JP3363705B2 - Method for producing Fe-Ni-based shadow mask sheet having excellent uneven streaks characteristics - Google Patents

Method for producing Fe-Ni-based shadow mask sheet having excellent uneven streaks characteristics

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JP3363705B2
JP3363705B2 JP15466896A JP15466896A JP3363705B2 JP 3363705 B2 JP3363705 B2 JP 3363705B2 JP 15466896 A JP15466896 A JP 15466896A JP 15466896 A JP15466896 A JP 15466896A JP 3363705 B2 JP3363705 B2 JP 3363705B2
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清孝 高知尾
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビある
いはパーソナルコンピュータ等の表示装置に使用される
シャドウマスクの製造に適するエッチング時のスジムラ
特性に優れたFe−Ni系シャドウマスク薄板の製造方
法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】カラーテレビあるいはパーソナルコンピ
ュータ等の表示装置に使用されるシャドウマスク材とし
ては、従来純鉄(アルミキルド鋼)が使用されてきた
が、近年表示装置の高精細化にともない、重量%で36
%のNiを含有するFe−Ni合金のいわゆるインバー
合金がアルミキルド鋼にとって替わるようになってきて
いる。このインバー合金は、室温での熱膨張係数が純鉄
(アルミキルド鋼)に比べ極めて低く、シャドウマスク
に形成された電子ビーム透過孔の位置精度を温度に依ら
ず正確に保つことができるという利点を有するものであ
る。 【0003】シャドウマスク材には、精密な電子ビーム
透過孔を形成するための高いエッチング性が要求され
る。最近エッチングにより電子ビーム透過孔を形成する
際に、部分的なエッチング状態の違いにより、微妙なス
ジ状ムラ(以下スジムラという)が問題となるようにな
った。こうしたスジムラを抑制する方法として、特開平
7−207415号ではMn量を、5×S(%)≦Mn
≦0.05%(S:硫黄%)に制御することにより、エ
ッチング性を向上させ、スジ状模様を低減する方法を提
案している。また、特公平7−78270号では、等軸
晶率を30%以上とし、950℃で1時間以上のソーキ
ング処理を実施し、スジムラを抑制する方法を提案して
いる。 また、特公平7−116558号では、ソーキ
ング処理によってSiの偏析率を10%以下に抑制する
ことにより、ムラの発生を防止する方法を提案してい
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上述した特開平7−2
07415号ならびに特公平7−116558号ではそ
れぞれMnの含有量あるいはSiの濃度偏析を抑えるこ
とにより、エッチング穿孔時のスジムラ発生を防止しよ
うとするものであるが、上述したMn量の低濃度管理
は、濃度ムラの絶対量を低減するという点では効果があ
るものの、精錬時の脱酸を困難にし、厳選された原料の
使用や真空精錬などのコスト上昇に大きく影響する作業
を余儀なくされる。また、ソーキングを行なう方法は効
果的であるが、そのままでは偏析部をなくすには、工数
がかかりすぎるという問題があった。Fe−36%Ni
インバー合金をはじめとする低熱膨張特性を有するFe
−Ni系合金はオーステナイト単相の合金であるため
に、溶湯からの凝固中に結晶粒が粗大化し易く、またこ
れに伴って合金元素ならびに不可避的不純物元素の濃度
のゆらぎを生じ易いという欠点を有している。 【0005】本発明者の検討によれば、スジムラが発生
する原因としては、主要元素であるNiおよび添加また
は不純物として残留するMnの両方がスジ状に濃化して
いる部分に対応していた。そして、こうした元素の濃度
のゆらぎは、凝固時のこれらの元素の濃度のゆらぎが、
その後の熱間圧延、冷間圧延により長手方向に伸ばさ
れ、幅が0.5〜2mm程度のスジ状の濃度ゆらぎ領域
を形成していると推定した。本発明の目的は、Fe−N
i系合金におけるNiおよびMnの両方の濃度のゆらぎ
を低減し、さらに確実にエッチング穿孔時のスジムラの
発生を解消したシャドウマスク薄板の製造方法を提供す
ることである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上述したように本発明者
等は、Fe−Ni系合金のスジムラ特性を改善するため
に、NiならびにMnの濃度のゆらぎとスジムラの発生
との関係に着目して検討を行なった。本発明者等は、こ
うしたスジムラの発生を抑制するには、まず、NiとM
nの濃度のゆらぎを極めて低いレベルに抑えるととも
に、さらに圧延工程に750〜900℃という比較的低
