JP3647582B2 - 低熱膨張枠状電極構体用高強度鋼板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トリニトロン型カラー受像管に使用される枠状電極構体用高強度鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トリニトロン型カラー受像管は、電子銃から射出される電子ビームにより蛍光面にマトリックス状に配列されたＲＧＢ蛍光体を発光させるため、これら蛍光体の配列に対応する電子ビーム通過用のすだれ状のスリットを設けた薄い金属板からなる色選別電極素体を備えており、この色選別電極素体を枠状電極構体に張り上げて支持する構造としている。電子ビームを走査して蛍光面上の特定のＲＧＢ蛍光体を照射・発光させてこれらＲＧＢの各色からなるカラー映像を形成するため、周囲の磁気の影響を受け易く、これらの磁気により電子ビームが偏向するとこれらの色調が正確に再現されなくなる。従って、地磁気等による影響を防止するため、磁気シールド材で内部を覆うが、カラー受像管内に位置する枠状電極構体もこれら地磁気の影響を受けるため、その材質の磁気特性の良否も重要である。
また、電子ビームを正確に前記のＲＧＢの各蛍光体に照射するため、色選別電極素体に形成された通過用スリットが蛍光体に対応して常に正確に位置関係を維持される必要があり、熱膨張等により、枠状電極構体に張り上げた色選別電極素体の位置関係がずれると、各ＲＧＢ蛍光体に向けられた電子ビームが所定の蛍光体に照射できなくなり、やはりカラー映像を正確に再現できなくなる。
【０００３】
これら色選別電極素体を支持する枠状電極構体として、カラー受像管の大きさに応じて、板厚２〜７ｍｍの鋼板を必要形状に成形したものが使用される。枠状の電極構体を成形加工する場合、小型のカラー受像管用枠状電極構体ではプレス成形で、大型のカラー受像管用枠状電極構体の場合は枠状の四辺をそれぞれロール成形又はプレス成形で製作し、次いで溶接によって枠状に組立てる方法が一般的である。枠状電極構体は、枠状に組立後歪取り焼鈍される。
【０００４】
また、色選別電極素体は、板厚０．０８〜０．１５ｍｍの冷延鋼板にエッチングによってすだれ状に電子ビーム通過用スリットを形成し、この色選別電極素体を、内側に向けて加圧された状態の枠状電極構体の上下に溶接して組み立てる。次いで組立後、枠状電極構体に加えている圧力を解除する。このとき、電極構体に生じる反力により色選別電極素体を張り上げ、枠状電極構体と色選別電極素体を一体化させる。
色選別電極素体と一体化された枠状電極構体は、次いで黒化処理される。この黒化処理は、熱輻射、二次電子の発生、錆の発生の防止等を図るものであるが、黒化処理皮膜の剥離に起因する酸化物がブラウン管内に飛散するとブラウン管の特性を著しく損なうため、黒化処理による酸化皮膜は密着性の良好なものでなければならない。
【０００５】
この製造工程では、枠状電極構体は色選別電極素体と一体化後、色選別電極素体を張り上げて曲げ応力が付与された状態で黒化処理の熱サイクルを受ける。このため、黒化処理の高温下での電極構体及び色選別電極素体の応力リラクセーションに起因して、色選別電極素体の張り上げ張力が低下する。
この枠状電極構体に色選別電極素体を張り上げて張力を付与した構造は、その張力によって色選別電極素体を正確な位置関係に維持し、また、電子ビームの照射によって色選別電極素体の温度が上昇して熱膨張しても、その伸びを吸収して色ずれを軽減するものであるが、このように張り上げ張力が低下すると、その作用も低下して色ずれを生じる原因となる。
【０００６】
特に、トリニトロン型カラー受像管においては、前記の色選別電極素体のすだれ状の電子ビーム通過用スリットの構造に由来して振動の影響を受け易いため、張り上げ張力の低下が大きいと、スピーカの音で共振して色ずれを生じる原因となる。また、色選別電極素体の温度上昇に伴って電極構体材の熱膨張に起因する色ずれも発生する。
そこで、色選別電極素体の張り上げ張力の低下を軽減し、熱膨張を小さくするため、枠状電極構体材として、高クロムのフェライト系ステンレス鋼が使用されている。しかしながら、これらフェライト系ステンレス鋼の使用は、カラー受像管の電極構体のコストを上昇させる原因となっている。
