JP2003268507A

JP2003268507A - ブラウン管インナーフレームと、そのためのフェライト系ステンレス鋼板と、その製造方法

Info

Publication number: JP2003268507A
Application number: JP2002070596A
Authority: JP
Inventors: Akihito Yamagishi; 昭仁山岸; Shinji Tsuge; 信二柘植
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP3756833B2

Abstract

(57)【要約】【課題】板厚精度が高く、Ｌ形または凹型断面形状鋼
材から構成し、マスクを貼り付けた時に降伏しない高い
降伏応力を有する、大型ブラウン管用インナーフレーム
と、そのための鋼材と、その製造方法を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：0.005 〜0.35％、Si：0.
8 ％以下、Mn：2.0 ％以下、Cr：9.0 〜14.0％、 Al：
0.001 〜0.1 ％、Ｎ：0.01〜0.10％、必要により、さら
に、Ｂ：0.0002〜0.005 ％、を含有する鋼組成を有し、
下記式（１）で計算されるGPが20以上であり、実質的に
フェライト相に炭窒化物が分散した組織とする。 GP＝700C+800N+20Ni+10(Cu＋Mn)-6.2Cr-9.2Si-9.3Mo-4.5W-14V-74.4Ti -37.2Al+63.2 ・・・（１）製造に当たっては、スラブに熱間圧延、熱延板焼鈍、そ
して脱スケールを行い、次いで全圧下率が20％以上50％
以下の冷間圧延を行った後、600 ℃以上750 ℃以下、も
しくは、620 ℃以上780 ℃以下の温度に３分以下の時間
保持する熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビのブ
ラウン管等に用いるインナーフレームと、それに使用さ
れるフェライト系ステンレス鋼板と、その製造方法に関
する。特に、ばね特性と耐クリープ伸び性が優れること
から大型テレビのインナーフレームの薄肉軽量化を可能
にするフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法、な
らびにそのような材料から構成される大型ブラウン管イ
ンナーフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近における、DVD やDVなどのデジタル
技術やデジタル衛星放送の普及、そして高精細方式の放
送方式の採用等により、ブラウン管映像にも高画質要求
が見られる。一方、プロジェクターやPDP 等の新しい映
像装置との競合によりブラウン管においても画面の大型
化が求められている。したがって、これらの要求に伴っ
て、高精細方式により高画質を実現する大型ブラウン管
が要求されるようになってきた。

【０００３】ところで、ブラウン管のインナーフレーム
は、シャドーマスクと呼ばれる円形、楕円形など所定の
形状に孔があけられた薄いシートやアパーチヤグリルと
呼ばれる簾状のスリットを貼り付けるための額縁状の四
角形の架台であるが、シャドーマスクやアパーチヤグリ
ル（以下両者を併せてマスクと称する）のゆがみやたる
みはブラウン管の色むらや像の精細性を低下させるた
め、マスクはフレームにゆがみやたるみがないように貼
り付ける必要がある。

【０００４】これまでの厚肉のインナーフレームではこ
のゆがみやたるみは、主としてマスクを貼り付けた後、
フレームやマスクの熱輻射低減とさび防止のためにおこ
なわれる熱処理時のフレームのクリープ変形により発生
することが知られており、従来にあってもすでに、こよ
うなフレームのクリープ変形を抑制するために鋼材の強
度を高める技術が開示されている。

【０００５】特開2001−181801号公報ではフェライト系
ステンレス熱延鋼材の成分を調整するとともに、その鋼
材の熱処理条件を工夫することで、部分的な特性のばら
つきのない安定した特性の熱延鋼材とその量産技術が開
示されている。また特開2000−234293号公報では鋼材の
成分を調整するとともに軽度の冷間圧延によりその強度
を高めた鋼材およびその製造方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
により開示された鋼材は、その従来例との比較で高い強
度が達成され、しかも鋼帯の部分的な強度の不均一が抑
制できるものの、鋼材は熱延鋼帯を焼鈍、酸洗したもの
か、あるいはそれらに冷間圧延で軽度の圧下を付加した
ものであり、インナーフレームをさらに薄く軽くするに
はこれら方法では不十分である。

【０００７】なぜならば、熱延鋼帯はJIS G 4304に示さ
れているように板厚や板幅により異なるものの、おおよ
そプラスマイナス１０％の板厚許容差を有しており、板
厚が薄い熱間圧延鋼材やそれらに軽度の圧下を付加した
鋼材をインナーフレームに適用すると、製鋼や熱間圧延
での部分的な温度の変動などにより鋼材に固溶するＣ、
Ｎなどの元素の固溶量が変動することや、酸化物や、C
r、Ti、Nbの炭窒化物などの析出物の量や大きさが局部
的に異なることによる影響を従来以上に大きく受け、イ
ンナーフレームに部分的な強度不均一が発生し、マスク
のゆがみやたるみの原因となってしまう。