温域の焼鈍処理により組織におけるオーステナイト結晶
粒度番号を9番以上の細粒とすれば良いことを見いだし
本発明に到達した。すなわち、エッチングの極めて微妙
な違いにより初めて出現し、視覚により判断されるスジ
ムラの発生を抑えるには、凝固速度を速めNiとMnの
ゆらぎを極力抑えるだけでは十分ではなく、NiとMn
のゆらぎを極力低減してさらに組織における粒界をでき
るだけ増やすことによって初めて、スジムラを消失でき
るものである。 【0007】すなわち、本発明は、Ni 30〜50
%、Mn 0.01〜0.5%、残部Feを主体とする
組成を有し、板厚10mm以下に鋳造したストリップを
圧延処理して得た薄板であり、薄板の圧延幅方向上の1
0mmの間隔で検出されるNiおよびMnの濃度のゆら
ぎが、それぞれのベースライン濃度に対してそれぞれN
i3%以下、Mn10%以下であって、組織における結
晶粒は、オーステナイト結晶粒度番号9番以上の細粒で
あるFe−Ni系シャドウマスク薄板の製造方法を提供
するものである。本発明においては、Niの一部を、C
o10%以下で置換しても良い。 【0008】本発明において、NiおよびMnの濃度の
ゆらぎを上述したレベル以下に抑えるためには、その具
体的な方法として薄板連続鋳造法を適用して速い凝固速
度で、凝固進行中に表面から内部にかけての冷却をでき
るだけ速やかに行なうことが有効である。すなわち、表
面から中心までの凝固距離を短くして、表面から内部に
かけての温度勾配を従来の造塊法よりも著しく大きく与
えることが有効であることを見いだした。また、上述し
たように、NiとMnの濃度のゆらぎを低減した上で、
圧延工程に750〜900℃という比較的低温域の焼鈍
処理により組織におけるオーステナイト結晶粒度番号を
9番以上の細粒とする処理を行うことが必要である。 【0009】すなわち、本発明の製造方法はNi 30
〜50%、Mn 0.01〜0.5%、残部Feを主体
とする組成を有するか、または前記Niの一部をCo
10%以下で置換した組成を有するFe−Ni系合金溶
湯をロール対間を通して160℃/sec以上の凝固速
度で板厚10mm以下のストリップに鋳造し、その後ス
トリップを圧延処理により所定の板厚を得るものであっ
て、圧延処理後あるいは途中で750℃〜900℃でオ
ーステナイト結晶粒度番号9番よりも細粒に調整するス
ジムラ抑制焼鈍処理を行い、薄板の圧延幅方向上の10
mmの間隔で検出されるNiおよびMnの濃度のゆらぎ
が、それぞれのベースライン濃度に対してそれぞれNi
3%以下、Mn 10%以下とするスジムラ特性に優
れたFe−Ni系シャドウマスク薄板の製造方法であ
なお、上述した製造方法の工程に加えて、最終冷間
圧延後に500〜750℃の温度範囲において歪取り焼
鈍を行なっても良い。 【0010】 【発明の実施の態様】本発明おける重要な特徴は、薄板
の圧延幅方向上の10mmの間隔で検出されるNiおよ
びMnの濃度のゆらぎをそれぞれのベースライン濃度に
対してそれぞれNi3%以下、Mn10%以下に抑制す
るために、160℃/sec以上の凝固速度を満足する
板厚10mm以下の連続鋳造法を適用すると共に、その
後の圧延工程に750〜900℃という比較的低温域の
焼鈍処理により組織におけるオーステナイト結晶粒度番
号を9番以上の細粒とする処理を組み合わせた点にあ
る。本発明が対象とするスジムラ特性の大幅な改良のた
めには、ストリップ鋳造のみの手段では不十分である。
すなわち本発明は、ストリップの鋳造でNiとMnの濃
度のゆらぎを大きく低減した状態で圧延を行ない、組織
が微細で均一に分布した状態で、比較的低温度域(75
0〜900℃、望ましくは750〜850℃)で焼鈍を
行なうと、オーステナイト結晶粒度番号が9番以上の均
一な細粒にすることができることを見出したものであ
る。 【0011】ストリップ鋳造でない鋼塊から開始された
従来の圧延材を用いると、鋼塊時の偏析の影響が表わ
れ、低温域での焼鈍を行なっても必ずしも均一な微細結
晶粒に揃えることができず、スジムラとして出現する。
一方、ストリップ鋳造を行なって、せっかくNiやMn
の濃度のゆらぎをコントロールしても圧延工程の段階で
900℃を越えるような焼鈍を行なうと、オーステナイ
ト結晶粒度は粗大化したり、圧延時の応力のムラにより
結晶粒度の不均一化を生じて結局スジムラとして出現す
るのである。 【0012】すなわち、本発明の製造方法では、凝固と
圧延時の焼鈍という重要な工程間の特定の組合せのみに
おいて、スジムラが大きく低減するのである。10mm
以下の板厚を直接得る連続鋳造法は、表面から中心まで
の凝固距離を短くでき、板厚中心部の冷却速度を高める
のに都合が良い。ここで、板厚10mmを上限としたの
は、10mmを越える板厚に連続鋳造しても表面から中
心までの凝固距離が長くなり、NiおよびMnの濃度の
ゆらぎを十分抑制することができなくなるためである。
なお、本発明でいうベースライン濃度とは、X線マイク
ロアナライザーによるNiおよびMnのライン分析を行
って確認される正常部の濃度である。また、本発明にお
いて、濃度ゆらぎを薄板の圧延幅方向上と規定したの
は、スジムラは、圧延の長手方向に延長して存在するも
のであり、スジムラを検出するの都合が良いためであ
る。 【0013】また、本発明の重要な他の要部である圧延
工程については、圧処理後あるいは途中で750℃〜9
00℃でオーステナイト結晶粒度番号9番よりも細粒に
