JP3326897B2 - シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーテレビ等の受
像管用Ｆｅ−Ｎｉ系シャドウマスク用合金薄板に関す
る。

【０００２】

【従来技術】近年、カラーテレビの高品位化に伴い、色
ずれの問題に対処するために、シャドウマスク用合金と
して３４〜３８wt％のＮｉを含有するＦｅ−Ｎｉ系合金
が使用されるようになってきた。このＦｅ−Ｎｉ系合金
は、シャドウマスク用材料として従来から使用されてき
た低炭素鋼に比べ、熱膨張率が著しく小さいので、Ｆｅ
−Ｎｉ系合金によってシャドウマスクを作れば、シャド
ウマスクが電子ビームにより加熱されても、シャドウマ
スクの熱膨張による色ずれの問題は生じ難い。

【０００３】シャドウマスク用合金薄板は、一般的に下
記工程によって製造される。即ち、連続鋳造法または造
塊法によって、合金塊を製造する。次いで、このように
製造された合金塊を分塊圧延してスラブとし、このスラ
ブの表面疵を手入れした後、加熱して熱間圧延し熱延鋼
帯を得る。そして、この熱延鋼帯を冷間圧延し、焼鈍を
施して、合金薄板を製造するのである。

【０００４】上述したようにして製造されたシャドウマ
スク用合金薄板は、通常下記工程によって、シャドウマ
スクに加工される。即ち、シャドウマスク用合金薄板に
フォトエッチングによって、電子ビームの通過孔（以
下、単に「孔」という」を形成する（以下、エッチング
によって穿孔されたままのシャドウマスク用合金薄板を
「フラットマスク」という）。次いで、フラットマスク
に焼鈍を施し、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に曲面形状にプレス成形する。次
いで、これをシャドウマスクに組立て、その表面上に黒
化処理を施す。

【０００５】しかし、上記のような従来の一般のＦｅ−
Ｎｉ系合金を使用する場合、この合金は従来の低炭素鋼
シャドウマスクに比較して強度が高いため、エッチング
穿孔後のプレス成形性を確保するために、８００℃以上
の高温で軟化焼鈍（プレス前焼鈍）を実施し、その軟質
化を図っている。

【０００６】しかしながら、このように軟化焼鈍を８０
０℃以上という高温で行うことは、作業効率および経済
性の面で不利であり、より低温で軟化焼鈍を行っても、
従来の８００℃以上の軟化焼鈍を行ったものと同等の低
強度が得られる材料の開発が望まれている。

【０００７】このような従来のＦｅ−Ｎｉ系合金材料の
強度を、８００℃未満の温度で軟化焼鈍して低減させる
方法としては、特開平３−２６７３２０号公報に開示さ
れた技術がある。この技術は１次冷間圧延とこれに引き
続く再結晶焼鈍を行った後、圧下率が５〜２０％の範囲
で仕上冷間圧延し、引続き８００℃未満の温度で焼鈍す
ることにより、材料の２００℃での０．２％耐力を９．
５ｋｇｆ／ｍｍ² （１０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下）として低
強度化を図り、プレス成形性を良好なレベルまで高める
というものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平３−２６７３２０号公報に開示された技術は、
単に平均的な粒度と強度に注目したものであって、開示
されている強圧下−低温再結晶というプロセスでは、
｛１００｝結晶面の集積度が著しく大きくなるととも
に、混粒組織となってしまう。このため、この技術によ
り得られたシャドウマスク用材料は、プレス成形時に金
型にかじり付きが発生し、シャドウマスク端部で割れが
発生しやすいという問題点がある。また、この材料は内
面異方性も大きいため、シャドウマスクに透過光の透過
ムラが発生するという問題点もある。

【０００９】この発明は、上述した従来技術の問題点を
解消するためになされたものであり、プレス前焼鈍を８
００℃未満の比較的低い温度で実施しても、プレス成形
時の形状凍結性に優れ、金型とのなじみが良好で、材料
の割れが生じにくく、しかもシャドウマスクの透過光の
透過ムラの原因となる伸びムラも生じにくいという優れ
たプレス成形性を有し、さらに部分的な色ずれの発生が
ないので、優れた画面品質を得ることができるプレス成
形性に優れたシャドウマスク用合金薄板を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第一のシ
ャドウマスク用合金薄板は、重量％で、Ni:34 〜38%、C
r:0.01 〜3%を含有すると共に、Si:0.2% 以下、B:0.005
%以下、O:0.004%以下、N:0.003%以下、Sb:0.05%以下の
要件を満たし、且つシャドウマスクをプレス成形するた
めに施す焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径D_avが10.
5〜15μm 、オーステナイト結晶粒径の最大値D_max と最
小値D_min との比D_max /D_minが1 〜15、ビッカース硬さH
vが165 〜220 でかつ平均オーステナイト結晶粒径D
_av(μm)との関係で次式を満足し、板表面での各結晶面
の集積度が次表の条件を満足するものである。

【００１１】

【数４】

【００１２】

【表４】

【００１３】また、この発明に係る第二のシャドウマス
ク用合金薄板は、重量％で、Ni:34〜38% 、Cr:0.01 〜3
%、Ｃｏ：１％以下を含有すると共に、Si:0.2% 以下、
B:0.005%以下、O:0.004%以下、N:0.003%以下、Sb:0.05%
以下の要件を満たし、且つャドウマスクをプレス成形す
るために施す焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径D_{a v}
が10.5〜15μm 、オーステナイト結晶粒径の最大値D
_max と最小値D_min との比D _max /D_minが1 〜15、ビッカ
ース硬さHvが165 〜220 でかつ平均オーステナイト結晶
粒径D_av(μm)との関係で次式を満足し、板表面での各結
晶面の集積度が次表の条件を満足するものである。

