JP2002035804A - 高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製造方法 - Google Patents

高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製造方法

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JP2002035804A
JP2002035804A JP2000231101A JP2000231101A JP2002035804A JP 2002035804 A JP2002035804 A JP 2002035804A JP 2000231101 A JP2000231101 A JP 2000231101A JP 2000231101 A JP2000231101 A JP 2000231101A JP 2002035804 A JP2002035804 A JP 2002035804A
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rolling
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aperture grill
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Junichi Nishida
純一 西田
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄板の結晶粒微細化による高強度化と、異方
性の緩和によるエッチング特性の改善を達成する手段を
提案することで、フラット画面にも適した高品位シャド
ウマスク用薄板、そしてアパーチャグリル用薄板を提供
する。 【解決手段】 冷間圧延工程にて最終板厚に調整される
シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製
造方法であって、その冷間圧延工程の中には、お互いの
圧延方向が30°以上の関係となる個々の冷間圧延の組
合わせを導入し、その後に焼鈍を行なう、平均結晶粒径
が10μm以下の薄板の製造方法である。本発明におい
ては、その達成される薄板の成分組成を、質量%でN
i:32〜40%を含み、残部Feを主体とすることが
でき、そして、そのNiの一部を10%以下のCoに置
換した薄板とすることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウン管に利用
されるシャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄
板の製造方法に関するものであり、強度、エッチング性
に方向性がなく、高強度が得られるシャドウマスク用あ
るいはアパーチャグリル用薄板の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、シャドウマスクの分野では、その
電子ビームの照射により加熱されて熱膨張を生じ、色純
度を劣化させてしまうという問題があったため、熱膨張
係数の小さなFe−36%Niに代表されるアンバー系
合金がそのシャドウマスク材料として実用化されてい
る。
【0003】また、ブラウン管においては、その近年の
フラット画面化への急速な進展に伴い、従来のプレス成
形によってその形状を保持するプレス成形型シャドウマ
スクに加えて、張力を付与した状態でマスクフレーム枠
体に支持・形状が保持されるテンション型シャドウマス
クが適用されつつある。そして、このテンション方式を
採用する色選別装置としては、その電子ビーム透過のた
めのスリットを多数設けてなるアパーチャグリルも同様
である。
【0004】このテンション方式では、シャドウマスク
あるいはアパーチャグリルを枠体に架張溶接するため、
組み立てが完了した製品としてはシャドウマスク、そし
てアパーチャグリル自体の形状保持のための強度が取り
立てて必要ないことから、コストを下げる目的で更なる
薄板化が進められている。この場合、その薄板状態とし
ての取り扱いに係わり、各工程での折れや変形に対処で
きるだけのハンドリング性(強度)が求められる。シャ
ドウマスク材の高強度化に関しては、周期律表の4A
族、5A族元素を添加した合金等が紹介されている。例
えば特開平10−60528、4−120251号はN
bを少量添加することにより高強度化を図るものであ
る。
【0005】また、シャドウマスクやアパーチャグリル
はその電子ビーム透過孔(スリット)を、その薄板状態
でのエッチング工程にて穿孔・形成するが、Fe−36
%Niに代表されるアンバー系合金はエッチング速度が
遅く、エッチング穿孔性に優れるものとは言えない。中
でもエッチング後に、その材料の内質の不均一性によ
り、表面に現れる“すじむら”が問題視されている。こ
の問題については、従来、集合組織の調整(特開平1−
247558)、焼鈍及び圧延の繰り返しによるNi偏
析の解消(特開平2−50919)、ソーキングによる
成分偏析の抑制(特開平2−11703)、冷延中間焼
鈍温度調整による結晶粒の整粒化(特開平8−2601
3)等が“すじむら”の発生を抑制する方法として提案
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したNb等の添加
による高強度化の手法は、強度向上の点では有利であ
る。しかし、製造上、その凝固時にNbを含む粗大な炭
窒化物が晶出し易く、これはエッチング面に突出したり
する問題となることから、その実用においては正確かつ
厳しい成分調整を要する。
【0007】そこで、本発明の目的は、シャドウマスク
用あるいはアパーチャグリル用薄板の高強度化を達成す
ると同時に、そのエッチング後のスジムラ発生も抑制で
きる高品質のシャドウマスク用薄板、加えてアパーチャ
グリル用薄板を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決するために、常温での耐力を向上させ、なおかつ
エッチング性の向上、そして低熱膨張特性をも阻害しな
い方法について種々検討した。その結果、結晶粒を微細
かつ均一にすることが有効であり、その達成できる製造
方法を見いだした。
【0009】すなわち、本発明は、複数の圧延を経て最
終板厚に調整されるシャドウマスク用あるいはアパーチ