調整するスジムラ抑制焼鈍処理を施すことである。軟化
が可能であり、かつスジムラの発生を防止できる温度と
して750〜900℃の温度範囲を設定した。より望ま
しくは、750℃〜850℃である。この条件により、
オーステナイト結晶粒度番号9以上の細粒とする。結晶
粒を細粒化すると、結晶粒界が増えて、結晶粒界のエッ
チング形態への影響が大きくなり、NiとMnの濃度の
ゆらぎによる個々の結晶粒の成分の違いによる差が強調
されなくなり、本発明の場合には、元々NiとMnの濃
度のゆらぎが小さい素材を使用することの相乗効果とし
てスジムラの発生を著しく抑制できるのである。 【0014】なお、冷間圧延を適用する際の加工歪は、
焼鈍における原子の拡散を助長し、少なからずNiおよ
びMnの濃度のゆらぎを低減させる効果を有しており、
少なくとも1回以上実施して、最終板厚とすることが望
ましい。より望ましくは2回以上である。また、本発明
においては、上述の冷間加工工程の後に、500〜75
0℃の温度範囲において歪取り焼鈍を行なうことができ
る。ここで、500〜750℃としたのは、再結晶が起
こらずシャドウマスク薄板としてのハンドリングに耐え
られるビッカース硬さ HV160以上を確保しつつ、
歪の除去に有効な範囲として特定したものである。 【0015】本発明におけるFe−Ni系シャドウマス
ク薄板は、面心立方格子を有することができ、Fe−N
i系合金薄板の特徴である低熱膨張特性を満足する範囲
としてNi30〜50%に規定したものである。すなわ
ち、Fe−Niの二元系では、Niが30%未満では低
熱膨張特性が得られる面心立方格子の組織を得ることが
できない。また、Niが50%を越えると熱膨張係数が
大きくなり、低熱膨張特性が得られないためである。本
発明においては、NiとMnがスジ状に共に濃化して発
生するスジムラを防止することを特徴の一つとしてい
る、Niは主要元素であり、Mnのように原料の精選や
精錬によって低減する対象にはならない。そのため、本
発明においては、NiとMnが共に濃化するのを防止す
る手法として、連続鋳造法を適用して160℃/sec
以上の凝固速度を適用したものである。 【0016】また、本発明で規定するMnは、上述した
ようにスジムラの原因となる元素であるが、脱酸元素と
して添加するかもしくは不可避的不純物として、Fe−
Ni系の合金中に存在するものである。Mn0.01〜
0.5%に規定したのは、0.01%未満とするには、
精錬コストがかかりすぎ、0.5%を超えると、熱膨張
係数が大きくなるとともに、曲げ加工性を劣化するため
である。 【0017】また、本発明の特徴とするFe−Ni系合
金には、Ni,MnとFe以外に主に製鋼上の点から添
加されるか、不可避的に存在するSiあるいはAlを含
有していても良い。これらは多すぎるとエッチング性を
害する介在物を形成するため、それぞれ0.5%以下と
することが望ましい。また、CoはNiと同様に面心立
方格子の組織を安定化させる作用を有し、熱膨張特性を
変化させることができるため、置換可能である。しか
し、高価であることならびに100℃までの熱膨張が小
さい点から、最大でも10%とすることが望ましい。な
お、本発明においては、面心立方格子としての特性を維
持する範囲内で、他の元素を添加することができる。例
えば、強度を高める元素としてCr,Ti,V,Nb,
Mo等を選択的にそれぞれ3〜5%以下の範囲で添加し
てもよい。 【0018】 【実施例】以下に本発明を実施例に基づき説明する。表
1に示す化学成分を有するFe−36%Ni合金、Fe
−31%Ni−5%Co合金、Fe−42%Ni合金の
溶湯を準備し、図1に示す双ロール(ロール対)3と、
溶湯1を保持する坩堝2を有する連続鋳造装置に導入
し、ロール3の間隙を調整して板厚7,5および3mm
のストリップの鋳片4および板厚が30mmの比較例の
スラブ状の鋳片4を作製した。各鋳片の凝固速度は、鋳
片4の断面を観察して2次デンドライト・アームスペー
シングを測定し、凝固速度を実測したサンプルの2次デ
ンドライト・アームスペーシングに基づいて、凝固速度
を評価した。結果を表2に示す。 【0019】 【表1】 【0020】 【表2】 【0021】得られた鋳片に対して、表に示す圧下率
(%)および温度(℃)を適用して、第1冷間圧延(R
1)−第1焼鈍(A1)−第2冷間圧延(R2)−第2
焼鈍(A2)−最終冷間圧延(Rf)−歪取焼鈍を施
し、最終板厚0.15mmのシャドウマスク素材を得
た。ここでは、Rf前の焼鈍をスジムラ抑制焼鈍処理と
している。表中”−”は、その処理を実施しないことを
示すものである。また、比較例として、最終冷間圧延前
の焼鈍温度を1000℃として、結晶粒を大きくしたシ
ャドウマスク素材を作製した。また、比較例として製造
した30mmの板厚のスラブ状の鋳片に対しては、10
80℃の温度で熱間圧延を行ない、板厚3mmのホット
ストリップとしたものを、実施例と同様に表2に示す工
程で最終板厚0.15mmのシャドウマスク素材とし
た。なお、歪取り焼鈍を適用する場合の条件は、650
℃にて3分間である。 【0022】このようにして作製した板厚0.15mm
のサンプルにおいて、電子顕微鏡により、オーステナイ
ト結晶粒度番号(G.S.番号と記す)を評価し、また
X線マイクロアナライザーにより、10mmのライン分
析を行い、NiおよびMnのベースライン濃度ならびに