【００１４】

【数５】

【００１５】

【表５】

【００１６】さらには、この発明に係る第三のシャドウ
マスク用合金薄板は、重量％で、Ni:34 〜38% 、Cr:0.0
1 〜3%、Ｃｏ：１％超え〜7%を含有すると共に、Si:0.2
% 以下、B:0.005%以下、O:0.004%以下、N:0.003%以下S
b:0.05%以下に要件を満たし、且つシャドウマスクをプ
レス成形するために施す焼鈍前の平均オーステナイト結
晶粒径D_avが10.5〜15μm 、オーステナイト結晶粒径の
最大値D_max と最小値D_min との比D_max /D_minが1 〜15、
ビッカース硬さHvが165 〜220 でかつ平均オーステナイ
ト結晶粒径D_av(μm)との関係で次式を満足し、板表面で
の各結晶面の集積度が次表の条件を満足するものであ
る。

【００１７】

【数６】

【００１８】

【表６】

【００１９】

【作用】以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説
明する。本発明の成分組成の限定理由は以下の通りであ
る。色ずれの発生を防止するためにシャドウマスク用Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金薄板に要求される３０〜１００℃の温度
域における平均熱膨張係数の上限値は３．０×（１／１
０⁶ ）／℃である。熱膨張係数は合金のＮｉ量に依存
し、上記の平均熱膨張係数の条件を満たすＮｉ量は、３
４〜３８wt％である。このためＮｉは３４〜３８wt％の
範囲とする。また、より低い平均熱膨張係数を得るため
にはＮｉ量は３５．５〜３７wt％、さらに好ましくは３
５．５〜３６．５wt％とすることが望ましい。通常、Ｃ
ｏはＦｅ−Ｎｉ系合金中に不可避不純物としてある程度
含まれており、Ｃｏが１wt％以下では特性にほとんど影
響を与えず、Ｎｉ量も上記範囲でよい。

【００２０】一方、Ｃｏを１wt％超〜７wt％含有する場
合には、上記の平均熱膨張係数の条件を満足するための
Ｎｉの範囲は２８〜３８wt％である。このためＣｏを１
wt％超〜７wt％含有する場合には、Ｎｉは２８〜３８wt
％の範囲とする。また、Ｃｏを３〜６wt％、Ｎｉは３０
〜３３wt％とすることにより、平均熱膨張係数がより低
い優れた特性が得られる。また、Ｃｏが７wt％を超える
と逆に平均熱膨張係数が劣化するため、Ｃｏの上限は７
wt％とする。

【００２１】Ｃｒは本合金の耐食性を向上させるが、、
熱膨張係数を劣化（増大）させる元素である。本合金を
後述するような本発例に示す結晶面の集積度および結晶
粒径、硬度に調整する場合、Ｃｒが０．０１％以上で耐
食性向上の効果が得られる。一方３％を超えると本発明
で意図する平均熱膨張係数が得られない。Ｃｒは０．０
１％未満では耐食性向上効果が得られない。以上よりＣ
ｒ量の下限、上限はそれぞれ０．０１wt％と３．％と定
めた。

【００２２】Ｏは不可避不純物の１つであり、Ｏ量が多
いと、合金中の酸化物系非金属介在物が多くなり、この
介在物が、特に８００℃、未満の温度域で行われるプレ
ス前焼鈍において結晶粒の成長を阻害する。Ｏが０．０
０４wt％を超えると、この粒成長の阻害作用が著しくな
り、本発明が目的とするプレス成形性が得られない。こ
のためＯは０．００４wt％を上限とする。なお、下限は
特に限定しないが、溶製上の経済性の面からは０．００
０１wt％程度が実質的な下限となる。

【００２３】Ｂは熱間加工性を向上させる作用がある
が、その含有量が多くなるとプレス前焼鈍時に形成され
る再結晶粒の粒界に偏析し、粒界移動を阻害する。この
結果、結晶粒の成長性が阻害され、プレス前の焼鈍後に
所要の０．２wt％耐力が得られなくなる。特に本発明が
前提とする比較的低い温度でのプレス前焼鈍の下では粒
成長の阻害作用が強く、しかも、この作用はすべての結
晶粒に対して一様には働くものではないため、結果的に
は著しい混粒組織を生じ、プレス成形時の材料の伸びム
ラを生じさせ、シャドウマスクの透過ムラの原因とな
る。Ｂが０．００５wt％を超えると、本合金の場合上記
した粒成長の阻害作用が著しくなるため、本発明が目的
とするプレス成形性が得られなくなり、また、上記の透
過ムラ等の問題も生じる。このためＢは０．００５wt％
を上限とする。なお、上記の観点より好ましいＢ量は
０．００１wt％以下である。

【００２４】Ｓｉは溶製時の脱酸元素として添加される
が、その添加量が０．２wt％を超えると、プレス前の焼
鈍時に合金薄板表面にＳｉの酸化膜が形成され、この酸
化膜によりプレス成形時の金型とのなじみが悪くなり、
合金薄板の金型へのかじり付きが生じるようになる。こ
のため、Ｓｉは０．２wt％を上限とする。また、Ｓｉ量
をさらに低減することにより、合金薄板と金型とのなじ
みをより良好なものとすることができる。なお、Ｓｉの
下限は特に限定しないが、溶製上の経済性の面からは
０．００１wt％程度が実質的な下限となる。

