JP2002038239A - 磁気歪制御型合金板及びこれを用いたカラーブラウン管用部品並びに磁気歪制御型合金板の製造方法 - Google Patents
磁気歪制御型合金板及びこれを用いたカラーブラウン管用部品並びに磁気歪制御型合金板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張係数が低く、優れた磁気特性を有する
と共に、黒化処理後においても高いヤング率を有する高
精細シャドウマスク用として好適な磁気歪制御型合金板
及びその製造方法並びにシャドウマスク等のカラーブラ
ウン管用部品を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃
至３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．
１乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなり、軟化焼鈍後の磁気歪λが（−１５×１
０-6）乃至（２５×１０-6）である磁気歪制御型合金板
とする。
と共に、黒化処理後においても高いヤング率を有する高
精細シャドウマスク用として好適な磁気歪制御型合金板
及びその製造方法並びにシャドウマスク等のカラーブラ
ウン管用部品を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃
至３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．
１乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純
物からなり、軟化焼鈍後の磁気歪λが（−１５×１
０-6）乃至（２５×１０-6）である磁気歪制御型合金板
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低熱膨張である磁
気歪制御型合金板及びその製造方法に関し、特に、ＣＲ
Ｔ（cathode-ray tube）に使用されるシャドウマスクと
して好適な磁気歪制御型合金板及びその製造方法に関す
る。
気歪制御型合金板及びその製造方法に関し、特に、ＣＲ
Ｔ（cathode-ray tube）に使用されるシャドウマスクと
して好適な磁気歪制御型合金板及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＰＣ（Personal Computer）用
ディスプレイ等に使用されるシャドウマスクを製造する
ためには、まず、電子ビームを通過させる多数の円錐孔
を形成するために、合金板にフォトエッチング加工によ
り穿孔してフラットマスクとする。次いで、フラットマ
スクに軟化焼鈍を施し、その後、軟化焼鈍を施したフラ
ットマスクを、ブラウン管の形状に合うような形状にプ
レス成形してから、その表面上に黒化処理を施す。具体
的には、軟化焼鈍工程では、７５０乃至１０００℃程度
の温度で軟化を目的とする軟化焼鈍を施し、その後プレ
ス成形される。通常のシャドウマスクでは、このプレス
成形により数％程度の歪が付加された状態である。そし
て、プレス成形後に、酸化雰囲気中で、５００乃至７０
０℃程度の温度で黒化処理が施される。このように、シ
ャドウマスクは、合金板に、エッチング−軟化焼鈍−プ
レス成形−黒化処理を施すという一連の工程を経て形成
され、ＣＲＴに実装される。
ディスプレイ等に使用されるシャドウマスクを製造する
ためには、まず、電子ビームを通過させる多数の円錐孔
を形成するために、合金板にフォトエッチング加工によ
り穿孔してフラットマスクとする。次いで、フラットマ
スクに軟化焼鈍を施し、その後、軟化焼鈍を施したフラ
ットマスクを、ブラウン管の形状に合うような形状にプ
レス成形してから、その表面上に黒化処理を施す。具体
的には、軟化焼鈍工程では、７５０乃至１０００℃程度
の温度で軟化を目的とする軟化焼鈍を施し、その後プレ
ス成形される。通常のシャドウマスクでは、このプレス
成形により数％程度の歪が付加された状態である。そし
て、プレス成形後に、酸化雰囲気中で、５００乃至７０
０℃程度の温度で黒化処理が施される。このように、シ
ャドウマスクは、合金板に、エッチング−軟化焼鈍−プ
レス成形−黒化処理を施すという一連の工程を経て形成
され、ＣＲＴに実装される。
【０００３】シャドウマスクの材料として用いられる合
金板としては、かつて、低炭素リムド鋼や低炭素アルミ
キルド鋼等の軟鋼板が用いられていたが、これらの材料
は熱膨張率が大きいため、ドーミング量が大であった。
すなわち、ドーミング特性が劣っていた。ドーミングと
は、シャドウマスクの開孔部を通過しない電子ビームの
照射により、シャドウマスクが加熱され熱膨張が生じ、
シャドウマスクの開孔部を通過した電子ビームが決めら
れた蛍光面に当たらなくなる現象のことをいう。このド
ーミング現象を防止するために、従来から熱膨張率の低
いＦｅ−Ｎｉ系インバー合金（Ｎｉ；３６％、Ｆｅ；残
部）が使用されている。
金板としては、かつて、低炭素リムド鋼や低炭素アルミ
キルド鋼等の軟鋼板が用いられていたが、これらの材料
は熱膨張率が大きいため、ドーミング量が大であった。
すなわち、ドーミング特性が劣っていた。ドーミングと
は、シャドウマスクの開孔部を通過しない電子ビームの
照射により、シャドウマスクが加熱され熱膨張が生じ、
シャドウマスクの開孔部を通過した電子ビームが決めら
れた蛍光面に当たらなくなる現象のことをいう。このド
ーミング現象を防止するために、従来から熱膨張率の低
いＦｅ−Ｎｉ系インバー合金（Ｎｉ；３６％、Ｆｅ；残
部）が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近時、ディスプレイの
高精細化と共にディスプレイ面の平面化が進み、平面強
度の向上が一段と求められるようになってきた。ＣＲＴ
に実装されたシャドウマスクの平面強度は薄板の平面座
屈強度式にて表される。この平面座屈強度は板厚の２乗
及びヤング率（Ｅ）の値に比例する。したがって、一般
