JP2694864B2 - 低膨張鉄ニッケル合金 - Google Patents

低膨張鉄ニッケル合金

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも34%のニ
ッケルを含有する鉄ニッケル合金に関するものであり、
さらに詳しく述べるならばカラ−TV機器用シャドウマ
スクの製造用鉄ニッケル合金に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ニッケルを約36%含有するこのような
鉄基合金は勿論室温及び100℃間の範囲で低い熱膨張
係数をもっている。このために数十年に亘ってこれらの
合金は、例えば、精密機器、時計、腕時計、バイメタル
などで温度変化が起こっても長さが一定であることが必
要な用途に適用されてきた。カラーTV機器の開発が、
特に、ハイビジョン(HDTV−high definition tele
vision techniques −)の観点から光条件が好ましくな
い条件でも解像度、色彩の忠実度及びガンマをより高め
る方向に向かっていることに伴い、穿孔マスクへの鉄ニ
ッケル材料の使用が多くなっいる。通常のTV管で主と
して見出される20℃から100℃の温度範囲では、約
36%のニッケルを含む工業的鉄ニッケル合金は焼鈍状
態(950℃で30分)にて約1.2・10-6/Kある
いはさらに高い熱膨張係数を有し、20℃と200℃の
間の温度範囲では、その熱膨張係数は約2.2・10-6
/K以上となる。スクリーン穿孔マスクの温度負荷が増
大しているために200℃以下のこの温度範囲は将来は
より重要になるであろう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、通常のTV管用として20℃から100℃の温度範
囲で、他方では将来のTV機器のスクリーン穿孔マスク
用として20℃から200℃の温度範囲で熱膨張係数が
できるだけ低く、また非常に良好な熱間加工性及び冷間
加工性、特にカラーTV機器のシャドウマスク製造のた
めに合金を処理する際の非常に良好な処理性も伴う低膨
張鉄ニッケル合金を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によると、重量%
で、C:最大0.009%及びMn:最大0.1%,N
i:少なくとも34%、残部随伴不純物を含む鉄とし
た、特にTV機器のシャドウマスク製造用低膨張鉄ニッ
ケル合金において、20から100℃の温度範囲で使用
のためには鉄ニッケル比率を1.75から1.83の範
囲に調節して熱膨張係数を1×10-6/K未満にし、ま
た20から200℃の温度範囲で使用のためには鉄ニッ
ケル比率を1.68から1.72の範囲に調節して熱膨
張係数を2×10-6/K未満にしたことを特徴とする低
膨張鉄ニッケル合金が提供される。
【0005】驚くべきことには、20℃から100℃の
温度範囲用には鉄−ニッケル比率を1.75から1.8
3の範囲とした鉄ニッケル合金を選択し、一方20℃と
200℃の間の温度範囲用には鉄−ニッケル比率を1.
68から1.72の範囲とした鉄ニッケル合金を選択
し、最大で0.009%の炭素及び最大で0.1%のマ
ンガンに加えて、製造に起因する通常の随伴元素を極少
量のみ含む合金であると、上記の課題を最も満足できる
ように解決できることが発見された。上述した鉄ニッケ
ル比率から本発明の利点が発生する。上記の別の合金成
分添加物及び製造に起因する混合物を制御して調節する
ことによりこの熱膨張への影響を補充することができ
る。さらに本発明の合金は抜群の処理性能をもってお
り、シャドウマスクの製造において付加工程を必要とし
ない。その熱的性質は要求に沿う長期間安定性をもって
いる。
【0006】本発明の好ましい実施態様は従属請求項記
載の下記事項に特徴がある。 −最大マンガン含有量が0.1%であり、最大アルミニ
ウム含有量が0.01%であり、最大けい素含有量が
0.30%であることを特徴とする低膨張鉄ニッケル合
金。 −最大マンガン含有量が0.07%であり、最大けい素
含有量が0.05%であり、最大アルミニウム含有量が
0.4%であるように合金元素マンガン、アルミニウム
及びけい素を制限したことを特徴とする低膨張鉄ニッケ
ル合金。 したがって、アルミニウムとけい素の合計量が0.07
5%から0.45%である鉄ニッケル合金が好ましく、
このような合金の熱膨張係数は上記諸温度範囲において
所望の低い値に確実に調節することができる。マンガン
含有量が最大0.07%であると、最大0.05%のけ
い素に加えて、アルミニウム含有量を0.1%から0.
4%の範囲内にするべきである。アルミニウム含有量を
0.15%から0.40%の範囲、好ましくは0.2%
から0.4%の範囲とすると更に最適化が可能である。
【0007】鉄ニッケル合金の最大マンガン含有量は
0.1%とすることができ、そして、0.001%から
0.01%のAlに加えてけい素の含有量を0.05%
から0.30%とすることができる。けい素の含有量は
0.10%から0.30%に、好ましくは0.15%か
ら0.30%に調節される。支配的見解によると、けい