【００２５】Ｎは溶製時に不可避的に混入する元素であ
り、Ｎを０．００３wt％を超えて含有すると、プレス前
焼鈍時に合金薄板表面にＮが濃化して窒化物を形成し、
この窒化物により、プレス成形時の金型とのなじみが悪
くなり、合金薄板の金型へのかじり付きが生じるように
なる。このためＮは０．００３wt％以下とする。なお、
下限は特に限定しないが、溶製上の経済性の面からは
０．０００１wt％程度が実質的な下限となる。

【００２６】Ｓｂは溶製時に不可避的に混入する元素で
あり、０．０５wt％を超えて含有すると本合金の結晶粒
の成長性が阻害されて本発明で意図する結晶粒径が得ら
れない。従って、Ｓｂの上限は０．０５wt％に定めた。
なお、上記の成分元素以外の元素については、Ｃ：０．
０００１〜０．０１０wt％、Ｍｎ：０．００１〜０．５
wt％の範囲とすることが好ましい。

【００２７】本発明が目的とするプレス成形時の形状凍
結性の向上、合金薄板の割れ発生の抑制およびシャドウ
マスクの透過ムラ発生の防止のためには、上記の成分組
成の規定に加え、プレス前焼鈍前における平均オーステ
ナイト結晶粒径Ｄ_av、オーステナイト結晶粒径の最大値
Ｄ_max と最小値Ｄ_min との比Ｄ_max ／Ｄ_min 、合金薄板
のビッカース硬さＨｖを特定の範囲とし、且つこのビッ
カース硬さＨｖを平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avとの
関係で特定の範囲に規制する必要がある。ここで、Ｄ _av
および比Ｄ _max ／Ｄ _min については、通常の画像処理装
置により容易に得ることができる。なお、これ以降の説
明では、組織検査用の試料から5〜10視野のオーステナ
イト組織を市販の画像処理装置に取り込み、その装置搭
載の標準的な画像処理機能を用いて、各視野の結晶粒径
の平均値、最大値、最小値を測定し、それらを平均して
Ｄ _av および比Ｄ _max ／Ｄ _min を算出している。

【００２８】図１は、本発明が規定する成分組成を有
し、且つプレス前焼鈍前のオーステナイト結晶粒径の最
大値Ｄ_max と最小値Ｄ_min との比Ｄ_max ／Ｄ_min 、およ
び各結晶面の集積度が本発明範囲内にある合金薄板につ
いて、８００℃未満のプレス前焼鈍を実施した後にプレ
ス成形を行い、プレス前焼鈍前の平均オーステナイト結
晶粒径Ｄ_avおよびビッカース硬さＨｖがプレス成形性に
及ぼす影響を調べたものである。同図によれば、平均オ
ーステナイト結晶粒径Ｄ_avが１０．５μｍ未満では、本
発明が前提とする８００℃未満のプレス前焼鈍の下では
合金薄板の結晶粒径が十分に粗大化しないため、スプリ
ングバッグが大きく形状凍結性が劣っている。一方、平
均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avが１５．０μｍを超える
と、プレス前焼鈍時に再結晶が起こりにくく、この場合
も形状凍結性が劣っている。

【００２９】また、ビッカース硬さＨｖは主として冷間
圧延率によって決まるが、これが１６５未満では合金薄
板に十分な歪が付与されていないため、プレス前焼鈍時
における再結晶のための駆動力が小さく、十分な再結晶
が生じない。このためプレス前焼鈍後でも硬質であり、
形状凍結性が劣っている。一方、合金薄板に過度の歪が
付与されることにより、ビッカース硬さＨｖが２２０を
超えると、プレス前焼鈍時の再結晶のための駆動力が大
きいため、再結晶時の核生成頻度が高くなり過ぎ、この
結果、プレス前焼鈍後において結晶粒が細粒化し、この
場合も形状凍結性が劣ることになる。

【００３０】また、図１によれば、プレス前焼鈍時に適
正な再結晶を生じさせるためには、ビッカース硬さＨｖ
を平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avとの関係で規定する
必要があることが分かる。すなわち、プレス前焼鈍前の
平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avが大きいものほど、プ
レス前焼鈍時の駆動力を得るために大きな歪量が必要で
あるため、平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avに応じてビ
ッカース硬さＨｖの下限を規定する必要があり、一方、
平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_avの小さいものほど、核
生成場所が多いため、プレス前の焼鈍後における結晶粒
が細粒化を防ぐ観点から、平均オーステナイト結晶粒径
Ｄ_avに応じてビッカース硬さＨｖの上限を規定する必要
がある。

【００３１】図１によれば、ビッカース硬さＨｖが１６
５以上であっても、Ｈｖ＜１０×Ｄ _av＋５０であると、
プレス前焼鈍時おける再結晶のための駆動力が相対的に
小さ過ぎ、十分な再結晶が生じない。このためプレス前
の焼鈍後でも硬質であり、形状凍結性が劣っている。一
方、ビッカース硬さＨｖが２２０以下であっても、Ｈｖ
＞１０×Ｄ_av＋８０であると、プレス前焼鈍時の再結晶
のための駆動力が相対的に大き過ぎるため、プレス前の
焼鈍後において結晶粒が細粒化し、形状凍結性が劣って
いる。