NiおよびMnの濃度変位を求めた。そして、次式によ
りNiおよびMnの濃度ゆらぎを評価した。 濃度変位量=濃化部の濃度−ベースライン濃度 濃度ゆらぎ%=(濃度変位量/ベースライン濃度)×1
00 【0023】図2にNi X線マイクロアナライザーに
よる圧延幅方向のライン分析の典型例を示す。図2に示
すようにX線マイクロアナライザーによる分析値のベー
スラインから最大変位を示す部分を特定し、濃化部濃度
とした。また、図3に示すように0.15mmの板
(a)を、塩化第二鉄により板厚の3分の1をエッチン
グにより除去し(b)として、この除去した表面におい
て、図4に示す圧延方向に延長したスジムラ6が目視に
より確認できるかどうかを確認した。なお、図4で確認
されるスジムラは、図2に示す如く確認されるNiおよ
びMnの濃化部分に一致している。これらの結果をまと
めて表2に示す。 【0024】表から明らかなように、本発明で規定す
160℃/sec以上の冷却速度を確保した連続鋳造
法を適用する本発明の試料は、NiおよびMnの濃度の
ゆらぎがそれぞれNi 平均濃度の3%以下、Mn 平
均濃度の10%以下を満足し、また目視によるスジムラ
のないシャドウマスク素材が得られたことがわかる。一
方、冷却速度が50℃/secに満たない比較例で
は、熱間圧延を適用するにも係わらず、NiおよびMn
ともに本発明に比べて大きな濃度ゆらぎが確認された。
そして、目視によってスジムラが確認され、シャドウマ
スク素材としては不良品となった。また、冷却速度を速
めても、焼鈍温度が高く結晶粒度番号が小さい、すなわ
ち粗大な結晶粒を有する組織では、スジムラが確認され
好ましくないことがわかる。 【0025】 【発明の効果】本発明によれば、シャドウマスクのエッ
チングによる穿孔時に、スジムラを解消することが可能
となり、シャドウマスクの高品質の確保はもちろんであ
るが、歩留の向上、製造工数の削減等の多大な効果をも
たらし、今後益々高精度化することが予想されるシャド
ウマスク材にとって極めて有効である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Fe--FeO film having excellent linear streaks during etching and suitable for manufacturing a shadow mask used for a display device such as a color television or a personal computer. method for producing a Ni-based shadow mask thin plate relate. 2. Description of the Related Art Pure iron (aluminum-killed steel) has conventionally been used as a shadow mask material for a display device such as a color television or a personal computer. 36% by weight
A so-called invar alloy, which is an Fe-Ni alloy containing% Ni, is replacing aluminum-killed steel. This Invar alloy has the advantage that the coefficient of thermal expansion at room temperature is extremely lower than that of pure iron (aluminum-killed steel), and the position accuracy of the electron beam transmission holes formed in the shadow mask can be accurately maintained regardless of the temperature. Have [0003] The shadow mask material is required to have a high etching property for forming a precise electron beam transmitting hole. Recently, when an electron beam transmitting hole is formed by etching, fine stripe-shaped unevenness (hereinafter referred to as "streak unevenness") has become a problem due to a partial difference in etching state. As a method for suppressing such uneven streaks, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-207415 discloses a method in which the amount of Mn is set to 5 × S (%) ≦ Mn.