素は熱膨張係数を低く調節するのに非常に有害であると
想定されているが、アルミニウムに対して過剰重量のけ
い素を使用した実験では、予想外に、Alが0.001
%から0.01%まで存在するときにけい素を0.05
%から0.30%添加するならば、本発明の全体の範囲
内では、20℃から100℃の温度範囲において熱膨張
係数を1×10-6/K未満の極めて低い値に調節するこ
とができ、また、十分な熱間加工性及び冷間加工性も伴
い、より望ましいことがわかった。Al及びSiは鋼の
清浄度を改善するための脱酸剤として添加される。
【0008】図1の表1は、20℃と100℃の間の温
度範囲について鉄−ニッケル比率を1.75と1.83
の間とし、けい素及びアルミニウム含有量がほぼ同一な
実施態様E1,アルミニウム重量が過剰な実施態様E
2,けい素重量が過剰な実施態様E3、及び従来技術の
鉄ニッケル合金ST1及びST2を比較したものであ
る。さらに、図2の表1(続き)及び図3の表1(続
き)には本発明の実施態様B1からB8が含まれる。
【0009】
【発明の効果】本発明合金E1からE3の平均熱膨張係
数は950℃で30分間焼鈍後20℃から100℃の温
度範囲につき求められた。本発明合金の温度係数は従来
技術合金の実施例ST1及びST2より約30%低い。
本発明にかかる材料は、DIN50602による最大酸
化物線が2.2であり、冶金的に清浄でありまた熱間及
び冷間加工性が抜群であるので、本発明にかかる材料
は、例えば、カラーTV管用シャドウマスク製造用に極
めて好適である。
【0010】図4の表2には、2種の合金ST1及びS
T2を本発明に係る実施態様E4と比較して、20℃か
ら200℃の温度範囲における熱膨張係数を示す。
【0011】本発明合金E4の熱膨張係数は950℃で
30分間焼鈍後20℃から200℃の温度範囲につき求
められた。本発明合金の温度係数は従来技術合金の実施
例ST1及びST2より約20%低い。本発明にかかる
材料は、DIN 50602による最大酸化物線が2.
2であり、冶金的に清浄でありまた熱間及び冷間加工性
が顕著であるので、本発明にかかる材料は、例えば、カ
ラーTV管用シャドウマスク製造用に極めて好適であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例及び比較例に係る鉄ニッケル合金
の組成と熱膨張係数(温度範囲20℃から100℃)を
示す図表である。
【図2】本発明実施例に係る鉄ニッケル合金の組成と熱
膨張係数(温度範囲20℃から100℃)を示す図表で
ある。
【図3】本発明実施例に係る鉄ニッケル合金の組成と熱
膨張係数(温度範囲20℃から100℃)を示す図表で
ある。
【図4】本発明及び実施例に係る鉄ニッケル合金の組成
と熱膨張係数(温度範囲20℃から200℃)を示す図
表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ ホイブナー ドイツ、58791 ベルドール、ボルクヘ ラーシュトラーセ 28 (56)参考文献 特開 平5−186853(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:最大0.009%及びM
    n:最大0.1%,Ni:少なくとも34%、残部随伴
    不純物を含む鉄とし、20℃から100℃の温度範囲で
    使用される低膨張鉄ニッケル合金において、鉄ニッケル
    比率を1.75から1.83の範囲に調節して熱膨張係
    数を1×10-6/K未満にしたことを特徴とする低膨張
    鉄ニッケル合金。
  2. 【請求項2】 重量%で、C:最大0.009%及びM
    n:最大0.1%,Ni:少なくとも34%、残部随伴
    不純物を含む鉄とし、20℃から200℃の温度範囲で
    使用される低膨張鉄ニッケル合金において、鉄ニッケル
    比率を1.68から1.72の範囲に調節して熱膨張係
    数を2×10-6/K未満にしたことを特徴とする低膨張
    鉄ニッケル合金。
  3. 【請求項3】 カラーTV機器のシャドウマスクの製造
    に使用する請求項1または2記載の低膨張鉄ニッケル合
    金。
  4. 【請求項4】 最大マンガン含有量が0.1%であり、
    最大アルミニウム含有量が0.01%であり、最大けい
    素含有量が0.30%であることを特徴とする請求項1
    から3までの何れか1項記載の低膨張鉄ニッケル合金。
  5. 【請求項5】 最大マンガン含有量が0.07%であ
    り、最大けい素含有量が0.05%であり、最大アルミ
    ニウム含有量が0.4%であるように合金元素マンガ
    ン、アルミニウム及びけい素を制限したことを特徴とす
    る請求項1から3までの何れか1項記載の低膨張鉄ニッ
    ケル合金。
JP6108321A 1993-05-27 1994-05-23 低膨張鉄ニッケル合金 Expired - Fee Related JP2694864B2 (ja)

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