【００３２】図２は、本発明が規定する成分組成を有
し、且つプレス前焼鈍前のオーステナイト結晶粒径Ｄ_av
に、ビッカース硬さＨｖおよび各結晶面の集積度が本発
明範囲内にある合金薄板について、８００℃未満のプレ
ス前焼鈍を実施した後にプレス成形を行い、プレス前焼
鈍前のオーステナイト結晶粒径の最大値Ｄ_max と最小値
Ｄ_min との比Ｄ_max ／Ｄ_min が、シャドウマスクの透過
ムラ発生に及ぼす影響を調べたものである。これによれ
ば、オーステナイト結晶粒径の最大値と最小値との比Ｄ
_max ／Ｄ_min が１５を越えると、エッチング孔径が不揃
いになるため透過ムラが発生している。Ｄ_max ／Ｄ_min
は小さければ小さいほど好ましく、したがってＤ_max ／
Ｄ_min の下限は１となる。

【００３３】以上の理由から、本発明ではプレス前焼鈍
時の結晶粒の成長性を高めて形状凍結性を良好とし、且
つシャドウマスクの透過ムラ発生を抑制する条件とし
て、プレス前焼鈍前における平均オーステナイト結晶粒
径Ｄ_avを１０．５〜１５．０μｍ、オーステナイト結晶
粒径の最大値Ｄ_max と最小値Ｄ_min との比Ｄ_max ／Ｄ_mi
n （以下、「オーステナイト結晶粒の混粒度」という）
を１〜１５、ビッカース硬さＨｖを１６５〜２２０で且
つ平均オーステナイト結晶粒径Ｄ_av（μｍ）との関係で １０×Ｄ_av＋８０≧Ｈｖ≧１０×Ｄ_av＋５０ の条件を満足するものと規定する。

【００３４】また、本発明が目的とするプレス成形時の
割れ発生の防止、シャドウマシクの透過ムラ発生の防止
および部分的な色ずれ発生の抑制のためには、上述した
ような規定に加えて、プレス前焼鈍前の合金薄板表面で
の結晶面での集積度を、所定の範囲にすることが重要で
ある。

【００３５】本発明者らは、プレス前焼鈍前の合金薄板
表面での｛２１１｝結晶面の集積度を制御することによ
り、プレス成形時における合金薄板の割れ発生を効果的
に抑制できること、また、｛１００｝および｛１１０｝
の各結晶面の集積度を制御することにより、シャドウマ
スクの透過ムラを抑制でき、さらに｛１１１｝、｛３１
１｝、｛３３１｝および｛２１０｝の各結晶面の集積度
を制御することでシャドウマスクの部分的な色ずれの発
生を抑制できることを見いだした。

【００３６】すなわち、｛２１１｝結晶面の集積度が２
０％を超えると、プレス成形時に合金薄板に割れが発生
する。また、｛１１１｝、｛３１１｝、｛３３１｝およ
び｛２１０｝の各結晶面の集積度が、｛１１１｝結晶面
で１４％、｛３１１｝結晶面で２０％、｛３３１｝結晶
面で２０％、｛２１０｝結晶面で２０％をそれぞれ超え
ると、プレス成形によって孔形状が異常に変形し、上述
したシャドウマスクの部分的な色ずれが発生する。

【００３７】｛１００｝および｛１１０｝の各結晶面の
集積度の制御は、オーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ
_max ／Ｄ_min ）を本発明範囲内とするために必要であ
る。すなわち、｛１００｝結晶面の集積度が７５％を超
えるか、あるいは｛１１０｝結晶面の集積度が４０％を
超えると、オーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ
_{mi n} ）が１５を超えてしまう。この結果、プレス前焼鈍
前の再結晶が均一に進行せず、プレス前焼鈍後の結晶粒
が混粒状態となるため、シャドウマスクに透過ムラが生
じる。また、｛１００｝結晶面の集積度が５％を下回る
と、｛１１０｝結晶面の集積度が４０％を超え、｛１１
０｝結晶面の集積度が５％を下回ると、｛１００｝結晶
面の集積度が７５％を超えるので、いずれの場合にもオ
ーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）が１５
を超え、シャドウマスクに透過ムラが生じる。

【００３８】図３は、｛１００｝結晶面の集積度とオー
ステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max／Ｄ_min ）との関係
を示すグラフである。この図より、｛１００｝結晶面の
集積度を５〜７５％とすることにより、オーステナイト
結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ _min ）を１〜１５の範囲に
制御できることが分かる。また、｛１００｝結晶面の集
積度をより限定された８〜４６％とすることにより、混
粒度をさらに小さくすることができ、このため透過ムラ
の発生をより効果的に抑制することができる。

【００３９】以上の理由から、本発明ではプレス前焼鈍
前の合金薄板表面での結晶面での集積度を、以下のよう
に規定した。 ｛１１１｝結晶面の集積度：１４％以下 ｛１００｝結晶面の集積度：５％〜７５％ ｛１１０｝結晶面の集積度：５％〜４０％ ｛３１１｝結晶面の集積度：２０％以下 ｛３３１｝結晶面の集積度：２０％以下 ｛２１０｝結晶面の集積度：２０％以下 ｛２１１｝結晶面の集積度：２０％以下 ただし、集積度は｛１１１｝、｛１００｝、｛１１
０｝、｛３１１｝、｛３３１｝、｛２１０｝および｛２
１１｝の相対比率 各結晶面の集積度は、各々の集積度を｛１１１｝、｛１
００｝、｛１１０｝、｛３１１｝、｛３３１｝、｛２１
０｝および｛２１１｝の各結晶面の集積度の和で除し、
百分率で表したものである。