A method of improving the etching property and reducing the streak pattern by controlling to ≦ 0.05% (S: sulfur%) has been proposed. Further, Japanese Patent Publication No. 7-78270 proposes a method in which the equiaxed crystal ratio is set to 30% or more, and a soaking treatment is performed at 950 ° C. for 1 hour or more to suppress uneven streaks. Japanese Patent Publication No. 7-116558 proposes a method of preventing the occurrence of unevenness by suppressing the segregation ratio of Si to 10% or less by a soaking process. [0004] The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-2
No. 07415 and Japanese Patent Publication No. 7-116558 are intended to prevent the occurrence of uneven streaks at the time of etching drilling by suppressing the Mn content or the Si concentration segregation, respectively. Although it is effective in reducing the absolute amount of density unevenness, deoxidation during refining becomes difficult, and work that greatly affects the cost increase such as the use of carefully selected raw materials and vacuum refining is inevitable. Although the soaking method is effective, there is a problem that it takes too many steps to eliminate the segregated portion as it is. Fe-36% Ni
Fe with low thermal expansion characteristics such as invar alloy
-Since the Ni-based alloy is an austenitic single-phase alloy, the crystal grains tend to be coarsened during solidification from the molten metal, and the concentration of alloying elements and unavoidable impurity elements tends to fluctuate accordingly. Have. According to the study of the present inventor, the cause of the occurrence of uneven streaks corresponds to a portion where both Ni, which is a main element, and Mn, which is added or remains as an impurity, are streaked. And the fluctuation of the concentration of these elements, the fluctuation of the concentration of these elements during solidification,
It was presumed that it was stretched in the longitudinal direction by subsequent hot rolling and cold rolling to form a stripe-like concentration fluctuation region having a width of about 0.5 to 2 mm. The object of the present invention is to provide Fe-N
reducing the fluctuation of the concentrations of both Ni and Mn in the i-based alloy is to more reliably provide a method of manufacturing a shadow mask thin plate eliminates the occurrence of streak unevenness in the etching perforation. As described above, the present inventors have studied the relationship between the fluctuation of the concentration of Ni and Mn and the occurrence of streaks in order to improve the streaks characteristics of an Fe-Ni-based alloy. The study was focused on. In order to suppress the occurrence of such uneven streaks, the present inventors first set Ni and M
In addition to suppressing the fluctuation of the concentration of n to an extremely low level, it was found that the austenite grain size number in the microstructure should be 9 or more by annealing in a relatively low temperature range of 750 to 900 ° C. in the rolling step. The present invention has been reached. That is, it is not enough to increase the solidification rate and suppress the fluctuation of Ni and Mn as much as possible to suppress the appearance of streaks that appear for the first time due to the extremely subtle difference in etching and are visually judged.
The streaks can be eliminated only by minimizing the fluctuation of the grain size and increasing the grain boundaries in the structure as much as possible. [0007] That is, the present invention provides Ni 30-50.
%, Mn 0.01 to 0.5%, and a balance mainly composed of Fe, and obtained by rolling a strip cast to a thickness of 10 mm or less.