的に同じ板厚の場合、平面強度は、高いヤング率の材料
を使用することにより向上させることができる。
高精細化と共にディスプレイ面の平面化が進み、平面強
度の向上が一段と求められるようになってきた。ＣＲＴ
に実装されたシャドウマスクの平面強度は薄板の平面座
屈強度式にて表される。この平面座屈強度は板厚の２乗
及びヤング率（Ｅ）の値に比例する。したがって、一般
的に同じ板厚の場合、平面強度は、高いヤング率の材料
を使用することにより向上させることができる。
【０００５】すなわち、シャドウマスク用材料には、従
来通り、熱膨張率が低いことが求められると共に、平面
強度の一段の向上のために高いヤング率が求められてい
る。しかしながら、現行のインバー材を使ったシャドウ
マスクでは、ヤング率の高さがまだ不十分で、平面強度
の点で問題があった。したがって、熱膨張特性はインバ
ー材程度の低さを維持しつつ、最終の黒化処理後の状態
において高ヤング率であるシャドウマスク用材料が求め
られている。
来通り、熱膨張率が低いことが求められると共に、平面
強度の一段の向上のために高いヤング率が求められてい
る。しかしながら、現行のインバー材を使ったシャドウ
マスクでは、ヤング率の高さがまだ不十分で、平面強度
の点で問題があった。したがって、熱膨張特性はインバ
ー材程度の低さを維持しつつ、最終の黒化処理後の状態
において高ヤング率であるシャドウマスク用材料が求め
られている。
【０００６】一方、一般のFe−Ni系合金をシャドウマス
クに使用する場合には、カラーブラウン管の外部の環境
に存在する迷走の磁場により電子ビームが偏倚し、所定
の画素に当たらなくなることによる“色ずれ”が発生
し、画面品質上問題となる懸念があった。さらに、カラ
ーディスプレイではグラフィック表示等の高密度化が進
み、それに伴い、電子ビーム密度が増加し、平均電流が
増大する傾向にある。そのため、電子ビームがシャドウ
マスクの孔を通過する際に生じる電流によって、シャド
ウマスク自体が磁化されて起こる“色ずれ”も画面品質
上問題となっている。したがって、シャドウマスク用材
料としては、地磁気や電子線による磁化の影響を防止す
るために、高い透磁率及び低い保磁力という良好な磁気
特性も要求されている。
クに使用する場合には、カラーブラウン管の外部の環境
に存在する迷走の磁場により電子ビームが偏倚し、所定
の画素に当たらなくなることによる“色ずれ”が発生
し、画面品質上問題となる懸念があった。さらに、カラ
ーディスプレイではグラフィック表示等の高密度化が進
み、それに伴い、電子ビーム密度が増加し、平均電流が
増大する傾向にある。そのため、電子ビームがシャドウ
マスクの孔を通過する際に生じる電流によって、シャド
ウマスク自体が磁化されて起こる“色ずれ”も画面品質
上問題となっている。したがって、シャドウマスク用材
料としては、地磁気や電子線による磁化の影響を防止す
るために、高い透磁率及び低い保磁力という良好な磁気
特性も要求されている。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱膨張係数が低く、優れた磁気特性を有す
ると共に、黒化処理後においても高いヤング率を有する
シャドウマスク用として好適な磁気歪制御型合金板及び
その製造方法並びにシャドウマスク等のカラーブラウン
管用部品を提供することを課題とする。
のであって、熱膨張係数が低く、優れた磁気特性を有す
ると共に、黒化処理後においても高いヤング率を有する
シャドウマスク用として好適な磁気歪制御型合金板及び
その製造方法並びにシャドウマスク等のカラーブラウン
管用部品を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気歪制御
型合金板は、Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃至
３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．１
乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなり、軟化焼鈍後の磁気歪λが（−１５×１０-6）
乃至（２５×１０-6）であることを特徴とする。
型合金板は、Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃至
３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．１
乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなり、軟化焼鈍後の磁気歪λが（−１５×１０-6）
乃至（２５×１０-6）であることを特徴とする。
【０００９】本発明においては、上記組成に加えて、更
に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０質量％、及び／又は
Ｍｎ：０．００１乃至１．０質量％を含有することが望
ましい。また、本発明に係る磁気歪制御型合金板の結晶
粒度番号は、８乃至１２であることが好ましい。また、
さらに、圧延面における（１００）面の結晶集合度が４
０乃至９０％であることが好ましい。
に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０質量％、及び／又は
Ｍｎ：０．００１乃至１．０質量％を含有することが望
ましい。また、本発明に係る磁気歪制御型合金板の結晶
粒度番号は、８乃至１２であることが好ましい。また、
さらに、圧延面における（１００）面の結晶集合度が４
０乃至９０％であることが好ましい。
【００１０】また、本発明に係るシャドウマスク等のカ
ラーブラウン管用部品は、上記磁気歪制御型合金板を材
料として用いたことを特徴とする。なお、カラーブラウ
ン管用部品としては、シャドウマスクの他に、インナー
シールド等が挙げられる。
ラーブラウン管用部品は、上記磁気歪制御型合金板を材
料として用いたことを特徴とする。なお、カラーブラウ