【００４０】上述した各結晶面の集積度は、合金薄板の
板面のＸ線回折により得られる（１１１）、（２０
０｝、（２２０）、（３１１）、（３３１）、（４２
０）および（４２２）の各回折面のＸ線回折強度から求
めることができる。例えば、｛１１１｝結晶面の集積度
は、（１１１）回折面の相対Ｘ線回折強度比を、（１１
１）、（２００｝、（２２０）、（３１１）、（３３
１）、（４２０）および（４２２）の各回折面の相対Ｘ
線回折強度比の和で割ることにより求めることができ
る。また、他の｛１００｝、｛１１０｝、｛３１１｝、
｛３３１｝、｛２１０｝および｛２１１｝の各結晶面の
集積度も、同様にして求めることができる。ここで、相
対Ｘ線回折強度比とは各回折面で測定されたＸ線回折強
度を、その回折面の理論Ｘ線回折強度で割ったものであ
る。例えば、（１１１）回折面の相対Ｘ線回折強度比と
は、（１１１）回折面で測定されたＸ線回折強度を、
（１１１）回折面の理論Ｘ線回折強度で割ったものであ
る。

【００４１】また、｛１００｝、｛１１０｝、｛３１
１｝、｛３３１｝、｛２１０｝および｛２１１｝の各結
晶面の集積度は、それぞれこれらの結晶面と方位的に等
しい（２００）、（２２０）、（３１１）、（３３
１）、（４２０）および（４２２）の各回折面の相対Ｘ
線回折強度比を、上記の（１１１）から（４２２）まで
の７個の回折面の相対Ｘ線回折強度比の和で割ることに
より求めることができる。

【００４２】本発明が規定するプレス前焼鈍前の｛１１
１｝、｛１００｝、｛１１０｝、｛３１１｝、｛３３
１｝、｛２１０｝および｛２１１｝の各結晶面の集積度
は、通常熱間圧延以降の処理条件を適宜選択することに
より得ることができる。

【００４３】例えば、本発明の合金薄板を、分塊圧延ス
ラブまたは連続鋳造スラブを加熱して熱間圧延した後、
熱延板焼鈍−１次冷間圧延−再結晶焼鈍−２次冷間圧延
−再結晶焼鈍−仕上冷間圧延−歪取り焼鈍の工程を経て
製造する場合、上述した各結晶面の集積度を得るために
は、熱延板焼鈍の焼鈍温度を９１０〜９９０℃の範囲で
適切な温度に制御し、加えて冷間圧延条件、再結晶焼鈍
条件、仕上冷間圧延条件および歪取り焼鈍条件を、適正
な条件となるように制御すればよい。

【００４４】なお、本発明が規定する結晶面の集積度を
得るには、分塊圧延スラブまたは連続鋳造スラブを均一
化熱処理することは好ましくない。例えば、この均一化
熱処理が１２００℃以上、１０時間以上の条件で行われ
た場合、｛１１１｝、｛１００｝、｛１１０｝、｛３１
１｝、｛３３１｝、｛２１０｝および｛２１１｝の各結
晶面の集積度のうち、１つ以上が本発明が規定する条件
から外れてしまうので、このような処理は避けなければ
ならない。

【００４５】本発明が規定する各結晶面の集積度は、上
記した方法以外にも急冷凝固法の採用、熱間加工での再
結晶のコントロールによる集合組織制御等により得るこ
とができる。

【００４６】本発明の合金薄板は、プレス前焼鈍をフォ
トエッチング前に実施してもよく、プレス前焼鈍が本発
明が前提とする比較的低い温度で行われるならば、フォ
トエッチングの品質が損なわれることはない。従来材で
は、プレス前焼鈍を本発明が前提とする比較的低い温度
で実施した後に、フォトエッチングするとフォトエッチ
ングの品質が損なわれるため、事実上プレス前焼鈍をフ
ォトエッチング前に実施することはできない。これに対
して、本発明材ではプレス前焼鈍後にフォトエッチング
を実施してもエッチング性が損なわれることはない。

【００４７】

【実施例】

〔実施例１〕取鍋精錬によって表７に示す成分組成の合
金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２３の合金をそれぞれ精錬し、その
溶鋼から合金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１３の合金については、
連続鋳造法により連続鋳造スラブを得るとともに、合金
Ｎｏ．１８〜Ｎｏ．２３の合金については、鋳型を用い
て鋼塊を得、この鋼塊を手入れ後分塊圧延して分塊圧延
スラブを得た。そして、これらのスラブの表面手入れを
行った後、これらのスラブを加熱炉に装入し、１１００
℃の加熱温度で３時間加熱した後抽出し、熱間圧延を行
い熱延板を得た。また、合金Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．１７の
合金については、薄鋳板に直接鋳造し、この薄鋳板を圧
延温度１０００〜１３００℃、圧延率３０％で熱間圧延
した後、７５０℃の巻取温度でコイルに巻取り、熱延板
を得た。

【００４８】

【表７】

【００４９】上述した合金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２３の合金
の熱間圧延板を素材として、以下に説明する工程を経
て、表８および表９に示す材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３４の
合金薄板を得た。