ャグリル用薄板の製造方法であって、該複数の圧延のう
ちには、お互いの圧延方向が30°以上の関係となる個
々の圧延を導入することを特徴とする高強度シャドウマ
スク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製造方法であ
る。さらには、終了した圧延のその圧延方向に対し、3
0°以上の圧延方向の関係となる圧延によって最終板厚
に調整されることを特徴とする高強度シャドウマスク用
あるいはアパーチャグリル用薄板の製造方法である。
【0010】具体的には、上記お互いの圧延方向が30
°以上の関係となる個々の圧延が冷間圧延であることを
特徴とする高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャ
グリル用薄板の製造方法であり、さらには、その後に焼
鈍を行なうことを特徴とする高強度シャドウマスク用あ
るいはアパーチャグリル用薄板の製造方法、そして、平
均結晶粒径が10μm以下の薄板であることを特徴とす
る高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用
薄板の製造方法である。
【0011】上記本発明においては、その達成される薄
板の成分組成を、質量%で、Ni:32〜40%を含
み、残部Feを主体とすることができ、そして、そのN
iの一部を10%以下のCoに置換した薄板とすること
が可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴は、シャドウ
マスク用薄板、そしてアパーチャグリル用薄板としての
最終板厚とすべく施す一連の圧延工程の中に、お互いの
圧延方向が30°以上の関係となる個々の圧延の組合わ
せを導入するところにある。具体的には、そのお互いの
圧延方向の関係が30°以上となる圧延(クロス圧延)
を、冷間圧延工程に導入するものである。
【0013】通常、シャドウマスク用薄板やアパーチャ
グリル用薄板は、熱間圧延等の熱間加工、あるいは連続
鋳造等を経て製造された板材に冷間圧延と焼鈍を適宜繰
り返すことで、その製造がなされる。その複数施される
圧延、具体的には冷間圧延において、素材中には多種の
すべり系が活動し、さらには、その冷間圧延後の焼鈍
で、再結晶粒の核となる不均一変形組織が多数かつ均一
に導入され、均一な微細再結晶組織が得られる。
【0014】そこで、本発明者は、上記得られた知見に
則し、素材中に多種すべり系を活動させるための手段、
すなわち均一な微細再結晶組織を得るに有効な手段を検
討した。その結果、このように多種すべり系を活動させ
るためには、その圧延工程に在る個々の圧延の方向関係
を調整することが有効であることを見いだした。
【0015】具体的には、複数の圧延を経て最終板厚に
調整されるシャドウマスク用あるいはアパーチャグリル
用薄板の製造方法において、その複数の圧延のうちに
は、お互いの圧延方向が30°以上の関係となる個々の
組合わせ圧延(クロス圧延)を導入するものである。こ
の場合、圧延方向を30°以上変えてやることが必要か
つ重要なのであって、この関係角度未満では、本発明の
求める結晶粒微細化の効果は十分に得られ難い。
【0016】なお、本発明の特徴とする、お互いの圧延
方向が30°以上の関係となる個々の組合わせ圧延は、
その圧延の対象となる板材について、一回の巻出し/巻
取り工程間に行なってもよく、あるいは、別々の巻出し
/巻取り工程にて行なってもよい。また、連続で行なっ
てもよければ、間に本発明の組合わせ圧延に関与しない
別の圧延を導入してもよい。
【0017】ここで、本発明の一例について述べてお
く。まず鋼塊への鍛造および熱間圧延工程あるいは連続
鋳造にて製造した板材を用意する。この板材に対し、冷
間圧延と焼鈍を適宜繰り返して最終製品板厚となるシャ
ドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板を製造す
るにあたり、まずその板材の長手方向に冷間圧延を施
す。続いてその施した圧延方向でもある長手方向に対し
て、圧延面内で30°以上傾けた方向を圧延方向とした
冷間圧延を行なう。そして焼鈍を行なうものである。
【0018】なお、上記一例においては、そのクロス圧
延にて最終板厚、すなわちそのクロス圧延を最終圧延と
することが、均一微細な再結晶組織を保つ上で好ましい
が、このクロス圧延にて最終板厚とする必要もない。ク
ロス圧延にて最終板厚に近い板厚とした後に最終圧延を
行なってもよく、薄板を得るまでの一連の圧延工程に在
る個々の圧延のうち、本発明の関係を満たすクロス圧延
を入れることで、その後の焼鈍と合わせ、本発明の効果
が達成されるものである。
【0019】このような長手方向への圧延に対し、続く
幅方向へ傾けた圧延を行なうといった、30°以上の角
度関係を持つ個々の圧延を組合わせることにより、均一
微細な再結晶組織が得られ、結晶粒の微細化、具体的に
は平均結晶粒径にて10μm以下までの微細化により高
強度が達成できる。また、その薄板の組織および結晶集
合度の異方性も緩和され、エッチングムラ(すじむら)
の改善にも効果がある。そして、低熱膨張特性をも阻害
しない方法である。
【0020】本発明の製造方法にて達成されるシャドウ
マスク用、そしてアパーチャグリル用薄板は、次の材質
とすることが可能である。例えば低熱膨張特性を得るた
めのインバー効果を有する材料として、Fe−Ni系合
金が挙げられる。具体的にはそのインバー効果を有効に
利用する上で32〜40(質量%)のNiを含み、残部
Feを主体とする薄板とすることがよい。この場合、F
e−Ni系合金としてのインバー効果が失われない範囲
であれば、その他の元素種を含んでもよい。また本薄板
は、更なる低熱膨張特性の付与からCoを含有してもよ
く、例えば上記Niの一部を10%以下、好ましくは5
%以下のCoに置換してもよい。
【0021】なお、上記本発明の製造方法にて達成され
るシャドウマスク用、そしてアパーチャグリル用薄板で
あれば、その他求められる諸特性に応じた成分調整を行
なうことも可能である。例えば、優れたエッチング性の
確保の面より、実質Fe主体のアルミキルド鋼としても
よく、この場合も実用上必要なエッチング性が失われな
い範囲であれば、その他の元素種を含んでもよい。ま
た、上記のFe−Ni系合金合わせ、その更なる高強度
化の手段として、0.005〜0.1%のNb、0.0