Fluctuations in the concentrations of Ni and Mn detected at 0 mm intervals indicate that N and M
i3% or less, equal to or less than Mn10%, crystal grains in the structure is to provide a method of manufacturing a Fe-Ni based shadow mask thin plate is austenite grain size number # 9 or more granules. In the present invention, a part of Ni is replaced by C
o It may be replaced by 10% or less. In the present invention, in order to suppress the fluctuation of the concentration of Ni and Mn to the level described above or less, as a specific method, a continuous casting method of a thin plate is applied, at a high solidification rate, and from the surface during solidification. It is effective to cool the inside as quickly as possible. That is, it has been found that it is effective to shorten the solidification distance from the surface to the center and to give a temperature gradient from the surface to the inside that is significantly larger than that of the conventional ingot making method. Further, as described above, after reducing the fluctuation of the concentration of Ni and Mn,
In the rolling process, it is necessary to perform an annealing process in a relatively low temperature range of 750 to 900 ° C. to reduce the austenite grain size number in the structure to 9 or more. In other words, the production method of the present invention uses Ni 30
-50%, Mn 0.01-0.5%, the balance being Fe or a portion of the Ni
A molten Fe-Ni alloy having a composition of 10% or less is cast into a strip having a thickness of 10 mm or less through a pair of rolls at a solidification rate of 160 ° C / sec or more, and then the strip is rolled to a predetermined thickness. a is obtained as, have rows streak suppression annealing process of adjusting the granules than the austenite grain size number # 9 at 750 ° C. to 900 ° C. at or the way after the rolling treatment, 10 on the rolling width direction of the sheet
Fluctuations in Ni and Mn concentrations detected at mm intervals
Is Ni for each baseline concentration
This is a method for producing an Fe—Ni-based shadow mask thin plate having excellent streak characteristics of 3% or less and Mn of 10% or less . Note that, in addition to the steps of the above-described manufacturing method, strain relief annealing may be performed in a temperature range of 500 to 750 ° C. after the final cold rolling. An important feature of the present invention is that the fluctuations in the concentrations of Ni and Mn detected at intervals of 10 mm in the rolling width direction of the thin plate are reduced with respect to the respective baseline concentrations by Ni3 and Ni3. % And Mn of 10% or less, a continuous casting method with a thickness of 10 mm or less that satisfies a solidification rate of 160 ° C./sec or more is applied, and a relatively low temperature range of 750 to 900 ° C. is applied to the subsequent rolling process. In that the austenite grain size number in the structure is reduced to 9 or more by annealing. For the purpose of the present invention to significantly improve the streaks characteristics, strip casting alone is not sufficient.
That is, in the present invention, rolling is performed in a state where fluctuations in the concentrations of Ni and Mn are greatly reduced in the casting of a strip, and the structure is fine and uniformly distributed in a relatively low temperature range (75%).
It has been found that when annealing is performed at 0 to 900 ° C., preferably 750 to 850 ° C.), uniform fine grains having an austenite grain size number of 9 or more can be obtained. When a conventional rolled material started from a steel ingot which is not strip cast is used, the influence of segregation at the time of the steel ingot appears, and even if annealing is performed in a low temperature range, uniform fine crystal grains can be obtained. No, it appears as a streak.
On the other hand, strip casting was carried out,
Even if controlling the fluctuation of the concentration, annealing at 900 ° C. or more at the stage of the rolling process results in coarsening of the austenite grain size or unevenness of the grain size due to unevenness in the stress during rolling, resulting in unevenness of the grain size. They appear as stripes. That is, in the manufacturing method of the present invention, the linear streaks are greatly reduced only in a specific combination between the important steps of solidification and annealing during rolling. 10mm
The continuous casting method for directly obtaining the following sheet thickness can shorten the solidification distance from the surface to the center, and is convenient for increasing the cooling rate at the center of the sheet thickness. Here, the upper limit of the plate thickness of 10 mm is that the solidification distance from the surface to the center becomes longer even if the plate is continuously cast to a plate thickness exceeding 10 mm, and the fluctuation of the concentrations of Ni and Mn cannot be sufficiently suppressed. That's why.
The term “baseline concentration” as used in the present invention refers to the concentration of a normal part which is confirmed by performing line analysis of Ni and Mn using an X-ray microanalyzer. Further, in the present invention, the concentration fluctuation was defined as the rolling width direction of the thin plate, streak is to present to extend in the longitudinal direction of rolling, be due convenient in detecting uneven streaks . The rolling step, which is another important part of the present invention, is performed after the pressure treatment or during the pressure treatment at a temperature of 750.degree.
This is to perform a streak suppressing annealing treatment at 00 ° C. to adjust the grain size to be smaller than the austenite grain size number 9. A temperature range of 750 to 900 ° C. was set as a temperature at which softening was possible and generation of streaks was prevented. More preferably, it is 750 ° C to 850 ° C. With this condition,
Fine grains of austenite grain size number 9 or more. When the crystal grains are refined, the crystal grain boundaries increase, and the influence of the crystal grain boundaries on the etching form increases, and the difference due to the difference in the components of the individual crystal grains due to the fluctuation of the concentration of Ni and Mn is not emphasized. In the case of the present invention, the use of a material having originally small fluctuations in the concentrations of Ni and Mn can significantly suppress the occurrence of uneven streaks as a synergistic effect. [0014] The processing strain when applying cold rolling is as follows.
Has the effect of promoting the diffusion of atoms during annealing and reducing the fluctuation of the concentration of Ni and Mn to a considerable extent;
It is desirable to carry out at least once or more to obtain the final thickness. More preferably, it is two or more times. In the present invention, after the cold working step described above, 500 to 75
Strain relief annealing can be performed in a temperature range of 0 ° C. Here, the reason why the temperature is set to 500 to 750 ° C. is to ensure a Vickers hardness of HV160 or more that does not cause recrystallization and can withstand handling as a shadow mask thin plate.