【００５０】

【表８】

【００５１】

【表９】

【００５２】材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２１および材料Ｎ
ｏ．２７〜Ｎｏ．３０の合金薄板は、合金Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．２１の熱延板から、下記に示す一連の工程を経て
得られた板厚０．１３ｍｍの合金薄板である。 熱延板焼鈍(910〜990 ℃) −１次冷間圧延−再結晶
焼鈍(860〜940 ℃×125秒) −2 次冷間圧延−再結晶焼
鈍(860〜940 ℃×125 秒) −仕上冷間圧延( 圧延率15%)
−歪取り焼鈍(530℃×30秒) 材料Ｎｏ．２２およびＮｏ．２６の合金薄板は、それぞ
れ合金Ｎｏ．２２および合金Ｎｏ．２の熱延板から、下
記に示す一連の工程を経て得られた板厚０．１３ｍｍ
の合金薄板である。

【００５３】 １次冷間圧延( 圧延率92.5%)−再結晶
焼鈍(850℃×60秒) −仕上冷間圧延(圧延率15%)−歪取
り焼鈍(530℃×3 秒) 材料Ｎｏ．２３の合金薄板は、合金Ｎｏ．２３の熱延板
から、下記に示す一連の工程を経て得られた板厚０．
１３ｍｍの合金薄板である。 熱延板焼鈍(970℃) −１次冷間圧延−再結晶焼鈍(8
60℃×30秒) −2 次冷間圧延−再結晶焼鈍(860℃×30
秒) −仕上冷間圧延−歪取り焼鈍(530℃×30秒) 材料Ｎｏ．２４の合金薄板は、合金Ｎｏ．１の熱延板か
ら、下記に示す一連の工程を経て得られた板厚０．１
３ｍｍの合金薄板である。

【００５４】 熱延板焼鈍(950℃) −１次冷間圧延(
圧延率74%)−再結晶焼鈍(950℃×180秒) −2 次冷間圧
延( 圧延率40%)−再結晶焼鈍(950℃×180 秒) −仕上冷
間圧延( 圧延率15%)−歪取り焼鈍(530℃×30秒) 材料Ｎｏ．２５の合金薄板は、合金Ｎｏ．１の熱延板か
ら、下記に示す一連の工程を経て得られた板厚０．１
３ｍｍの合金薄板である。 熱延板焼鈍(950℃) −１次冷間圧延−再結晶焼鈍(8
00℃×30秒) −2 次冷間圧延−再結晶焼鈍(800℃×30
秒) −仕上冷間圧延−歪取り焼鈍(530℃×30秒) 材料Ｎｏ．３１とＮｏ．３３の合金薄板は合金Ｎｏ．４
の熱延板から、材料Ｎｏ．３２の合金薄板は合金Ｎｏ．
３の熱延板から、また材料Ｎｏ．３４の合金薄板は合金
Ｎｏ．７の熱延板から、それぞれ下記に示す一連の工程
を経て得られた板厚０．１３ｍｍの合金薄板である。

【００５５】 １次冷間圧延−再結晶焼鈍(860〜940
℃×125 秒) −2 次冷間圧延−再結晶焼鈍(860〜940 ℃
×125 秒) −仕上冷間圧延−歪取り焼鈍(530℃×30秒) なお、上記の各熱延板は熱延後に十分に再結晶してい
た。

【００５６】以上のようにして得られた合金薄板のう
ち、材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２および材料Ｎｏ．１５〜
Ｎｏ．３４の各合金薄板を、エッチングによりフラット
マスク（成形前のシャドウマスク）に加工した後、７７
０℃の温度で４５分間のプレス前焼鈍を施し、その後プ
レス成形を行ってシャドウマスクのプレス成形性を調べ
た。また、プレス成形したシャドウマスクを黒化処理し
てブラウン管に組み込み、電子ビームを所定時間照射し
た後の部分的な色ずれの発生状況も調べた。

【００５７】また、材料Ｎｏ．１３およびＮｏ．１４の
各合金薄板は、エッチング前に７９５℃の温度で３分間
のプレス前焼鈍を施し、その後エッチングによりフラッ
トマスクに加工し、次いでプレス成形を行ってシャドウ
マスクのプレス成形性を調べるとともに、上記したのと
同じ方法により、部分的な色ずれの発生状況も調べた。

【００５８】表８および表９に、各合金薄板のプレス前
焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径（Ｄ_av）、オース
テナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）、ビッカー
ス硬度（Ｈｖ）、（１０×Ｄ_av＋８０−Ｈｖ）および
（Ｈｖ−１０×Ｄ_av−５０）の正負の区別を示すととも
に、表１０および表１１にプレス前焼鈍前の合金薄板板
面での各結晶面の集積度、プレス成形性、部分的な色ず
れ発生の有無および耐錆性を示す。なお、プレス成形性
の各欄の評価基準および耐錆性の評価基準は、表１０お
よび表１１に注記したとおりのものである。

【００５９】

【表１０】

【００６０】

【表１１】

【００６１】表８〜表１０から分かるように、合金の成
分組成、合金薄板のプレス成形前の｛１１１｝、｛１０
０｝、｛１１０｝、｛３１１｝、｛３３１｝、｛２１
０｝および｛２１１｝の各結晶面の集積度、平均オース
テナイト結晶粒径（Ｄ_av）、オーステナイト結晶粒の混
粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）、ビッカース硬度（Ｈｖ）、お
よび１０×Ｄ_av＋８０≧Ｈｖ≧１０×Ｄ_av＋５０の条件
が本発明の規定を満足している材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１
３のＦｅ−Ｎｉ合金系薄板は、いずれも優れたプレス成
形性を示しており、部分的な色ずれの発生もない。