また、最近はカラー受像管が大型化する傾向にあり、色選別電極素体及び枠状電極構体も大型化することから、これらの張り上げ張力低下の影響や熱膨張による影響も一層大きくなり、それにつれて枠状電極構体も大きくかつ重いものとなってきている。このため、高強度化によって軽量化が図れ、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さく、成形加工性がよく、かつ安価な枠状電極構体用の材料が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、枠状電極構体に色選別電極素体を一体化後、黒化処理に伴う熱サイクルが付与されても色選別電極素体の張り上げ張力が低下せず、高強度でかつ安価な枠状電極構体用材料を提供することを目的とする。更に、より具体的には、高コストのフェライト系ステンレス鋼に替わり、低コストのクロム鋼によって、高強度で、成形加工性がよく、前記枠状電極構体としての特性を備えた枠状電極構体用鋼板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の枠状電極構体用高強度鋼板は、Ｃ：０.００３〜０.１０重量％，Ｓｉ：１.０重量％以下，Ｍｎ：０.０５〜１.５重量％，Ｐ：０.１０重量％以下，Ｓ：０.０２重量％以下，Ｃｒ：１.５〜８.０重量％，Ａｌ：０.００３〜０.１０重量％，更にＴｉ：０.０８〜０.４０重量％，Ｎｂ：０.０８〜０.４０重量％，Ｖ：０.０８〜０.４０重量％の一種又は二種以上，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成をもち、色選別電極素体に対する熱膨張係数比が０.９７倍以下であることを特徴とする。当該高強度鋼板は、必要に応じてＣｕ：２.０重量％以下，Ｎｉ：２.０重量％以下，Ｂ：０.０００３〜０.００５０重量％の一種又は二種以上を含むことができる。
【０００９】
また、これらの枠状電極構体用高強度鋼板は、前記の組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯にスキンパス圧延後、酸洗を施すか、或いは得られた熱延鋼帯を酸洗後にスキンパス圧延を施すことにより製造するものであり、または、これらの組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯を酸洗し、冷間圧延し、最終焼鈍後にスキンパス圧延を施すことによって製造する。
【００１０】
【作用】
前記枠状電極構体用鋼板に求められる性質として、前記した磁気特性や黒化皮膜の密着性のほか、枠状電極構体と一体化された色選別電極素体のすだれ状の電子ビーム通過用スリットを設けた構造のため、前記のスピーカの音による共振に見るように張り上げ張力低下の影響に対して極めて鋭敏であり、色選別電極素体に対して規定された高い張り上げ張力が保持されなければならない。
本発明者らは、枠状電極構体が、前記熱サイクルにおいては色選別電極素体を張り上げて曲げ応力が付与された状態で黒化処理の高温条件下におかれるため、この高温における強度不足に起因して電極構体の応力リラクセーションを来していることに鑑み、低コストの普通鋼をベースに前記の磁気特性、黒化皮膜に求められる性質を備えると共に、室温強度及び特に高温強度の高い枠状電極構体用鋼板を調査・研究した。
【００１１】
即ち、普通鋼の熱膨張特性、高強度化、高温強度等の特性について種々調査検討した結果、低炭素鋼にＣｒを含有させると共にＴｉ，Ｎｂ，Ｖを含有させ、更に必要に応じてＣｕ，Ｎｉ，Ｂを含有させることにより、高強度化と黒化処理条件における高温強度が高められ、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さくでき、かつ電極構体の熱膨張に起因した色ずれを小さくできる枠状電極構体用鋼板が得られることを見い出して本発明に至ったものである。
【００１２】
本発明の鋼板は、色選別電極素体を張り上げる枠状電極構体材として、高温強度を発揮して、製造工程における熱サイクルに伴う色選別電極素体の張り上げ張力低下を小さくすると共に、枠状電極構体材に適した磁気特性、黒化処理皮膜特性及び成形加工性を有するものである。