【０００８】また薄肉の鋼材であるため、フレームにマ
スクを貼り付ける際の張力確保が必要となり、これまで
の厚肉鋼材ではあまり問題視されなかったばね性に関し
てより高い特性を確保する必要があることが分かった。

【０００９】このように、ブラウン管の大型化に対処す
るには、まず、フレームの強度確保のために厚肉の鋼材
を使用しなければならず、そのため質量の増加、コスト
アップが予想される。

【００１０】また、特開平９−323126号公報にも示され
ているように、Ｌ形断面形状でフレーム強度を維持する
には、５〜６mm厚のフレームが必要であり、大型ブラウ
ン管では鋼材の体積増加によりインナーフレーム、マス
クに蓄積される熱量が大きくなるためフレーム温度が上
昇しやすく、フレームと接合されているマスクの部分的
な熱膨張により画像の色むらが発生しやすいという問題
があった。この点、前記公報の開示する発明では、フレ
ームを鋼パイプあるいは鋼板のロールフォーミングによ
り得た概三角形の中空断面形状鋼材から構成することで
強度確保を図っているが、従来に比べ加工方法や接合方
法が複雑となる問題がある。

【００１１】ここに、本発明の課題は、板厚精度が高
く、従来同様にＬ形または凹型断面形状鋼材から構成す
ることができ、フレームにマスクを貼り付けた時に降伏
しない高い降伏応力を有するブラウン管インナーフレー
ムを提供することであり、またそのための鋼材、そして
その製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を達成すべく、合金成分を所定の範囲に調整したスラ
ブに熱間圧延、焼鈍を行い、得られた熱延板の焼鈍後の
組織がフェライト相素地にCr炭窒化物が分散した充分な
加工性を有する冷延母材とする。さらにその冷延母材に
適度の圧下率の冷間圧延を行うことで板厚精度を高め、
さらに所定の温度で調質熱処理をすることで、高い降伏
応力、強度とともに十分な加工性を備え、精度よく成形
できるフェライト系ステンレス鋼材を得ることができ
る。

【００１３】本発明の好適態様にあっては、従来のSUS4
10系鋼が特徴として有している特性、すなわち熱膨張係
数が低く、450 ℃前後のクリープ変形が小さいという特
性を備えるとともに、インナーフレームにマスクを貼り
付けた後に行われる黒化処理用の加熱処理による変形量
を小さく抑えるために、SUS410S 系鋼と同様に12％前後
のCr量を含有し、フェライト相素地にCr炭化物を主体と
する炭窒化物が分散した組織とするとともに、鋼材の強
度を高めるために、固溶強化に有効なSi、Ni、Mn、Mo、
Cuを１種以上所定範囲で添加する。

【００１４】さらに、熱間圧延中の組繊をオーステナイ
ト相の比率の高いフェライト相とオーステナイト相の混
合組織かまたはオーステナイト相のみとして熱間圧延中
の静的再結晶を促進するために、下記式で計算されるGP
値を20以上、好ましくは30以上とする。

【００１５】GP＝700C+800N+20Ni+10(Cu+Mn)-6.2Cr-9.2
Si-9.3Mo-4.5W-14V-74.4Ti-37.2Al+63.2 GP値は、オーステナイト形成元素とフェライト形成元素
の含有量から計算される値であり、GP値が高いほど熱間
圧延中のオーステナイト相分率が大きくなり、それに続
く熱延板の焼鈍後に微細で均一なフェライト相とCrを主
体とする炭窒化物とを含む組繊を得ることが可能とな
る。

【００１６】このようにして得られた熱延鋼板には、さ
らに強度を高めるとともに板厚精度を向上させ、フレー
ム用鋼材として均一なばね特性と耐クリープ性を付与す
るために、冷間圧延を行い、次いで、フレームとしての
加工性を確保するために調質熱処理を行う。

【００１７】よって、ここに、本発明は次の通りであ
る。 (1)質量％で、Ｃ：0.005 〜0.35％、Si：0.8 ％以下、M
n：2.0 ％以下、Cr：9.0 〜14.0％、 Al：0.001 〜0.1
％、Ｎ：0.01〜0.10％、Cu：０〜1.0 ％、Ni：０〜1.0
％、Nb：０〜0.10％、Ti：０〜0.05％、Mo：０〜0.50
％、Ｖ：０〜0.50％、Ｗ：０〜1.0 ％、を含有する鋼組
成を有し、下記式(1) で計算されるGPが20以上であり、
実質的にフェライト相に炭窒化物が分散した組織よりな
ることを特徴とするブラウン管インナーフレーム用フェ
ライト系ステンレス冷延鋼板。