【００６２】また、同じように上述したような本発明に
規定する条件を満足している材料Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．１
７のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金系薄板も、いずれも優れたプ
レス成形性を示しており、部分的な色ずれの発生もな
い。また、材料Ｎｏ．１３およびＮｏ．１４の合金薄板
は、プレス前焼鈍をエッチング前に実施したものである
が、このような製造プロセスによっても、シャドウマス
クとしての本来の機能が付与されていることが分かる。
さらには、上記した材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１７の合金薄
板のいずれもが、後述する比較例に比べて優れているこ
とが分かる。

【００６３】これに対して、比較例である材料Ｎｏ．１
８の合金薄板はＳｉの含有量が本発明の上限値０．２重
量％を超え、材料Ｎｏ．２０の合金薄板はＮの含有量が
本発明の上限値０．００３重量％を超えているので、プ
レス成形時に金型とのなじみの点で問題がある。

【００６４】同じく比較例である材料Ｎｏ．１９の合金
薄板はＯの含有量が本発明の上限値０．００４重量％を
超え、材料Ｎｏ．２３の合金薄板はＳｂの含有量が本発
明の上限値０．０５重量％を超えているので、プレス前
焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径（Ｄ_av）が本発明
で規定する下限値１０．５μｍを下回わり、プレス成形
時の形状凍結性が劣っており、合金薄板に割れも発生し
ている。

【００６５】なお、材料Ｎｏ．１９の合金薄板は、オー
ステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max／Ｄ_min ）も本発明
に規定する上限値１５を超えているので、透過ムラも発
生している。また、材料Ｎｏ．２０の合金薄板は、Ｃｒ
の含有量も本発明の下限値０．００１重量％を下回って
いるので、耐食性が本発明例に比較して著しく劣ってい
る。

【００６６】同じく比較例である材料Ｎｏ．２１の合金
薄板はＢの含有量が本発明の上限値０．００５重量％を
超えているので、プレス前焼鈍前の平均オーステナイト
結晶粒径（Ｄ_av）が本発明で規定する下限値１０．５μ
ｍを下回わり、プレス成形時の形状凍結性が劣ってお
り、合金薄板に割れも発生している。なお、材料Ｎｏ．
２１の合金薄板は、オーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ
_max ／Ｄ_min ）も本発明に規定する上限値１５を超えて
いるので、透過ムラも発生している。

【００６７】同じく比較例である材料Ｎｏ．２２の合金
薄板は、熱延板焼鈍を実施することなく下記に示す一連
の工程を経て製造されたものであり、これは前述した
特開平３−２６７３２０号公報に開示された技術に基づ
くものと同等のものである。

【００６８】 １次冷間圧延( 圧延率92.5%)−再結晶
焼鈍(850℃×60秒) −仕上冷間圧延(圧延率15%)−歪取
り焼鈍(530℃×3 秒) この材料Ｎｏ．２２の合金薄板は、｛１００｝結晶面の
集積度が本発明で規定する上限値７５％を超え、かつ
｛１１０｝結晶面の集積度が本発明で規定する下限値５
％を下回わり、またオーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ
_max ／Ｄ_min ）も本発明に規定する上限値１５を超えて
いる。

【００６９】（材料Ｎｏ．２３の説明がない）比較例で
ある材料Ｎｏ．２４の合金薄板は、１、２次冷間圧延後
の再結晶焼鈍を９５０℃×１８０秒の条件で、また材料
Ｎｏ．２５の合金薄板は、１、２次冷間圧延後の再結晶
焼鈍を８００℃×３０秒の条件で行ったものであるが、
プレス前焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径（Ｄ_av）
が、材料Ｎｏ．２４の合金薄板では本発明で規定する上
限値１５μｍを超え、材料Ｎｏ．２５の合金薄板では本
発明で規定する下限値１０．５μｍを下回わり、いずれ
もプレス成形時の形状凍結性が劣っている。

【００７０】比較材である材料Ｎｏ．２６の合金薄板
は、材料Ｎｏ．２６の合金薄板と同様の工程で製造され
たものであり、｛１００｝結晶面の集積度が本発明で規
定する上限値７５％を超え、かつ｛１１０｝結晶面の集
積度が本発明で規定する下限値５％を下回わり、オース
テナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）も本発明に
規定する上限値１５を超えているので、透過ムラが発生
している。このように、本発明で規定する成分範囲内に
入っている合金薄板でも、各結晶面での集積度およびオ
ーステナイト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）が、本
発明で規定する範囲に入らないと、優れたプレス成形性
は得られない。

【００７１】比較例の材料Ｎｏ．２７の合金薄板は、ビ
ッカース硬さ（Ｈｖ）が本発明で規定する上限値２２０
を超え、材料Ｎｏ．２８の合金薄板は、ビッカース硬さ
（Ｈｖ）が本発明で規定する下限値１６５を下回り、材
料Ｎｏ．２９の合金薄板は、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が
本発明で規定する（１０×Ｄ_av＋８０）の値を超え、材
料Ｎｏ．３０の合金薄板は、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が
本発明で規定する（１０×Ｄ_av＋５０）の値を下回るの
で、いずれも形状凍結性が悪い。