ン管用部品としては、シャドウマスクの他に、インナー
シールド等が挙げられる。
【００１１】本発明に係る磁気歪制御型合金板の製造方
法は、Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃至３６質
量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．１乃至２
質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
るＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を最終焼鈍した後、圧延率が
１０乃至４０％の調質圧延をする工程を有することを特
徴とする。
法は、Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０乃至３６質
量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：０．１乃至２
質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
るＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を最終焼鈍した後、圧延率が
１０乃至４０％の調質圧延をする工程を有することを特
徴とする。
【００１２】本発明においては、上記組成に加えて、更
に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０質量％、及び／又は
Ｍｎ：０．００１乃至１．０質量％を含有することが望
ましい。また、最終焼鈍温度を８００乃至１１００℃と
し、この最終焼鈍前の冷間圧延の圧延率を５０％以上と
することができる。
に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０質量％、及び／又は
Ｍｎ：０．００１乃至１．０質量％を含有することが望
ましい。また、最終焼鈍温度を８００乃至１１００℃と
し、この最終焼鈍前の冷間圧延の圧延率を５０％以上と
することができる。
【００１３】なお、本発明においては、透磁率とは、最
大比透磁率のことをいう。したがって、「透磁率」及び
「磁気歪」はいずれも無名数である。また、本発明にお
ける「軟化焼鈍」とは、合金板からシャドウマスクを製
作する過程において、「エッチングとプレス成形の工程
の間に施される軟化焼鈍」を意味する。
大比透磁率のことをいう。したがって、「透磁率」及び
「磁気歪」はいずれも無名数である。また、本発明にお
ける「軟化焼鈍」とは、合金板からシャドウマスクを製
作する過程において、「エッチングとプレス成形の工程
の間に施される軟化焼鈍」を意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本願発明者等は上述の課題を解決すべく鋭意実験
研究した結果、熱膨張率係数をインバー材と同等程度に
制御しつつ優れた磁気特性及び高いヤング率を有するシ
ャドウマスク用材料とするためには、磁気歪λの値を制
御することが有効であることを見出した。すなわち、現
行の標準的なインバー材のシャドウマスクに使用される
３６Ｎｉ−Ｆｅ合金の磁気歪λは製造履歴に影響される
ものの、（＋２６×１０-6）乃至（＋３５×１０-6）程
度である。これに対し、本願発明者等は、Ｎｉ〜Ｆｅ系
合金に、Ｃｏ及びＣｒを所定量添加し、また、最終焼鈍
後の調質圧延率を制御することにより、現行の３６Ｎｉ
−Ｆｅ合金の磁気歪λの値よりも磁気歪λを低い値に制
御して、軟化焼鈍後の磁気歪λの範囲を（−１５×１０
-6）乃至（＋２５×１０-6）とした。このようにするこ
とにより、熱膨張特性をインバー材と同程度にしながら
透磁率と共にヤング率を向上させることができることを
見出した。
する。本願発明者等は上述の課題を解決すべく鋭意実験
研究した結果、熱膨張率係数をインバー材と同等程度に
制御しつつ優れた磁気特性及び高いヤング率を有するシ
ャドウマスク用材料とするためには、磁気歪λの値を制
御することが有効であることを見出した。すなわち、現
行の標準的なインバー材のシャドウマスクに使用される
３６Ｎｉ−Ｆｅ合金の磁気歪λは製造履歴に影響される
ものの、（＋２６×１０-6）乃至（＋３５×１０-6）程
度である。これに対し、本願発明者等は、Ｎｉ〜Ｆｅ系
合金に、Ｃｏ及びＣｒを所定量添加し、また、最終焼鈍
後の調質圧延率を制御することにより、現行の３６Ｎｉ
−Ｆｅ合金の磁気歪λの値よりも磁気歪λを低い値に制
御して、軟化焼鈍後の磁気歪λの範囲を（−１５×１０
-6）乃至（＋２５×１０-6）とした。このようにするこ
とにより、熱膨張特性をインバー材と同程度にしながら
透磁率と共にヤング率を向上させることができることを
見出した。
【００１５】シャドウマスクは、上述の如く７５０乃至
１０００℃の軟化目的の軟化焼鈍後、プレス成形され、
その後５００乃至７００℃の酸化雰囲気中で黒化処理を
施されるのが一般的である。その際、通常のインバー材
ではプレス成形により数％の歪が付加された状態になる
ことで磁気特性が劣化し、その後の黒化処理においても
十分な回復はない。そのため、磁気特性が軟化焼鈍上が
りの特性と比較すると大きく劣っていた。しかし、磁気
歪特性を本発明範囲の値に制御することにより、プレス
成形による磁気特性の歪劣化が少なくなるため、プレス
成形後の磁気特性劣化も低減され、黒化処理後の磁気特
性を改善することができる。
１０００℃の軟化目的の軟化焼鈍後、プレス成形され、
その後５００乃至７００℃の酸化雰囲気中で黒化処理を
施されるのが一般的である。その際、通常のインバー材
ではプレス成形により数％の歪が付加された状態になる
ことで磁気特性が劣化し、その後の黒化処理においても
十分な回復はない。そのため、磁気特性が軟化焼鈍上が
りの特性と比較すると大きく劣っていた。しかし、磁気
歪特性を本発明範囲の値に制御することにより、プレス
成形による磁気特性の歪劣化が少なくなるため、プレス