【００１８】 GP＝700C+800N+20Ni+10(Cu＋Mn)-6.2Cr-9.2Si-9.3Mo-4.5W-14V-74.4Ti -37.2Al+63.2 ・・・（１） (2)前記鋼組成が、Ｂ：0.0002〜0.005 ％をさらに含有
することを特徴とする上記(1) 記載のブラウン管インナ
ーフレーム用フェライト系ステンレス冷延鋼板。

【００１９】(3)上記(1) 記載の冷延鋼板において、面
内の任意の１方向の耐力が550MPa以上でその方向に対し
て垂直な方向の伸びが12％以上であることを特徴とする
ブラウン管インナーフレーム用フェライト系ステンレス
冷延鋼板。

【００２０】(4)上記(2) 記載の冷延鋼板において、面
内の任意の１方向の耐力が620MPa以上でその方向に対し
て垂直な方向の伸びが12％以上であることを特徴とする
ブラウン管インナーフレーム用フェライト系ステンレス
冷延鋼板。

【００２１】(5)上記(1) 記載の鋼組成を有するスラブ
に熱間圧延、熱延板焼鈍、そして脱スケールを行い、次
いで全圧下率が20％以上50％以下の冷間圧延を行った
後、600℃以上750 ℃以下の温度に３分以下の時間保持
する熱処理を行うことを特徴とするブラウン管インナー
フレーム用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。

【００２２】(6)上記(2) 記載の鋼組成を有するスラブ
に熱間圧延、熱延板焼鈍、そして脱スケールを行い、次
いで全圧下率が20％以上50％以下の冷間圧延を行った
後、620℃以上780 ℃以下の温度に３分以下の時間保持
する熱処理を行うことを特徴とするブラウン管インナー
フレーム用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。

【００２３】(7)上記(1) ないし(4) のいずれかに記載
のフェライト系ステンレス鋼板から構成されるブラウン
管インナーフレーム。 (8)板厚3.0mm 以下である上記(7) 記載のブラウン管イ
ンナーフレーム。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明するに当たって、まず、本発明において規定する
鋼組成の限定理由、製造方法の限定理由についてそれぞ
れ述べる。

【００２５】Ｃ：0.005 〜0.35％Ｃは鋼の強度とクリープ特性を高めるため0.005 ％以
上、好ましくは0.010 ％以上添加する。

【００２６】ＣはＮやNiなどとともに高温で鋼中に固溶
し、ステンレス鋼組織をオーステナイト相化する。熱間
圧延中の組織をオーステナイト相比率の高いフェライト
相とオーステナイト相の混合組織かまたはオーステナイ
ト相のみの組織とするためにも、Ｃ量は多いほうが良い
が、Ｃを過剰に添加すると鋳込みや熱間圧延後の冷却時
に粗大なCr炭化物が析出する。この炭化物は熱延板の焼
鈍後に粗大な炭化物となり、鋼板の部分的な強度差発生
の原因となる。そこでＣの上限を0.35％とする。望まし
くは0.03％から0.10％である。

【００２７】Si：0.8 ％以下 Siは鋼材の脱酸剤として有効なだけでなく鋼の強度を高
める作用を有する。しかし、Siは冷間加工による強度に
対する影響が特に強く、伸びを低下させる。本発明のよ
うに調質熱処理を行う冷延鋼板では、Siを過剰に添加す
ると強度調整のための調質熱処理の温度範囲が著しく狭
くなってしまうことからSiの上限を0.8％とする。望ま
しくは0.5 ％以下である。その下限は特に規定されない
が、好ましくは、0.1 ％以上である。

【００２８】Mn：2.0 ％以下 Mnはオーステナイト安定化元素であるとともに鋼材の強
度を高める作用があるが、これらの作用は他元素でも代
用できる。2.0 ％超含有させると鋼材が硬質となり、加
工性が低下することから添加量の上限を2.0 ％とした。

【００２９】Cr：9.0 〜14．O ％ Crは本発明において鋼の耐食性と耐熱性を向上させるた
めの主要元素である。また、鋼の熱膨張率を低減しブラ
ウン管の熱による画像のにじみを抑制する効果がある。
この性能を確保するためには9.0 ％以上含有させる。し
かしCrを多量に含有させるとコスト増になることからCr
の含有量は9.0 〜14.0％とした。好ましくは、9.0 〜1
3.0％である。

【００３０】Al：0.001 〜0.10％ AlはAl窒化物として鋼中に析出し鋼材の強度を高める件
用があることから積極的に添加する。AlはTiに比べると
窒素との親和力が弱くTiN より低温で析出するためTiN
より析出サイズが小さくなる。このためTiN が粗大析出
物となって靭性を低下させるのに対しAIN はその悪影響
が小さく強度、加工性改善に有効に作用する。この効果
を得るためには0.001 ％以上、好ましくは0.003 ％以上
添加する。しかし、Ti、Caなどとともに粗大酸化物系介
在物となって加工性を低下させることになることから、
上限を0.10％、好ましくは0.05％とした。