It is specified as an effective range for removing distortion. The Fe—Ni-based shadow mask sheet of the present invention can have a face-centered cubic lattice,
Ni is defined as 30 to 50% as a range that satisfies the low thermal expansion characteristic characteristic of the i-type alloy thin plate. That is, in the Fe-Ni binary system, if the Ni content is less than 30%, the structure of the face-centered cubic lattice from which low thermal expansion characteristics can be obtained cannot be obtained. On the other hand, if Ni exceeds 50%, the coefficient of thermal expansion increases, and low thermal expansion characteristics cannot be obtained. In the present invention, one of the characteristics is that Ni and Mn are concentrated together in a streak shape to prevent streaks generated.Ni is a main element and is reduced by selective selection and refining of raw materials like Mn. Not a target. Therefore, in the present invention, as a technique for preventing both Ni and Mn from being concentrated together, a continuous casting method is applied at 160 ° C./sec.
The above solidification speed is applied. Further, Mn defined in the present invention is an element causing stripe unevenness as described above. However, Mn is added as a deoxidizing element or Fe-
It is present in Ni-based alloys. Mn0.01 ~
0.5% is specified as below 0.01%.
If the refining cost is too high and exceeds 0.5%, the coefficient of thermal expansion increases and the bending workability deteriorates. Further, the Fe—Ni alloy which is a feature of the present invention contains Si or Al which is added mainly from the viewpoint of steel making or inevitably exists in addition to Ni , Mn and Fe. May be. If these are too large, they form inclusions that impair the etching properties. In addition, Co has a function of stabilizing the structure of the face-centered cubic lattice similarly to Ni, and can change the thermal expansion characteristic, so that Co can be replaced. However, since it is expensive and has a small thermal expansion up to 100 ° C., it is desirable to set the maximum to 10%. In the present invention, other elements can be added as long as the characteristics as a face-centered cubic lattice are maintained. For example, Cr, Ti, V, Nb,
Mo or the like may be selectively added in the range of 3 to 5% or less. The present invention will be described below with reference to examples. Fe-36% Ni alloy having the chemical components shown in Table 1, Fe
A melt of −31% Ni-5% Co alloy and Fe-42% Ni alloy was prepared, and a twin roll (roll pair) 3 shown in FIG.
The molten metal 1 is introduced into a continuous casting apparatus having a crucible 2 for holding the molten metal 1, and the gap between the rolls 3 is adjusted so that the sheet thickness is 7, 5, and 3 mm.
And a slab-shaped slab 4 of a comparative example having a plate thickness of 30 mm. The solidification rate of each slab was measured by observing the cross section of the slab 4 and measuring the secondary dendrite arm spacing, and the solidification rate was evaluated based on the secondary dendrite arm spacing of the sample whose solidification rate was actually measured. Table 2 shows the results. [Table 1] [Table 2] The first cold rolling (R) was performed on the obtained slab by applying the reduction (%) and temperature (° C.) shown in Table 2.
1)-1st annealing (A1)-2nd cold rolling (R2)-2nd
Annealing (A2) -final cold rolling (Rf) -strain relief annealing was performed to obtain a shadow mask material having a final thickness of 0.15 mm. Here, the annealing before Rf is a streak suppressing annealing process. "-" In the table indicates that the processing is not performed. As a comparative example, an annealing temperature before final cold rolling was set to 1000 ° C., and a shadow mask material having large crystal grains was manufactured. For a slab-shaped slab having a thickness of 30 mm manufactured as a comparative example, 10
Hot-rolling was performed at a temperature of 80 ° C. to form a hot strip having a thickness of 3 mm, and a shadow mask material having a final thickness of 0.15 mm was obtained in the steps shown in Table 2 in the same manner as in the example. The condition for applying the strain relief annealing is 650.