更に、本発明の製造方法は、これらの組成の鋼板を前記高温強度を発揮する枠状電極構体用鋼板とするものであり、高温強度のみならず室温強度、成形加工性、溶接性及び低コストの条件からトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板としての特性を付与するものである。
【００１３】
【実施の形態】
以下、本発明のトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板の合金成分及びその含有量について具体的に説明する。
Ｃ：０．００３〜０．１０重量％
鋼板の強度を高めるために有効な元素であり、そのためＣ含有量は０．００３重量％以上必要である。しかしながら、その含有量が０．１０重量％を超えると、成形加工性及び溶接性が劣化して好ましくない。
【００１４】
Ｓｉ：１．０重量％以下
脱酸剤として、また強度を高める上で有効な元素であるが、１．０重量％を超えて多く含有すると、鋼板の表面肌が劣化すると共に、黒化皮膜が剥れ易くなる。
【００１５】
Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％
強度向上に有効な元素であり、脱酸剤としても必要な元素である。不純物であるＳをＭｎＳとして固定し、熱間脆化を防止する作用を有する。この作用は、０．０５重量％以上のＭｎ含有量で効果があるが、１．５重量％を超える多量のＭｎが含まれていると、成形性や溶接性が損なわれる。
【００１６】
Ｐ：０．１０重量％以下
強度を向上させる元素であるが、偏析し易いため、Ｐの多量の含有は鋼板の強度変動を大きくすると共に成形加工性が劣化する原因となる。このため、含有量は０．１０重量％以下とすることが必要であり、好ましくは０．０４重量％以下である。
【００１７】
Ｓ：０．０２重量％以下
ＭｎＳ等の介在物となり、成形加工性が損なわれる。このため、Ｓ含有量は、可能な限り少ないことが好ましく、本発明ではその上限を０．０２重量％に規定した。
【００１８】
Ｃｒ：１．５〜８．０重量％
鋼中に固溶し、或いは炭化物として析出することにより、高温強度を高めて、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させ、しかも熱膨張を抑制する。熱膨張に起因する色ずれを防止するため枠状電極構体の熱膨張係数を色選別電極素体の熱膨張係数の０．９７倍以下にすることが必要である。枠状電極構体の熱膨張係数を小さくすることによって、電極構体の熱膨張による色ずれを低減できるが、この熱膨張係数比が０．９７倍より大きいと実用上十分な効果が得られない。
この熱膨張係数の調整のため、本発明では図１に示した熱膨張係数に及ぼすＣｒ含有量の関係から、Ｃｒ含有量を１．５重量％以上とした。しかし、８．０重量％を超える多量のＣｒを含有させると、高価な元素であり、また鋼板の製造性を劣化させることからコストを上昇させる。
【００１９】
Ａｌ：０．００３〜０．１０重量％
脱酸剤として有効な元素であり、不純物であるＮをＡｌＮとして固定する作用がある。この作用を得るためには０．００３重量％以上の含有量とすることが必要である。しかし、０．１０重量％を超えて多量のＡｌを含有させると、鋼板に表面欠陥が生じ易く、また黒化皮膜が剥離し易くなる。
【００２０】
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ：０．０８〜０．４０重量％
炭化物等を析出させると共に、結晶粒を微細化する作用があり、鋼材の室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる。このような効果は、Ｔｉ、Ｎｂ又はＶを０．０８重量％以上含有させるとき顕著になる。しかし、０．４０重量％を超える多量の含有では、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２１】
Ｃｕ：２．０重量％以下
必要に応じて含有される元素である。鋼中に固溶又は析出することにより、室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる作用を有する。しかし、２．０重量％を超える多量のＣｕを含有させると、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２２】
