。このようにして得られた実施例１〜４及び比較例１
〜３を、簡易型のエプスタイン式磁気測定装置を用い、
７９０Ａ／ｍの磁界をかけて、磁束密度と保磁力を測定
し、Ｂｒ（Ｔ）／Ｈｃ（Ａ／ｍ）を求めた。また、引張
強度をテンシロンにて、クリープ強度はクリープ試験機
（東海製作所製）を用い、負荷応力２９４ＭＰａを負荷
して、大気中において４５５℃で１５分保持した際の伸
び（％）を測定し評価した。表１にその特性を示す。

【００２５】表１に示すように、本発明の極低炭素鋼板
は優れた引張強度、クリープ特性磁気特性を有してお
り、カラー受像管用展張型マスク用素材として好適に用
いることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明においては、Ｃ：≦０．００６
％、Ｍｎ：０．１〜０．６％、Ｚｒ：０．００２〜０．
２％を含有する、引張強度が５８８ＭＰａ以上、磁束密
度と保磁力の比（Ｂｒ／Ｈｃ）が０．００３以上、クリ
ープ伸びが０．２％以下である極低炭素鋼板を作成する
ことにより、優れた引張強度および高温クリープ強度を
有するとともに、現行材よりも優れた磁気特性を有し、
冷間圧延性、エッチング性にも優れたカラー受像管用展
張型マスク用素材を提供することが可能となった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：≦０．００６重量％（以下、％で示
   す）、Ｍｎ：０．１〜０．６％、Ｚｒ：０．００２〜
   ０．２％を含有することを特徴とするカラー受像管用展
   張型マスク用極低炭素鋼板。
2. 【請求項２】 引張強度が５８８ＭＰａ以上である請求
   項１に記載のカラー受像管用展張型マスク用極低炭素鋼
   板。
3. 【請求項３】 磁束密度と保磁力の比（Ｂｒ／Ｈｃ）が
   ０．００３以上である請求項１または２に記載のカラー
   受像管用展張型マスク用極低炭素鋼板。
4. 【請求項４】 クリープ伸びが０．２％以下である請求
   項１〜３のいずれかに記載のカラー受像管用展張型マス
   ク用極低炭素鋼板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の極低炭
   素鋼板を用いたカラー受像管用展張型マスク用素材。