C. for 3 minutes. The plate thickness thus produced is 0.15 mm
Of the sample, the austenitic crystal grain size number (GS number) was evaluated by an electron microscope, and a line analysis of 10 mm was performed by an X-ray microanalyzer to determine the baseline concentrations of Ni and Mn and the Ni and Mn. Was determined. Then, the concentration fluctuation of Ni and Mn was evaluated by the following equation. Density displacement amount = density of concentrated portion−baseline concentration density fluctuation% = (density displacement amount / baseline concentration) × 1
FIG. 2 shows a typical example of line analysis in the rolling width direction using a Ni X-ray microanalyzer. As shown in FIG. 2, a portion showing the maximum displacement from the baseline of the analysis value by the X-ray microanalyzer was specified and defined as the concentration of the concentrated portion. Further, as shown in FIG. 3, a 0.15 mm plate (a) is removed by etching a third of the plate thickness with ferric chloride as shown in FIG. 3 (b), and the removed surface is shown in FIG. It was checked whether the uneven streaks 6 extended in the rolling direction could be visually confirmed. It should be noted that the uneven streaks confirmed in FIG. 4 correspond to the Ni and Mn enriched portions confirmed as shown in FIG. Table 2 summarizes these results. As is evident from Table 2 , the sample of the present invention to which the continuous casting method which secures the cooling rate of 160 ° C./sec or more specified in the present invention has fluctuations in the concentrations of Ni and Mn, respectively. It can be seen that a shadow mask material satisfying 3% or less of the concentration and 10% or less of the average concentration of Mn and having no streak by visual observation was obtained. On the other hand, in the comparative examples the cooling rate is not less than the 50 ° C. / sec, despite the application of hot rolling, Ni and Mn
In both cases, a large concentration fluctuation was confirmed as compared with the present invention.
Then, streaks were visually confirmed, and the shadow mask material was defective. Further, even when the cooling rate is increased, in the structure in which the annealing temperature is high and the crystal grain number is small, that is, in a structure having coarse crystal grains, uneven streaks are observed, which is not preferable. According to the present invention, it is possible to eliminate uneven streaks at the time of perforation by etching of a shadow mask, thereby ensuring high quality of the shadow mask, but also improving yield and manufacturing. This is very effective for a shadow mask material which brings a great effect such as a reduction in man-hours and is expected to have higher precision in the future.

【図面の簡単な説明】 【図1】連続鋳造装置の概要を示す図である 【図2】スジムラ部分のNiのライン分析例を示す図で
ある。 【図3】スジムラ評価法を示す図である。 【図4】スジムラの発生形態を説明する図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an outline of a continuous casting apparatus. FIG. 2 is a diagram showing an example of a line analysis of Ni in a striped portion. FIG. 3 is a diagram showing a linear unevenness evaluation method. FIG. 4 is a diagram illustrating a form of occurrence of uneven streaks.

フロントページの続き (72)発明者 御沓 幸吉 埼玉県熊谷市三ヶ尻6010番地 日立金属 株式会社生産システム研究所内 (72)発明者 萩原 弘之 埼玉県熊谷市三ヶ尻6010番地 日立金属 株式会社生産システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−120432(JP,A) 特開 平2−54743(JP,A) 特開 平4−120251(JP,A) 特公 平5−70686(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/46 C22C 38/00 302 C22C 38/08 C22C 38/14 C22C 38/32 Continuing from the front page (72) Inventor Kokichi Mitsuku 6010, Sankajiri, Kumagaya-shi, Saitama Prefecture Hitachi Metals, Ltd. 56) References JP-A-62-120432 (JP, A) JP-A-2-54743 (JP, A) JP-A-4-120251 (JP, A) JP-B-5-70686 (JP, B2) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) C21D 9/46 C22C 38/00 302 C22C 38/08 C22C 38/14 C22C 38/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 Ni 30〜50%、Mn 0.01〜
0.5%、残部Feを主体とする組成を有するか、また
は前記Niの一部をCo 10%以下で置換した組成を
有するFe−Ni系合金溶湯をロール対間を通して16
℃/sec以上の凝固速度で板厚10mm以下のスト
リップに鋳造し、その後ストリップを圧延処理により所
定の板厚を得るものであって、圧延処理後あるいは圧延
の途中で750℃〜900℃でオーステナイト結晶粒度
番号9番よりも細粒に調整するスジムラ抑制焼鈍処理を
い、薄板の圧延幅方向上の10mmの間隔で検出され
るNiおよびMnの濃度のゆらぎが、それぞれのベース
ライン濃度に対してそれぞれNi 3%以下、Mn 1
0%以下とすることを特徴とするスジムラ特性に優れた
Fe−Ni系シャドウマスク薄板の製造方法。
(57) [Claims 1] Ni 30-50%, Mn 0.01-
0.5%, or has a composition mainly the remainder Fe, or Fe-Ni based alloy melt having a composition a part was replaced by Co 10% or less of the Ni through between roll pairs 16
Casting into a strip having a thickness of 10 mm or less at a solidification rate of 0 ° C./sec or more, and then obtaining a predetermined thickness by a rolling process at a rolling speed of 750 ° C. to 900 ° C. There <br/> rows streak suppression annealing process of adjusting the granules than the austenite grain size number # 9, is detected at intervals of 10mm on the rolling width direction of the sheet
Fluctuations in the concentration of Ni and Mn
Ni 3% or less, Mn 1
A method for producing an Fe-Ni-based shadow mask thin plate having excellent streak characteristics, characterized by being at most 0% .
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