【００７２】比較例の材料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．３４の合
金薄板は、熱延板焼鈍を実施することなく、冷間圧延以
降の工程は材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２１の合金薄板と同様
の工程で製造されたものである。このうち、材料Ｎｏ．
３１の合金薄板は、｛１１０｝結晶面の集積度が本発明
で規定する上限値４０％を超え、かつオーステナイト結
晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）も本発明に規定する上
限値１５を超えているので、透過ムラが発生している。
材料Ｎｏ．３２の合金薄板は、｛１１１｝結晶面の集積
度が本発明で規定する上限値１４％を超え、かつ｛３１
１｝結晶面の集積度が本発明で規定する上限値２０％を
超えるので、部分的な色ずれが発生している。材料Ｎ
ｏ．３３の合金薄板は、｛２１１｝結晶面の集積度が本
発明で規定する上限値２０％を超えているので、合金薄
板に割れが発生している。材料Ｎｏ．３４の合金薄板
は、｛３３１｝および｛２１０｝結晶面の集積度が本発
明で規定するそれぞれの上限値２０％を超えているの
で、部分的な色ずれが発生している。

【００７３】以上のように、合金の成分組成、合金薄板
のプレス前焼鈍前の各結晶面の集積度、プレス前焼鈍前
の平均オーステナイト結晶粒径（Ｄ_av）、オーステナイ
ト結晶粒の混粒度（Ｄ_max ／Ｄ_min ）およびビッカース
硬さ（Ｈｖ）が本発明で規定する範囲内にあり、かつＨ
ｖが、１０×Ｄ_av＋８０≧Ｈｖ≧１０×Ｄ_av＋５０の関
係を満たす合金薄板を製造することにより、優れたプレ
ス成形性および画面品質を有するシャドウマスク製造用
材料としての合金薄板を得ることができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明により、プレス成形時の形状凍結
性に優れ、金型とのなじみが良好で、材料の割れが生じ
にくく、しかもシャドウマスクを透過する透過光にムラ
が発生せず、かつ部分的な色ずれの発生のない優れた画
面品質を得ることができ、さらには耐食性もよいシャド
ウマスク用合金薄板を得ることができる。

【００７５】また、上記合金薄板は、プレス前焼鈍をエ
ッチング前に施しても、所要のエッチング性およびプレ
ス成形性が確保できるので、プレス前焼鈍を材料供給者
側で実施しておけば、ブラウン管製造者側でのプレス前
焼鈍を省略できるというメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレス前焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径
およびビッカース硬度とプレス成形性の関係を示すグラ
フである。

【図２】プレス前焼鈍前のオーステナイト結晶粒の混粒
度とシャドウマスクの透過ムラ発生との関係を示すグラ
フである。

【図３】プレス前焼鈍前の板表面での｛１００｝結晶面
の集積度とオーステナイト結晶粒の混粒度との関係を示
すグラフである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−251253（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−158229（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−41688（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64853（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−201733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−52024（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−158439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−259054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−120432（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−228546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−112760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190147（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 H01J 29/07

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ni:34 〜38% 、Cr:0.01 〜3%
   を含有すると共に、Si:0.2% 以下、B:0.005%以下、O:0.
   004%以下、N:0.003%以下、Sb:0.05%以下の要件を満た
   し、且つシャドウマスクをプレス成形するために施す焼
   鈍前の平均オーステナイト結晶粒径D_avが10.5〜15μm
   、オーステナイト結晶粒径の最大値D_max と最小値D
   _min との比D_max / D_min が1 〜15、ビッカース硬さHvが
   165 〜220 でかつ平均オーステナイト結晶粒径D_av(μm)
   との関係で次式を満足し、板表面での各結晶面の集積度
   が次表の条件を満足することを特徴とするシャドウマス
   ク用Fe-Ni 系合金薄板。 【数１】 【表１】
2. 【請求項２】 重量％で、Ni:34 〜38% 、Cr:0.01 〜3
   %、Ｃｏ：１％以下を含有すると共に、Si:0.2% 以下、
   B:0.005%以下、O:0.004%以下、N:0.003%以下%、Sb:0.05
   %以下の要件を満たし、且つシャドウマスクをプレス成
   形するために施す焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径
   D_avが10.5〜15μm 、オーステナイト結晶粒径の最大値D
   _max と最小値D_min との比D_max /D_minが1 〜15、ビッカ
   ース硬さHvが165 〜220 でかつ平均オーステナイト結晶
   粒径D_av(μm)との関係で次式を満足し、板表面での各結
   晶面の集積度が次表の条件を満足することを特徴とする
   シャドウマスク用Fe-Ni 系合金薄板。 【数２】 【表２】
3. 【請求項３】 重量％で、Ni:34 〜38% 、Cr:0.01 〜3
   %、Ｃｏ：１％超え〜7%を含有すると共に、Si:0.2% 以
   下、B:0.005%以下、O:0.004%以下、N:0.003%以下Sb:0.0
   5%以下の要件を満たし、且つシャドウマスクをプレス成
   形するために施す焼鈍前の平均オーステナイト結晶粒径
   D_avが10.5〜15μm 、オーステナイト結晶粒径の最大値D
   _max と最小値D_min との比D_max /D_minが1 〜15、ビッカ
   ース硬さHvが165 〜220 でかつ平均オーステナイト結晶
   粒径D_av(μm)との関係で次式を満足し、板表面での各結
   晶面の集積度が次表の条件を満足することを特徴とする
   シャドウマスク用Fe-Ni-系合金薄板。 【数３】 【表３】