Ｎｉ：２．０重量％以下
必要に応じて含有される元素であり、Ｃｕに起因する熱間脆性の防止に有効である。この作用を得るためにはＣｕ含有量の１／２以上の含有量が適当である。また、鋼中に固溶又は析出することにより、室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる。しかし高価な元素であり、鋼材コストを高めることとなることから、本発明ではＮｉ含有量の上限を２．０重量％に規定した。
【００２４】
Ｂ：０．０００３〜０．００５０重量％
必要に応じて含有される元素であり、結晶粒界を強化し、圧延性を向上させると共に、不純物であるＮをＢＮとして固定する作用がある。このような作用を得るためには、０．０００３重量％以上の含有量とする必要がある。しかし、０．００５０重量％を超えて含有させてもこの作用は飽和する。
【００２５】
本発明においては、前記の成分を持つ鋼を熱間圧延した後、スキンパス圧延を施し、このスキンパス圧延の前又は後に酸洗し、熱延鋼帯とする。或いは、熱間圧延した後に酸洗し、冷間圧延及び焼鈍を経てスキンパス圧延を施して、冷延鋼帯とすることもできる。
以下、その製造条件及び作用を説明する。
【００２６】
熱延条件：仕上げ温度８２０〜９５０℃、及び巻取り温度４００〜７００℃
熱間圧延で結晶粒を細粒化させるため、Ａｒ3 変態点直上の仕上げ温度を基本とするが、８２０〜９５０℃の温度範囲が許容される。仕上げ温度が８２０℃に達しないと、α相域での圧延となり、９５０℃を超えると高温のγ相域での圧延となる。いずれの場合も、結晶粒が粗大化する。他方、巻取り温度が４００℃に達しないと板形状が悪くなり、７００℃を超える巻取り温度では高強度材が得難く、酸洗性も悪くなる。
【００２７】
冷間圧延：特に条件が制約されるものではない。しかし、４０％未満の冷延率では、次工程の焼鈍後において、結晶粒が粗大化し易くなる。そのため、冷間圧延する場合、冷延率を４０％以上に設定することが好ましい。
焼鈍工程：成形加工時に未再結晶粒を含む鋼板であると、枠状電極構体の形状確保が困難になることから、再結晶が終了する６５０℃以上に焼鈍温度を設定することが必要である、しかし、９５０℃を超える焼鈍温度では、結晶粒が粗大化する。
【００２８】
熱延鋼帯又は冷延鋼帯のスキンパス圧延：板形状確保のために必要で、このためには伸び率１％程度のスキンパス圧延が必要であるが、これより大きい伸び率を付与することにより、成形後溶接し、組立後に行う歪取り焼鈍によって枠状電極構体の高温強度を向上させることに有効に働く。これは、スキンパス圧延による転位の導入によってＣｕ等の微細な析出物の生成が促進され、これら微細な析出物により、転位の移動が阻止される効果がプラスされるためと推察される。しかし、更に大きいスキンパス圧延を施すと成形加工性が劣化するので伸び率は７％以下が好ましい。
【００２９】
【実施例】
表１に示した組成の鋼スラブを、表２の条件下で熱間圧延し、伸び率１.５％のスキンパス圧延した後、酸洗し、所定板厚の熱延鋼帯とした。鋼種番号４の鋼板については、熱間圧延後に冷間圧延、焼鈍し、伸び率１.５％のスキンパス圧延を施すことにより冷延鋼帯とした。
得られた各鋼板から、圧延方向に沿ってJIS Z2201の５号試験片を採取し、JIS Z2241に準拠した室温引張り試験に供した。また、切り出された試験片に５５０℃×３０分間の歪取り焼鈍を施した後、室温及び４５０℃でJIS Z2241及びJIS Z2272に準じて引張り試験を行った。試験結果を表２に示す。
【００３０】
【００３１】
【００３２】
表２の試験結果に示すように、本発明に従った鋼種番号１〜５の鋼板は、枠状電極構体用鋼板として要求される特性を満足していることが判る。
他方、比較例として示す鋼種番号６，７の鋼板は、Ｃｒ含有量が０.０２重量％、１.１１重量％と低く、室温強度及び高温強度が低くなっており、また、このＣｒ含有量における色選別電極素体と電極構体の熱膨張係数比は、図１に示すように０.９７倍よりも大きく、本発明の意図する枠状電極構体用鋼板として適していない。