成形後の磁気特性劣化も低減され、黒化処理後の磁気特
性を改善することができる。
【００１６】以下、本発明の磁気歪制御型合金板の含有
元素及び磁気歪λの数値限定理由について説明する。
元素及び磁気歪λの数値限定理由について説明する。
【００１７】炭素Ｃは、０．０１質量％以下とすること
により、良好なエッチング性を得ることができる。も
し、Ｃの含有量が０．０１質量％を超えると、磁気歪制
御型合金板のエッチング性が阻害される。したがって、
Ｃは０．０１質量％以下とする。
により、良好なエッチング性を得ることができる。も
し、Ｃの含有量が０．０１質量％を超えると、磁気歪制
御型合金板のエッチング性が阻害される。したがって、
Ｃは０．０１質量％以下とする。
【００１８】また、ニッケルＮｉは、その含有量が３０
乃至３６質量％の範囲から外れると、熱膨張係数が大き
くなりすぎる。なお、この範囲内では、Ｎｉ濃度が上が
ると磁気歪λの値がプラスになるので、Ｎｉ含有量は低
い方が好ましい。
乃至３６質量％の範囲から外れると、熱膨張係数が大き
くなりすぎる。なお、この範囲内では、Ｎｉ濃度が上が
ると磁気歪λの値がプラスになるので、Ｎｉ含有量は低
い方が好ましい。
【００１９】コバルトＣｏは磁気歪λの値をマイナス
（負）にする効果を有することから添加するものであ
る。その効果は、Ｃｏの含有量が１．０質量％未満であ
ると小さい。しかし、Ｃｏの含有量が５．０質量％を超
えると熱膨張係数が大きくなりすぎる。したがって、Ｃ
ｏの含有量は１．０乃至５．０質量％とする。なお、Ｎ
ｉ＋Ｃｏの含有量を３４乃至３９質量％とすると、３６
Ｎｉ−Ｆｅ合金よりも熱膨張係数を小さくすることがで
きる。
（負）にする効果を有することから添加するものであ
る。その効果は、Ｃｏの含有量が１．０質量％未満であ
ると小さい。しかし、Ｃｏの含有量が５．０質量％を超
えると熱膨張係数が大きくなりすぎる。したがって、Ｃ
ｏの含有量は１．０乃至５．０質量％とする。なお、Ｎ
ｉ＋Ｃｏの含有量を３４乃至３９質量％とすると、３６
Ｎｉ−Ｆｅ合金よりも熱膨張係数を小さくすることがで
きる。
【００２０】クロムＣｒも、磁気歪λの値をマイナス
（負）にする効果を有することから添加するものであ
る。その効果は、Ｃｒの含有量が０．１質量％であると
小さい。しかし、Ｃｒの含有量が２．０質量％を超える
と熱膨張係数が大きくなりすぎる。したがって、Ｃｒの
含有量は０．１乃至２．０質量％とする。
（負）にする効果を有することから添加するものであ
る。その効果は、Ｃｒの含有量が０．１質量％であると
小さい。しかし、Ｃｒの含有量が２．０質量％を超える
と熱膨張係数が大きくなりすぎる。したがって、Ｃｒの
含有量は０．１乃至２．０質量％とする。
【００２１】珪素Ｓｉ及びマンガンＭｎは脱酸剤として
原料中に添加されることが望ましい。このように、脱酸
剤としてＳｉ及びＭｎを添加する場合は、エッチング性
を阻害しないようにするため、Ｓｉは０．１０質量％以
下、Ｍｎは１．０質量％以下とすることが必要である。
しかし、Ｓｉの含有量が０．００１質量％より小さい場
合や、Ｍｎの含有量が０．００１質量％より小さい場合
は、脱酸素の効果が充分に得られない。したがって、Ｓ
ｉは０．００１乃至０．１０質量％、Ｍｎは０．００１
乃至１．０質量％の少なくとも何れか一方を含有するこ
とが望ましい。
原料中に添加されることが望ましい。このように、脱酸
剤としてＳｉ及びＭｎを添加する場合は、エッチング性
を阻害しないようにするため、Ｓｉは０．１０質量％以
下、Ｍｎは１．０質量％以下とすることが必要である。
しかし、Ｓｉの含有量が０．００１質量％より小さい場
合や、Ｍｎの含有量が０．００１質量％より小さい場合
は、脱酸素の効果が充分に得られない。したがって、Ｓ
ｉは０．００１乃至０．１０質量％、Ｍｎは０．００１
乃至１．０質量％の少なくとも何れか一方を含有するこ
とが望ましい。
【００２２】また、図１及び図２に基づき説明するよう
に、軟化焼鈍後の磁気歪λを（−１５×１０-6）乃至
（＋２５×１０-6）の範囲とすることにより、インバー
材よりも高いヤング率及び透磁率が得られる。図１は、
横軸に磁気歪λをとって、縦軸にヤング率をとって、磁
気歪制御型合金板の特性を示すグラフ図である。また、
図２は、横軸に磁気歪λをとって、縦軸に透磁率をとっ
て、磁気歪制御型合金板の特性を示すグラフ図である
に、軟化焼鈍後の磁気歪λを（−１５×１０-6）乃至
（＋２５×１０-6）の範囲とすることにより、インバー
材よりも高いヤング率及び透磁率が得られる。図１は、
横軸に磁気歪λをとって、縦軸にヤング率をとって、磁
気歪制御型合金板の特性を示すグラフ図である。また、
図２は、横軸に磁気歪λをとって、縦軸に透磁率をとっ
て、磁気歪制御型合金板の特性を示すグラフ図である
【００２３】なお、図１及び図２の磁気歪λは、合金板
をシャドウマスク状態にする製造工程において、エッチ
ング加工及び軟化焼鈍の工程後であって、プレス成形前
の状態を示すために、上記軟化焼鈍工程と同等の処理と
して、合金板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、そ
の後の状態のものについて測定した結果である。磁気歪
λの測定は、市販の歪ゲージを用いて、ブリッジ回路に
て電気量に変換することで測定を行った。具体的には、
０．１２ｍｍ厚さの合金板を軟化焼鈍後、歪ゲージを貼
れる大きさに試料を作成し、３２００Ａ／ｍ〜４０００
Ａ／ｍ程度の磁場の中で、「歪」の磁場依存性を測定
し、磁気歪を決定した。
をシャドウマスク状態にする製造工程において、エッチ
ング加工及び軟化焼鈍の工程後であって、プレス成形前
の状態を示すために、上記軟化焼鈍工程と同等の処理と
して、合金板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、そ
の後の状態のものについて測定した結果である。磁気歪
λの測定は、市販の歪ゲージを用いて、ブリッジ回路に
て電気量に変換することで測定を行った。具体的には、
０．１２ｍｍ厚さの合金板を軟化焼鈍後、歪ゲージを貼