02〜0.02%以下のN、および0.02%以下のC
としてもよい。
【0022】
【実施例】真空誘導溶解炉にて調整し、表1に記載の成
分を有する鋼塊を作製した。その後1100℃に加熱し
て鍛造、続いて熱間圧延を施して2.5mmの板材とし
た。この板材を表1に示す各冷間圧延、焼鈍条件で薄板
に仕上げた。これらを供試材として、その平均結晶粒径
と0.2%耐力、そして熱膨張係数を測定した。なお、
0.2%耐力は20℃において、熱膨張係数は20〜1
00℃の範囲で測定した。
【0023】
【表1】
【0024】No.1は比較例であり、通常の長手方向
の圧延のみ行なったものである。No.2〜4は本発明
例であるが、長手方向への圧延に引き続き、その圧延面
にて30°以上の角度関係のクロス圧延を組合わせ行な
うことにより、平均結晶粒径10μm以下の微細な結晶
粒が得られ、0.2%耐力もNo.1に比べ10%程度
向上した。
【0025】No.5も長手方向への圧延に対して角度
をずらせた圧延を行なっているが、その圧延方向の変化
角度が20°と小さいため、本発明のクロス圧延の効果
が現れなかった。なお、No.6〜9はNiの一部を5
%以下のCoに置換したものであり、さらなる低熱膨張
特性が得られている。
【0026】そして、これら本発明の製造方法による薄
板は、その異方性も緩和されていることから、それに起
因するエッチングムラの抑制にも優れたものである。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、シャドウマスク用薄板
として、その高強度化によりハンドリングが容易になる
ため、例えば0.1mm以下といった更なる薄板化も可
能である。そして、薄板としての異方性も緩和されてい
るため、均一なエッチング性が得られる。よって、フラ
ット画面対応のシャドウマスク用薄板として好適であ
り、また、アパーチャグリル用薄板としても提供でき
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 9/14 H01J 9/14 G 29/07 29/07 Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の圧延を経て最終板厚に調整される
    シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製
    造方法であって、該複数の圧延のうちには、お互いの圧
    延方向が30°以上の関係となる個々の圧延を導入する
    ことを特徴とする高強度シャドウマスク用あるいはアパ
    ーチャグリル用薄板の製造方法。
  2. 【請求項2】 終了した圧延のその圧延方向に対し、3
    0°以上の圧延方向の関係となる圧延によって最終板厚
    に調整されることを特徴とする請求項1に記載の高強度
    シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用薄板の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 上記お互いの圧延方向が30°以上の関
    係となる個々の圧延が冷間圧延であることを特徴とする
    請求項1または2に記載の高強度シャドウマスク用ある
    いはアパーチャグリル用薄板の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記お互いの圧延方向が30°以上の関
    係となる個々の冷間圧延の後に焼鈍を行なうことを特徴
    とする請求項3に記載の高強度シャドウマスク用あるい
    はアパーチャグリル用薄板の製造方法。
  5. 【請求項5】 平均結晶粒径が10μm以下の薄板であ
    ることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載
    の高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル用
    薄板の製造方法。
  6. 【請求項6】 質量%で、Ni:32〜40%を含み、
    残部Feを主体とする薄板であることを特徴とする請求
    項1ないし5のいずれかに記載の高強度シャドウマスク
    用あるいはアパーチャグリル用薄板の製造方法。
  7. 【請求項7】 質量%で、Niの一部を10%以下のC
    oに置換した薄板であることを特徴とする請求項6に記
    載の高強度シャドウマスク用あるいはアパーチャグリル
    用薄板の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210157232A1 (en) * 2017-11-14 2021-05-27 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Metal plate for producing vapor deposition masks, production method for metal plates, vapor deposition mask, production method for vapor deposition mask, and vapor deposition mask device comprising vapor deposition mask

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210157232A1 (en) * 2017-11-14 2021-05-27 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Metal plate for producing vapor deposition masks, production method for metal plates, vapor deposition mask, production method for vapor deposition mask, and vapor deposition mask device comprising vapor deposition mask

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