【００３１】Ｎ：0.01〜0.10％Ｎは鋼の強度および耐クリープ伸び性を改善する元素で
ある。これらの効果を得るためにはＮを0.01％以上含有
させる。しかし、Ｎを過剰に含有させると鋼板の加工性
を阻害するようになることからＮの含有量は0.01〜0.10
％とした。好ましくは0.015 〜0.07％である。

【００３２】本発明においては、必要に応じて適宜合金
元素をさらに添加してもよく、そのような合金元素とし
ては次のような元素を挙げることができる。Cu、Ni、Nb
およびTiはいずれも鋼の強度を高める効果を有し、その
ために少なくとも１種以上含有してもよい。

【００３３】Cu：０〜1.0 ％ Cuは鋼の強度を上げる効果を有することから本発明鋼に
添加しても良い。また熱間圧延中の組織におけるオース
テナイト相比率を高めるために添加することもできる。
しかし、Cuを1.0 ％超含有させると鋼が硬くなり加工性
が損なわれることからその含有量の上限は1.0 ％とす
る。好ましくは、その下限は、0.05％である。

【００３４】Ni：０〜1.0 ％ Niは鋼の強度を上げるとともに、靭性を向上させること
で製造性を改善できることから本発明鋼に含有させても
良い。また、オーステナイト形成元素であり、熱間圧延
中組織におけるオーステナイト相比率を高めるために添
加することもできる。しかし、Niは高価な元素であり、
その多量の添加はコストアップになることから上限を1.
0 ％とする。

【００３５】本発明にかかる鋼では、Siなどの鋼の強度
を高める元素を積極的に添加していることから熱延まま
や熱延板の焼鈍後の鋼帯の靭性確保の観点から、Niを0.
1 ％以上添加することが望ましい。

【００３６】Nb：０〜0.1 ％ NbはＣ、Ｎと親和力が強く、高温でNb炭窒化物を形成し
て鋼中に分散析出することで鋼の強度を高める働きがあ
ることから含有させてもよい。この効果を得るために0.
01％以上含有させるのが好ましいが、過剰の添加はコス
トアップになることから上限を0.1 ％とする。好ましく
は、その下限は、0.01％である。

【００３７】Ti：０〜0.05％ TiもNbと同様にＣ、Ｎと親和力が強く高温でTi炭窒化物
として析出して鋼の強度を高める効果を有することから
本発明鋼中に添加しでもよい。しかし、Tiは酸素との親
和力が強く、製鋼の段階でCaやAlなどとともに大型の介
在物となって鋼の加工性を低下させる。そこで上限を0.
05％とした。好ましくは、その下限は、0.01％である。

【００３８】Mo、Ｖ、Ｗこれらの元素はいずれも耐クリープ伸び性と常温、高温
での強度を高める作用を有することから好ましくは少な
くとも１種鋼中に含有させてもよい。この効果を得るた
めには、Moは0.02％以上、Ｖは0.05％以上、Ｗは0.02％
以上含有させるのが好ましい。しかし、過剰な添加は加
工性を低下させるとともにコストアップになるため、上
限をそれぞれMoは0.50％、Ｖは0.50％、好ましくは0.03
0 ％以下、Ｗは1.0 ％とした。

【００３９】Ｂ：0.0002〜0.005 ％Ｂは鋼材の強度、クリープ特性をより高めるとともにフ
レーム成形時の加工性確保の観点から添加する。Ｂを添
加することで鋼板の強度を高めるとともに加工性を向上
させることが可能になる。本発明において、フェライト
相素地にCr炭化物が分散した組織を実現させるために、
熱延板の焼鈍でＣはCr炭化物として凝集、固定されてお
り、冷間圧延後におこなわれる調質熱処理によるＣ、Ｎ
の固溶量は少ない。このような鋼材をプレス加工でＬ型
形状や凹型形状に成形すると粒界の結合力が弱く加工時
に割れに至る場合がある。Ｂは粒界の結合強度を高める
作用がありプレス加工での粒界割れを抑制することがで
きる。Ｂ添加は特に冷間圧延での加工歪をより強く残し
たままの降伏応力が高い鋼板に対して有効である。この
効果を得るためにはＢを0.0002％以上含有させる。しか
し、過剰に添加すると鋼板の加工性を低下させることか
ら上限を0.005 ％とする。