れる大きさに試料を作成し、３２００Ａ／ｍ〜４０００
Ａ／ｍ程度の磁場の中で、「歪」の磁場依存性を測定
し、磁気歪を決定した。
【００２４】図１のヤング率も、磁気歪λと同様に、合
金板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、その後の状
態のものについて測定した結果である。なお、黒化処理
温度は一般に５００乃至７００と再結晶温度以下である
ことから、ＣＲＴに実装されるシャドウマスクのヤング
率は、プレス成形前の軟化焼鈍後のヤング率で決まる。
したがって、上記８００℃の焼鈍後のヤング率をもって
最終的なヤング率も判断することができるものである。
ヤング率は、共振法で求めた。すなわち、試験片に強制
振動を与え、共振周波数を測定して弾性係数を計算し
た。
金板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、その後の状
態のものについて測定した結果である。なお、黒化処理
温度は一般に５００乃至７００と再結晶温度以下である
ことから、ＣＲＴに実装されるシャドウマスクのヤング
率は、プレス成形前の軟化焼鈍後のヤング率で決まる。
したがって、上記８００℃の焼鈍後のヤング率をもって
最終的なヤング率も判断することができるものである。
ヤング率は、共振法で求めた。すなわち、試験片に強制
振動を与え、共振周波数を測定して弾性係数を計算し
た。
【００２５】図２の透磁率も、磁気歪λと同様に、合金
板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、その後の状態
のものについて測定した。また、シャドウマスク製造工
程におけるプレス成形と黒化処理と同等の処理として、
８００℃の軟化焼鈍後、更に歪み付加（２％）、黒化処
理（６００℃酸化）を行い、これら歪み付加後、黒化処
理後にも透磁率を測定した。透磁率μは、JIS C 2531に
従い直流磁気特性試験を行って求めた。
板に対して８００℃にて軟化焼鈍を行い、その後の状態
のものについて測定した。また、シャドウマスク製造工
程におけるプレス成形と黒化処理と同等の処理として、
８００℃の軟化焼鈍後、更に歪み付加（２％）、黒化処
理（６００℃酸化）を行い、これら歪み付加後、黒化処
理後にも透磁率を測定した。透磁率μは、JIS C 2531に
従い直流磁気特性試験を行って求めた。
【００２６】図１に示すように、磁気歪λが（−１５×
１０-6）乃至（＋２５×１０-6）の範囲であるとき、イ
ンバー合金（３６Ｎｉ−Ｆｅ）の１２８ＧＰａ（後述の
比較例１参照）より、高いヤング率が得られることがわ
かる。この範囲で、ヤング率は１４７〜１６５ＧＰａ程
度であり、インバー合金と比較して約１５〜２９％、強
度が上昇する。また、磁気歪λがゼロに近いほどヤング
率が高くなる。
１０-6）乃至（＋２５×１０-6）の範囲であるとき、イ
ンバー合金（３６Ｎｉ−Ｆｅ）の１２８ＧＰａ（後述の
比較例１参照）より、高いヤング率が得られることがわ
かる。この範囲で、ヤング率は１４７〜１６５ＧＰａ程
度であり、インバー合金と比較して約１５〜２９％、強
度が上昇する。また、磁気歪λがゼロに近いほどヤング
率が高くなる。
【００２７】また、図２に示すように、磁気歪λが（−
１５×１０-6）乃至（＋２５×１０ -6）の範囲におい
て、透磁率も高くなることがわかる。図２に示すよう
に、合金板の透磁率は、軟化焼鈍により一旦高い値を示
すが、プレス成形による歪で劣化し、黒化処理により、
一部が回復する。磁気歪λと透磁率との関係において
は、透磁率は軟化焼鈍後の磁気歪λがゼロに近いほど高
い値を示す。黒化処理後の透磁率は、インバー合金の透
磁率が３０００に対して、軟化焼鈍後の磁気歪λを（−
１５×１０-6）乃至（＋２５×１０-6）の範囲に制御す
ると、４０００以上となる。このように、磁気歪みλの
範囲を特定することにより極めて優れた磁気特性となる
ことがわかる。
１５×１０-6）乃至（＋２５×１０ -6）の範囲におい
て、透磁率も高くなることがわかる。図２に示すよう
に、合金板の透磁率は、軟化焼鈍により一旦高い値を示
すが、プレス成形による歪で劣化し、黒化処理により、
一部が回復する。磁気歪λと透磁率との関係において
は、透磁率は軟化焼鈍後の磁気歪λがゼロに近いほど高
い値を示す。黒化処理後の透磁率は、インバー合金の透
磁率が３０００に対して、軟化焼鈍後の磁気歪λを（−
１５×１０-6）乃至（＋２５×１０-6）の範囲に制御す
ると、４０００以上となる。このように、磁気歪みλの
範囲を特定することにより極めて優れた磁気特性となる
ことがわかる。
【００２８】次に、本発明の磁気歪制御型合金板の製造
方法について説明する。磁気歪制御型合金板は、熱間圧
延後に、冷間圧延（１回目）、焼鈍、冷間圧延（２回
目）、最終焼鈍、及び調質圧延を行う。この際、現行の
インバー材よりも磁気歪λを低減させる方法として、上
述した如く、合金成分としてＣｏ、Ｃｒを添加すること
が有効であるが、更に、薄板に加工する場合の調質圧延
加工率を４０％以下にすることが好ましい。このような
調質圧延の工程を加えることにより、シャドウマスク状
にエッチング加工した後の軟化焼鈍工程で再結晶粒度が
均一化される。すなわち、合金板に軟化焼鈍−プレス成
形−黒化処理が施されても、磁気歪λのパラツキが減少
し、その範囲が（−１５×１０-6）乃至（＋２５×１０
-6）となり、安定した物理特性が得られる。調質圧延率
が４０％を超えると、７５０乃至１０００℃の焼鈍で再
結晶した際の結晶粒度が小さくなり、且つ混粒傾向にな
ることから、磁気歪が更にマイナス傾向になりやすい。
すなわち、ヤング率及び透磁率の値が低くなる。一方、
調質圧延率が１０％未満では、７５０乃至１０００℃の
軟化焼鈍にて再結晶した結晶粒が混粒となりやすく、磁
気歪特性がパラツキやすくなる。調質圧延加工率は合金
板の軟化焼鈍による結晶粒度の均一性を得るためには、
１０乃至３０％とすることが好ましい。
方法について説明する。磁気歪制御型合金板は、熱間圧
延後に、冷間圧延（１回目）、焼鈍、冷間圧延（２回
目）、最終焼鈍、及び調質圧延を行う。この際、現行の
インバー材よりも磁気歪λを低減させる方法として、上
述した如く、合金成分としてＣｏ、Ｃｒを添加すること
が有効であるが、更に、薄板に加工する場合の調質圧延
加工率を４０％以下にすることが好ましい。このような
調質圧延の工程を加えることにより、シャドウマスク状
にエッチング加工した後の軟化焼鈍工程で再結晶粒度が
均一化される。すなわち、合金板に軟化焼鈍−プレス成
形−黒化処理が施されても、磁気歪λのパラツキが減少
し、その範囲が（−１５×１０-6）乃至（＋２５×１０
-6）となり、安定した物理特性が得られる。調質圧延率
が４０％を超えると、７５０乃至１０００℃の焼鈍で再
結晶した際の結晶粒度が小さくなり、且つ混粒傾向にな
ることから、磁気歪が更にマイナス傾向になりやすい。
すなわち、ヤング率及び透磁率の値が低くなる。一方、
調質圧延率が１０％未満では、７５０乃至１０００℃の
軟化焼鈍にて再結晶した結晶粒が混粒となりやすく、磁
気歪特性がパラツキやすくなる。調質圧延加工率は合金
板の軟化焼鈍による結晶粒度の均一性を得るためには、
１０乃至３０％とすることが好ましい。
【００２９】また、最終冷間圧延の圧延率を５０％以
上、好ましくは７０％以上に調整することにより、合金
板の（１００）面結晶集合度を４０乃至９０％とするこ
とができる。更に、最終冷間圧延後の最終焼鈍の熱処理
条件を８００℃乃至１１００℃に制御することにより、
合金板の結晶粒度番号を８乃至１２に制御することがで
きる。シャドウマスクは、エッチング加工されるので、
エッチング加工性を向上させるため、エッチング前の素
材の結晶粒度及び結晶集合度を揃えることも重要であ
る。結晶粒度及び結晶集合度の好ましい範囲は、夫々結
晶粒度番号で９乃至１２及び（１００）面の結晶集合度
が４０乃至９０％である。
上、好ましくは７０％以上に調整することにより、合金
板の（１００）面結晶集合度を４０乃至９０％とするこ
とができる。更に、最終冷間圧延後の最終焼鈍の熱処理
条件を８００℃乃至１１００℃に制御することにより、
合金板の結晶粒度番号を８乃至１２に制御することがで
きる。シャドウマスクは、エッチング加工されるので、
エッチング加工性を向上させるため、エッチング前の素
材の結晶粒度及び結晶集合度を揃えることも重要であ
る。結晶粒度及び結晶集合度の好ましい範囲は、夫々結
晶粒度番号で９乃至１２及び（１００）面の結晶集合度
が４０乃至９０％である。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の範
囲から外れる比較例と比較して、その効果について説明
する。
囲から外れる比較例と比較して、その効果について説明
する。
【００３１】真空溶解により、各々表１に示す成分であ
るＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を溶解して、１２００乃至１
３５０℃の温度範囲で鍛造した後、１０００乃至１２５
０℃にスラブ加熱し、厚さ３．５ｍｍに熱間圧延した。
その後、冷間圧延（１回目）、焼鈍、冷間圧延（２回
目）、最終焼鈍、調質圧延、歪取り焼鈍のエ程を経て厚
さ０．１２ｍｍの合金板を製造した。この製造工程にお
ける、各々の最終冷間圧延率（２回目の冷間圧延率）、
最終焼鈍温度、調質圧延率を表２に示した。
るＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を溶解して、１２００乃至１
３５０℃の温度範囲で鍛造した後、１０００乃至１２５
０℃にスラブ加熱し、厚さ３．５ｍｍに熱間圧延した。
その後、冷間圧延（１回目）、焼鈍、冷間圧延（２回
目）、最終焼鈍、調質圧延、歪取り焼鈍のエ程を経て厚
さ０．１２ｍｍの合金板を製造した。この製造工程にお
ける、各々の最終冷間圧延率（２回目の冷間圧延率）、
最終焼鈍温度、調質圧延率を表２に示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】表２に示すように、エッチング加工性に対
する最終冷間圧延率の影響、及びその後の最終焼鈍の温
度の影響を調べるため、実施例８ａでは最終冷間圧延率
を４０％とし、最終焼鈍温度を１０５０℃とした。その
他の実施例及び比較例については、いずれも最終冷間圧
延率を５０％以上である７０％とし、最終焼鈍温度を９
００℃とした。
する最終冷間圧延率の影響、及びその後の最終焼鈍の温
度の影響を調べるため、実施例８ａでは最終冷間圧延率
を４０％とし、最終焼鈍温度を１０５０℃とした。その
他の実施例及び比較例については、いずれも最終冷間圧
延率を５０％以上である７０％とし、最終焼鈍温度を９
００℃とした。
【００３５】また、最終冷間圧延後の調質圧延率が、合
金板の結晶粒度、（１００）面結晶集合度に与える影
響、ひいては磁気歪みに与える影響を調べるため、実施
例８ｂの調質圧延率を８％とし、実施例８ｃの調質圧延
率を６０％とした。その他の実施例及び比較例について
は、いずれも、調質圧延率を２０％又は２５％とした。
金板の結晶粒度、（１００）面結晶集合度に与える影
響、ひいては磁気歪みに与える影響を調べるため、実施
例８ｂの調質圧延率を８％とし、実施例８ｃの調質圧延
率を６０％とした。その他の実施例及び比較例について
は、いずれも、調質圧延率を２０％又は２５％とした。
【００３６】表２にはまた、得られた磁気歪制御型合金
板各々の、結晶粒度を粒度番号で示し、（１００）面結
晶集合度も示した。粒度番号の測定は、JIS G 055に従
い行った。また、（１００）面の集合度はＸ線回折テス
トにより以下の式（１）から求めた。 （１００）集合度（％）＝Ｉ（２００）／｛Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ （２２０）＋Ｉ（３１１）｝ …（１） 但し、Ｉ（ｈｋＩ）；結晶面（ｈｋＩ）のＸ線回折にお
けるピーク強度である。
板各々の、結晶粒度を粒度番号で示し、（１００）面結
晶集合度も示した。粒度番号の測定は、JIS G 055に従