【００４０】 GP：20以上 GP＝700C+800N+20Ni+10(Cu＋Mn)-6.2Cr-9.2Si-9.3Mo-4.5W-14V-74.4Ti -37.2Al+63.2 ・・・ (1) この(1) 式で規定されるGP値は、溶鋼を鋳造して得られ
る結晶組織でのマルテンサイト相の比率を表す指標であ
るとともに熱間圧延中のオーステナイト相とフェライト
相の分率を表す指標となっておリ、GP＝０はフェライト
相のみからなる組織を意味する。

【００４１】本発明の高い加工性と強度を得るためには
熱延板の焼鈍後に微細で均一なフェライト相とCr炭窒化
物の組織を得る必要があり、熱間圧延中に再結晶を促進
し、粗大なフェライト展伸組織の生成を防止する必要が
ある。

【００４２】粗大なフェライト展伸組織が鋼板中に生成
する原因はフェライト系ステンレス鋼の再結晶が遅いこ
とに原因がある。フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延
中のフェライト相の再結晶を促進するためには熱間圧延
中にフェライト相に歪を付与しなければならず、このた
めには熱間圧延中に変形抵抗が高く、変形しづらいオー
ステナイト相を多くする必要がある。本発明において、
熱延板焼鈍後に均一なフェライト相にCr炭窒化物が分散
した組織を得るためにはGPを20以上にする。

【００４３】GP値が高いほど熱間圧延中のオーステナイ
ト相の分率が高くなり、微細なフェライト相組織を得や
すくなるため好ましいが、GP値を高くするためにはＣ、
Ｎなどを過剰に添加しなければならないため、加工性を
低下させる要因となる。GPの望ましい範囲は30〜90であ
る。

【００４４】本発明の好適態様にあっては、鋼板の任意
の方向の降伏応力を550MPa以上とし、その方向に垂直な
方向の伸びを12％以上とする。これはインナーフレーム
を構成したときの曲げ加工を考慮して、１の方向での降
伏応力とそれに対する直角方向での伸び率を規定する。

【００４５】本発明にかかる鋼板は、20インチ以上の大
型高精細方式のブラウン管に使用することを想定して設
計した。降伏応力を550MPa以上にすることで鋼板板厚を
従来の５〜６mmに対して３mm以下とすることが可能とな
る。さらに、降伏応力を600MPa以上にすることで鋼板板
厚2.5mm 以下でも断面形状Ｌ形もしくは凹形のインナー
フレームとしての強度、クリープ伸びを抑制することが
可能となる。

【００４６】また、フレームとするためのＬ形形状およ
び凹形形状への加工は曲率半径が非常に長い曲面を有す
るがほぼ単純な曲げ加工とみなすことができ、加工をお
こなうには内側半径を適正にすることで調整可能であ
る。厳しい加工条件を想定して内側半径ｒ＝０で90°曲
げをおこなうには伸びは10％以上あればよいが、加工硬
化した部位でヘアクラックが発生する場合がある。Ｌ形
形状、凹形形状に安定して加工するため、伸びの下限を
12％とした。

【００４７】次に、製造方法の限定理由を述べる。溶鋼
は電気炉溶解、高炉溶銑のいずれに由来するものでもよ
く、それに続く精錬で鋼材の合金成分の調整をおこな
う。精錬はステンレス鋼で一般的におこなわれているAO
D 法やVOD 法の単一またはそれらを複合化した方法のい
ずれでもよく、所定の範囲に合金元素を調整するととも
にＳ、Ｐ、Ｏなどの鋼の耐食性や加工性に有害な元素を
低減できれば良く、例えばＳは0.010 ％以下、Ｐは0.05
0 ％以下、Ｏは0.080 ％以下にする。

【００４８】それに続き、連続鋳造法またはインゴット
法により鋼片、つまりスラブとして、この鋼片を再度加
熱して熱間圧延を行う。鋼片は熱間圧延により所定の板
厚に圧下できればよく、鋼片の加熱温度は一般的におこ
なわれている1100〜1280℃とすればよい。また、熱間圧
延中の温度や巻取り温度についても特に規定はしない
が、鋼板の組織を均一微細化するとの観点からは熱間圧
延完了の温度を1050℃以下にするのが好ましい。

【００４９】この熱延鋼帯の焼鈍は箱型焼鈍炉により行
う。これは熱延鋼帯中に固溶しているＣ、ＮをCr炭窒化
物として凝集し、加工性を高めるためである。箱型焼鈍
炉は鋼帯をバウムクーヘン状に巻いたまま熱処理を行う
ため、鋼帯の部分的な焼鈍不均一が起こりやすいが、本
発明では熱延板焼鈍に引き続き、冷間圧延と調質熱処理
をおこなうことでそのような部分的な不均一を解消する
ものである。