い行った。また、（１００）面の集合度はＸ線回折テス
トにより以下の式（１）から求めた。 （１００）集合度（％）＝Ｉ（２００）／｛Ｉ（１１１）＋Ｉ（２００）＋Ｉ （２２０）＋Ｉ（３１１）｝ …（１） 但し、Ｉ（ｈｋＩ）；結晶面（ｈｋＩ）のＸ線回折にお
けるピーク強度である。
【００３７】また、得られた磁気歪制御型合金板各々
の、シャドウマスク材料としての性能を評価するため、
シャドウマスク製造工程と同等の処理として、各々の合
金板に対して軟化焼鈍（８００℃）、歪み付加（２
％）、黒化処理（６００℃酸化）を行い、各々の処理の
後で透磁率を測定した。また、熱膨張係数（α）、磁気
歪（λ）、ヤング率（Ｅ）は、上記軟化焼鈍（８００
℃）後に測定した。表３にこれらの結果を示す。なお、
保磁力（Ｈｃ）は透磁率の変化方向に対して逆方向に数
値の大きさが変化するので、磁気特性については、代表
として透磁率（μm）のみ測定して評価した。
の、シャドウマスク材料としての性能を評価するため、
シャドウマスク製造工程と同等の処理として、各々の合
金板に対して軟化焼鈍（８００℃）、歪み付加（２
％）、黒化処理（６００℃酸化）を行い、各々の処理の
後で透磁率を測定した。また、熱膨張係数（α）、磁気
歪（λ）、ヤング率（Ｅ）は、上記軟化焼鈍（８００
℃）後に測定した。表３にこれらの結果を示す。なお、
保磁力（Ｈｃ）は透磁率の変化方向に対して逆方向に数
値の大きさが変化するので、磁気特性については、代表
として透磁率（μm）のみ測定して評価した。
【００３８】
【表３】
【００３９】表３における磁気歪、ヤング率及び透磁率
の測定方法は、上述の実施形態で説明した方法と各々同
一である。熱膨張係数の測定については、EMAS-1005の
方法に準じ、０．１２ｍｍ厚さの合金板を軟化焼鈍後、
２０ｍｍ長さの測定用試料を切り出し、作動トランス式
の熱膨張計にて測定した。
の測定方法は、上述の実施形態で説明した方法と各々同
一である。熱膨張係数の測定については、EMAS-1005の
方法に準じ、０．１２ｍｍ厚さの合金板を軟化焼鈍後、
２０ｍｍ長さの測定用試料を切り出し、作動トランス式
の熱膨張計にて測定した。
【００４０】また、エッチング性の評価結果についても
表３に示した。エッチング性の評価は、エッチング速度
等ではなく、上記軟化焼鈍工程に先立って、エッチング
加工で多数の円錐孔を形成した際に、孔の内面に肌荒れ
が認められるか否かで判定した。
表３に示した。エッチング性の評価は、エッチング速度
等ではなく、上記軟化焼鈍工程に先立って、エッチング
加工で多数の円錐孔を形成した際に、孔の内面に肌荒れ
が認められるか否かで判定した。
【００４１】上記表１〜表３を参照しつつ、各々の実施
例、比較例についての評価結果を以下に記載する。
例、比較例についての評価結果を以下に記載する。
【００４２】比較例１のＮｉ−Ｆｅ合金は、標準の３６
Ｎｉ−Ｆｅインバー材である。比較例１の磁気歪の範囲
は本発明に規定される値の上限を超えるため、磁気特性
（透磁率）及びヤング率が低い。
Ｎｉ−Ｆｅインバー材である。比較例１の磁気歪の範囲
は本発明に規定される値の上限を超えるため、磁気特性
（透磁率）及びヤング率が低い。
【００４３】比較例２のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金は、ス
ーパーインバー材であり、熱膨張係数はインバー材より
低く、透磁率もインバー材（比較例１）の水準であり、
ヤング率はインバー材よりも高いが、平面強度を向上さ
せるためには、更に高いヤング率が必要である。
ーパーインバー材であり、熱膨張係数はインバー材より
低く、透磁率もインバー材（比較例１）の水準であり、
ヤング率はインバー材よりも高いが、平面強度を向上さ
せるためには、更に高いヤング率が必要である。
【００４４】比較例３はＣｒ含有量が本発明の範囲より
多いので、熱膨張係数が高すぎる。
多いので、熱膨張係数が高すぎる。
【００４５】実施例４乃至８、９のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金は、組成及び磁気歪の値が本発明範囲内であるた
め、良好な磁気特性を示すと共に、高いヤング率を示し
た。
合金は、組成及び磁気歪の値が本発明範囲内であるた
め、良好な磁気特性を示すと共に、高いヤング率を示し
た。
【００４６】実施例８ａは、組成及び調質圧延率が本発
明の範囲内であるため、磁気歪特性は維持され、ヤング
率及び透磁率は高いが、結晶粒度番号及び（１００）面
集合度が本発明の好ましい範囲を外れるため、エッチン
グ面（円錐孔の内面）に肌荒が生じ、いわゆるガサ孔と
なり、シャドウマスク加工後の寸法精度がやや悪くなっ
た。しかし、実用上、重大な支障の無い程度である。
明の範囲内であるため、磁気歪特性は維持され、ヤング
率及び透磁率は高いが、結晶粒度番号及び（１００）面
集合度が本発明の好ましい範囲を外れるため、エッチン
グ面（円錐孔の内面）に肌荒が生じ、いわゆるガサ孔と
なり、シャドウマスク加工後の寸法精度がやや悪くなっ
た。しかし、実用上、重大な支障の無い程度である。
【００４７】実施例８ｂは、本発明範囲の調質圧延率の
下限未満であったため、８００℃の軟化焼鈍において再
結晶した結晶粒が粗大粒と細粒との混粒となり、磁気歪
特性は、実施例８と比較して１０×１０-6程度低下し、
黒化処理後の磁気特性とヤング率もやや低下した。しか
し、これらの低下は、実用上の支障がない程度である。
下限未満であったため、８００℃の軟化焼鈍において再
結晶した結晶粒が粗大粒と細粒との混粒となり、磁気歪
特性は、実施例８と比較して１０×１０-6程度低下し、
黒化処理後の磁気特性とヤング率もやや低下した。しか
し、これらの低下は、実用上の支障がない程度である。
【００４８】実施例８ｃは、本発明範囲の調質圧延率の
上限を超えたため、８００℃の軟化焼鈍において再結晶
した際の結晶粒度が小さくなり、且つ混粒になりやすい
ため、磁気歪は更にマイナス傾向になりヤング率及び磁
気特性が本来の値（実施例８）より低い値となった。