【００５０】冷間圧延の圧下率は鋼板の板厚精度を高め
るとともに、それに続く調質熱処理で所定の降伏応力に
調整するために重要である。鋼板の部分的な強度のばら
つきを抑制するため、板厚精度は狙い板厚に対して３％
以内とした。素材熱延鋼板は熱延板の焼鈍酸洗ままでの
板厚のばらつきと熱延板の焼鈍での箱焼鈍による部分的
な差異が発生する。圧下率が小さいと荷重を充分付与す
ることができず、板厚精度を狙い板厚の３％以内にする
ことができないばかりか、熱延板焼鈍で発生した鋼板強
度の部分的な差異を解消できない。このため、圧下率の
下限を20％にする。好ましくは25％以上、より好ましく
は30％以上である。

【００５１】また、圧下率を50％超にすると、鋼板の加
工硬化が著しくそれに続く調質熱処理温度を高めなけれ
ばならないが、調質熱処理温度を高めると一気に再結晶
化が起こり、強度が大幅に低下してしまうため安定して
製造することができない。そこで、圧下率の上限を50％
とする。

【００５２】調質熱処理は冷間加工により高められた強
度の低下を最小に押さえながら、加工性を高めることを
目的に行うものであり、本発明の重要な技術ポイントで
ある。本発明の好適態様によれば、調質熱処理を行うの
に、製造効率の観点から連続熱処理炉を使用する。

【００５３】鋼中にＢを含有しない鋼では600 ℃未満の
熱処理では短時間熱処理では軟化が不十分で加工性を高
めることができないため下限温度を600 ℃とする。ま
た、750 ℃超の温度に加熱すると、短時間でも再結晶に
より強度が低下してしまう。このため、上限を750 ℃と
した。熱処理温度を650 ℃以上にすることで伸びを14％
以上まで高めることも可能である。

【００５４】鋼中にＢを含有する鋼では鋼中Ｂの影響で
強度が高く軟化しづらいためＢ含有鋼より熱処理温度を
高めなければならない。Ｂ添加鋼の適正な熱処理温度は
620℃以上780 ℃以下であり、望ましくは670 ℃以上で
ある。熱処理時間は３分以下である。

【００５５】なお、このときの加熱時間は鋼板、鋼帯が
その温度範囲に到達してからの合計時間である。次に、
本発明の作用効果を実施例によって具体的に説明する
が、それは単なる例示であって、それにより本発明を制
限するためのものではない。

【００５６】

【実施例】

【００５７】

【実施例１】表１に示す化学組成を有する鋼を実験室で
真空溶解炉にて溶解し、質量が17Kgの鋼塊に鋳造した。
この鋼塊を熱間鍛造して厚さ50mm、幅100mm 、長さ150m
m の鋼片とした。この鋼片を1100℃から1250℃の温度範
囲に加熱し、熱延仕上温度が800 〜1000℃となるように
して厚さ3.0mm に熱間圧延を行った。このようにして得
られた熱延鋼板を約300 ℃/minの冷却速度で750 〜700
℃まで冷却し、その後、熱延鋼帯としてコイル状に巻き
取られた状態での除冷を模擬して、700 ℃に保定した加
熱炉に挿入し、−40℃/hr の冷却速度で室温まで徐冷し
た。さらに箱焼鈍を模擬して＋40℃/hr で750 〜800 ℃
に加熱後、４時間均熱して−40℃/hで室温まで徐冷し
た。

【００５８】このようにして熱延板を焼鈍して得られた
熱延焼鈍鋼板の表面の酸化スケールを研削除去したの
ち、試験室ミルにより２パスから６パスで33％から47％
の圧下率の冷間圧延を行い、さらに、680 ℃から740 ℃
で調質熱処理を行って冷延調質熱処理鋼板（以下「調質
材」という）を製造した。

【００５９】得られた鋼板の圧延直角方向、圧延方向、
圧延方向に対して45°方向の３方向よりそれぞれの板
厚、平行部の形状が幅６mm、長さ50mmである引張試験片
を切り出し、JIS Z 2241に規定される方法に従って常温
での引張試験を行った。この結果を「常温特性」として
表２に示す。

【００６０】さらに、圧延直角方向、圧延方向、圧延方
向に対して45°方向の３方向よりJIS Z 2204に規定され
る３号試験片に相当する試験片としてそれぞれの板厚、
幅15mm、長さ80mmのサンプルを採取してJIS Z 2248に規
定されるＶブロック法に準じて、押し金具の内側半径を
２mm、Ｖブロックの開角(180°−θ）を70°で試験をお
こなった。この結果を「曲げ試験」として表２に示す。

【００６１】また、調質材を黒化処理を模擬する熱処理
として550 ℃に加熱して30分保持後空冷する処理を行
い、得られた鋼板から圧延直角方向、圧延方向、圧延方
向に対して45°方向の３方向よりそれぞれの板厚、平行
部の形状が幅６mm、長さ50mmである引張試験片を切り出
し、JIS Z 2241に規定される方法に従って450 ℃での引
張試験とクリープ試験を行った。

【００６２】クリープ試験は上記550 ℃熱処理材の圧延
直角方向より切り出したそれぞれの板厚、平行部の形状
が幅６mm、長さ50mmである試験片にゲージ長30mmの伸び
歪計を装着し、450 ℃に加熱しその温度で均熱した後、
294MPaの応力を負荷して１時間保持し、応力が294MPaの
一定値を示しているときに増加した伸びを測定した。

【００６３】この結果を「450 ℃特性」、「クリープ伸
び」として表２に示す。これらの結果から明らかなよう
に、本発明例では圧延方向、圧延直角方向、圧延方向に
対して45°方向のいずれか１つの方向またはいずれの方
向においても伸びが12％以上を満足し、かつ伸びが12％
を満足する方向に直交する方向の降伏応力(0.2％耐力）
が550MPaを超える。

【００６４】実際にこれら鋼板を用いた曲げ試験の結
果、内側半径を２mmとし、内角を70°とした厳しい曲げ
条件でも割れを発生せず、Ｌ形形状や凹形形状に加工す
るに充分な加工性を有していることが判る。

【００６５】さらに550MPaを超える降伏応力を有する方
向に450 ℃で294MPaの加重をかけた状態でのクリープ伸
びを調査した結果、いずれの鋼でもクリープ伸びが0.1
％以下であり良好なクリープ伸び性を有していた。

【００６６】これら鋼板の中でもNo.5、No.6、No.11 に
示した鋼板は圧延方向、圧延直角方向、圧延方向に対し
て45°方向のいずれか１つの方向またはいずれの方向に
おいても伸びが12％以上を満足し、かつ伸びが12％を満
足する方向に直交する方向の降伏応力(0.2％耐力）が62
0MPaを超え、クリープ伸びも他の鋼板に比べて小さい。

【００６７】一方、No.15 、No.16 に示す鋼板はGP値が
本発明範囲から外れる鋼であり加工性は満足するものの
降伏応力が低く、クリープ伸び性が劣っている。鋼板組
織には圧延方向に展伸した粗大な結晶粒がみられ、これ
がクリーび伸び性を低下させた原因と考えられる。

【００６８】また、No.17 鋼板はSi量が本発明の請求範
囲を外れるため、鋼板の降伏応力、強度が高く伸びが低
い。結果として曲げ加工で割れが発生した。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２−１】

【００７１】

【表２−２】

【００７２】

【実施例２】表３に示す化学組成を有する鋼をAOD 法に
より溶製して、連続鋳造により厚さ200mm 、幅1220mmで
質量が17.5トンであるスラブをそれぞれ４本鋳造した。

【００７３】これらのスラブを1200℃に加熱し、仕上げ
温度を840 〜950 ℃の範囲とする熱間圧延を施し、680
〜740 ℃で巻き取り、厚さ3.5mm の熱延鋼帯とした。こ
れら熱延鋼帯を３段積みの箱型焼鈍炉の台座上に積み、
台座の温度（最下段の鋼帯の下面温度）が765 ℃に達し
てから７時間保持し、765 ℃から500 ℃までの平均冷却
速度を−35℃/hr で冷却した後に台座より鋼帯を移動
し、室温中で空冷して熱延焼鈍鋼帯とした。

【００７４】この熱延焼鈍鋼帯を連続酸洗ラインでベン
ディング、ショットブラストによる機械式デスケーリン
グおよび硫酸と弗硝酸の組み合わせによる化学的デスケ
ーリングによりスケールオフして冷延母材とした。

【００７５】この冷延母材よりそれぞれ狙い板厚3.0mm
、2.5mm 、2.0mm 、1.5mm で冷延鋼帯を製造した。こ
の冷延鋼帯は鋼帯の切断ラインで２分割し、さらに連続
焼鈍酸洗ラインにて600 〜780 ℃の調質熱処理を行った
後、アルカリ溶融塩浸漬と中性塩電解、硝酸浸漬の組み
合わせ酸洗をおこなって調質熱処理鋼板とした。

【００７６】なお、熱処理時間は炉内に設置した放射温
度計が600 ℃以上を指示してから炉を通過するまでの時
間とした。これら調質熱処理鋼板から実施例１で切り出
した試験片と同一寸法の試験片を切り出し、実施例１と
同一の方法で「常温引張」、「450 ℃引張」、「曲げ試
験」、「クリープ伸び」試験をおこなった。また、鋼帯
の先端部と後端部の幅方向の幅端部から25mm部、125mm
部、250mm 部と幅中央部の計８箇所の板厚測定をマイク
ロメーターで行い、板厚の精度を下記式により求めた。