上限を超えたため、８００℃の軟化焼鈍において再結晶
した際の結晶粒度が小さくなり、且つ混粒になりやすい
ため、磁気歪は更にマイナス傾向になりヤング率及び磁
気特性が本来の値（実施例８）より低い値となった。
【００４９】このように、本発明の実施例に係る磁気歪
制御型合金板は、従来の３６Ｎｉ〜Ｆｅインバー合金製
のものに比して、透磁率（μｍ）及びヤング率（Ｅ）が
著しく改善されていると共に、他の特性は、従来品と同
程度のものが維持されていることが明らかとなった。
制御型合金板は、従来の３６Ｎｉ〜Ｆｅインバー合金製
のものに比して、透磁率（μｍ）及びヤング率（Ｅ）が
著しく改善されていると共に、他の特性は、従来品と同
程度のものが維持されていることが明らかとなった。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Ｎｉ−Ｆｅ系合金及びＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の組成及
び磁気歪を適切に規制したため、ヤング率及び透磁率が
高く、優れた平面強度を有する磁気歪制御型合金板が得
られる。また、最終焼鈍後に行う調質圧延の圧延率を適
切に規制することにより、磁気歪を（−１５×１０-6）
乃至（＋２５×１０-6）とし、シャドウマスクとして軟
化焼鈍−プレス成形−黒化処理を施されても、優れた磁
気特性が得られると共に、高いヤング率が保持され、安
定した物理特性を示す。
Ｎｉ−Ｆｅ系合金及びＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の組成及
び磁気歪を適切に規制したため、ヤング率及び透磁率が
高く、優れた平面強度を有する磁気歪制御型合金板が得
られる。また、最終焼鈍後に行う調質圧延の圧延率を適
切に規制することにより、磁気歪を（−１５×１０-6）
乃至（＋２５×１０-6）とし、シャドウマスクとして軟
化焼鈍−プレス成形−黒化処理を施されても、優れた磁
気特性が得られると共に、高いヤング率が保持され、安
定した物理特性を示す。
【図１】 横軸に磁気歪をとって、縦軸にヤング率をと
って、本発明の効果を示すグラフ図である。
って、本発明の効果を示すグラフ図である。
【図２】 横軸に磁気歪をとって、縦軸に透磁率をとっ
て、本発明の効果を示すグラフ図である。
て、本発明の効果を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 晋也 静岡県磐田市新貝2630番地 ヤマハメタニ クス株式会社内 (72)発明者 山田 博之 静岡県磐田市新貝2630番地 ヤマハメタニ クス株式会社内 (72)発明者 牧田 明 東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 羽田野 勉 東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 金山 信明 東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 青木 孝仁 東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 4K037 EA04 EA10 EA11 EA15 EA21 EA27 EB02 EB03 FG03 FJ05 FJ06 FJ07 FM02 5C027 HH02 HH03
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０
乃至３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：
０．１乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなり、軟化焼鈍後の磁気歪λが（−１５×１
０-6）乃至（２５×１０-6）であることを特徴とする磁
気歪制御型合金板。 - 【請求項２】 更に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０
質量％、及び／又はＭｎ：０．００１乃至１．０質量％
を含有することを特徴とする請求項１に記載の磁気歪制
御型合金板。 - 【請求項３】 結晶粒度番号が８乃至１２であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気歪制御
型合金板。 - 【請求項４】 圧延面における（１００）面の結晶集
合度が４０乃至９０％であることを特徴とする請求項１
から請求項３の何れかに記載の磁気歪み制御型合金板。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れかに記載
の磁気歪制御型合金板を使用したシャドウマスク等のカ
ラーブラウン管用部品。 - 【請求項６】 Ｃ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：３０
乃至３６質量％、Ｃｏ：１乃至５．０質量％、Ｃｒ：
０．１乃至２質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなるＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を最終焼鈍した
後、圧延率が１０乃至４０％の調質圧延をする工程を有
することを特徴とする磁気歪制御型合金板の製造方法。 - 【請求項７】 更に、Ｓｉ：０．００１乃至０．１０
質量％、及び／又はＭｎ：０．００１乃至１．０質量％
を含有することを特徴とする請求項６に記載の磁気歪制
御型合金板の製造方法。 - 【請求項８】 最終焼鈍温度が８００乃至１１００℃
であり、この最終焼鈍前の冷間圧延の圧延率が５０％以
上であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載
の磁気歪制御型合金板の製造方法。
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