【００７７】結果を表４に示す。板厚精度(%) ＝（板厚の最大値−板厚の最小値）／狙い
板厚×100 No.18 の鋼板を本発明の範囲内で製造した鋼帯より採取
したサンプルはフレームとして充分な加工性、強度と耐
クリープ伸び性を有している。しかし、No.18の鋼板で
圧下率が14％となった3.Omm の鋼帯では、ホットコイル
厚さの部分的な不均一の影響が解消できず、板厚のばら
つきが５％を超える。このため、フレームとして使用し
た場合に強度バランスが崩れ、ねじれなどにより画像の
歪みが懸念される。また、調質熱処理温度が本発明範囲
をはずれた鋼帯は強度が低くなり耐クリープ伸び性も劣
る。

【００７８】No.19 の鋼板はクリープ伸びが大きくフレ
ームとしての要求を満足できない。

【００７９】

【表３】

【００８０】

【表４】

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、ブラウン管インナーフ
レームとするためにＬ形形状および凹形形状に加工する
に充分な加工性を有するとともに、優れた耐クリープ伸
び性を有するフェライト系ステンレス鋼材を提供でき
る。

【００８２】この鋼材は、薄肉化により従来にはないレ
ベルにまでの薄肉化が可能であり、インナーフレームと
してブラウン管に装着したとき、熱膨張による画像の歪
みを抑制できるとともに、耐力、板厚精度が優れるた
め、ねじれによる画像の歪みも小さく、高精細の大型テ
レビフレーム部材として極めて好適である。

【００８３】また、本発明の製造方法によれば特性値の
変動が小さいフレーム用フェライト系ステンレス鋼材を
安価に製造できる。

フロントページの続きＦターム(参考） 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA12 EA13 EA15 EA17 EA18 EA19 EA20 EA27 EA31 EA32 EA33 EB06 EB09 FF02 FG01 FH03 FJ04 FJ05 5C031 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：0.005 〜0.35％、Si：0.8 ％以下、Mn：2.0 ％以
下、 Cr：9.0 〜14.0％、 Al：0.001 〜0.10％、Ｎ：0.01〜
0.10％、 Cu：０〜1.0 ％、Ni：０〜1.0 ％、Nb：０〜0.10％、T
i：０〜0.05％、 Mo：０〜0.50％、Ｖ：０〜0.50％、Ｗ：０〜1.0 ％、を含有する鋼組成を有し、下記式（１）で計算されるGP
が20以上であり、実質的にフェライト相に炭窒化物が分
散した組織よりなることを特徴とするブラウン管インナ
ーフレーム用フェライト系ステンレス冷延鋼板。 GP＝700C+800N+20Ni+10(Cu＋Mn)-6.2Cr-9.2Si-9.3Mo-4.5W-14V-74.4Ti -37.2Al+63.2 ・・・（１）
【請求項２】前記鋼組成が、Ｂ：0.0002〜0.005 ％を
さらに含有することを特徴とする請求項１記載のブラウ
ン管インナーフレーム用フェライト系ステンレス冷延鋼
板。
【請求項３】請求項１記載の冷延鋼板において、面内
の任意の１方向の耐力が550MPa以上でその方向に対して
垂直な方向の伸びが12％以上であることを特徴とするブ
ラウン管インナーフレーム用フェライト系ステンレス冷
延鋼板。
【請求項４】請求項２記載の冷延鋼板において、面内
の任意の１方向の耐力が620MPa以上でその方向に対して
垂直な方向の伸びが12％以上であることを特徴とするブ
ラウン管インナーフレーム用フェライト系ステンレス冷
延鋼板。
【請求項５】請求項１記載の鋼組成を有するスラブに
熱間圧延、熱延板焼鈍、そして脱スケールを行い、次い
で全圧下率が20％以上50％以下の冷間圧延を行った後、
600 ℃以上750 ℃以下の温度に３分以下の時間保持する
熱処理を行うことを特徴とするブラウン管インナーフレ
ーム用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項６】請求項２記載の鋼組成を有するスラブに
熱間圧延、熱延板焼鈍、そして脱スケールを行い、次い
で全圧下率が20％以上50％以下の冷間圧延を行った後、
620 ℃以上780 ℃以下の温度に３分以下の時間保持する
熱処理を行うことを特徴とするブラウン管インナーフレ
ーム用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項７】請求項１ないし４のいずれかに記載のフ
ェライト系ステンレス鋼板から構成されるブラウン管イ
ンナーフレーム。
【請求項８】板厚3.0mm 以下である請求項７記載のブ
ラウン管インナーフレーム。