また、鋼種番号８，９の鋼板は、室温強度及び高温強度は高いが、本発明で規定したＣｒ含有量よりも多量のＣｒを含む高クロムのフェライト系ステンレス鋼である。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板では、歪取り焼鈍後に室温及び高温強度が高く、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さいと共に枠状電極構体の熱膨張に起因する色ずれが小さく、成形加工性に優れた材料として使用される。また、Ｃｒ含有量が低いことから、フライト系ステンレス鋼に比較して安価な材料となる。この枠状電極構体用鋼板は、これらの性質から、トリニトロン型ブラウン管はもとよりシャドウマスク型ブラウン管にも適用でき、益々大型化、高精細化の傾向にあるカラーブラウン管用としての用途に十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 色選別電極素体に対する枠状電極構体の熱膨張係数比に及ぼすＣｒ含有量の影響を示す。
【産業上の利用分野】
本発明は、トリニトロン型カラー受像管に使用される枠状電極構体用高強度鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トリニトロン型カラー受像管は、電子銃から射出される電子ビームにより蛍光面にマトリックス状に配列されたＲＧＢ蛍光体を発光させるため、これら蛍光体の配列に対応する電子ビーム通過用のすだれ状のスリットを設けた薄い金属板からなる色選別電極素体を備えており、この色選別電極素体を枠状電極構体に張り上げて支持する構造としている。電子ビームを走査して蛍光面上の特定のＲＧＢ蛍光体を照射・発光させてこれらＲＧＢの各色からなるカラー映像を形成するため、周囲の磁気の影響を受け易く、これらの磁気により電子ビームが偏向するとこれらの色調が正確に再現されなくなる。従って、地磁気等による影響を防止するため、磁気シールド材で内部を覆うが、カラー受像管内に位置する枠状電極構体もこれら地磁気の影響を受けるため、その材質の磁気特性の良否も重要である。
また、電子ビームを正確に前記のＲＧＢの各蛍光体に照射するため、色選別電極素体に形成された通過用スリットが蛍光体に対応して常に正確に位置関係を維持される必要があり、熱膨張等により、枠状電極構体に張り上げた色選別電極素体の位置関係がずれると、各ＲＧＢ蛍光体に向けられた電子ビームが所定の蛍光体に照射できなくなり、やはりカラー映像を正確に再現できなくなる。
【０００３】
これら色選別電極素体を支持する枠状電極構体として、カラー受像管の大きさに応じて、板厚２〜７ｍｍの鋼板を必要形状に成形したものが使用される。枠状の電極構体を成形加工する場合、小型のカラー受像管用枠状電極構体ではプレス成形で、大型のカラー受像管用枠状電極構体の場合は枠状の四辺をそれぞれロール成形又はプレス成形で製作し、次いで溶接によって枠状に組立てる方法が一般的である。枠状電極構体は、枠状に組立後歪取り焼鈍される。
【０００４】
また、色選別電極素体は、板厚０．０８〜０．１５ｍｍの冷延鋼板にエッチングによってすだれ状に電子ビーム通過用スリットを形成し、この色選別電極素体を、内側に向けて加圧された状態の枠状電極構体の上下に溶接して組み立てる。次いで組立後、枠状電極構体に加えている圧力を解除する。このとき、電極構体に生じる反力により色選別電極素体を張り上げ、枠状電極構体と色選別電極素体を一体化させる。
色選別電極素体と一体化された枠状電極構体は、次いで黒化処理される。この黒化処理は、熱輻射、二次電子の発生、錆の発生の防止等を図るものであるが、黒化処理皮膜の剥離に起因する酸化物がブラウン管内に飛散するとブラウン管の特性を著しく損なうため、黒化処理による酸化皮膜は密着性の良好なものでなければならない。
【０００５】
この製造工程では、枠状電極構体は色選別電極素体と一体化後、色選別電極素体を張り上げて曲げ応力が付与された状態で黒化処理の熱サイクルを受ける。このため、黒化処理の高温下での電極構体及び色選別電極素体の応力リラクセーションに起因して、色選別電極素体の張り上げ張力が低下する。
この枠状電極構体に色選別電極素体を張り上げて張力を付与した構造は、その張力によって色選別電極素体を正確な位置関係に維持し、また、電子ビームの照射によって色選別電極素体の温度が上昇して熱膨張しても、その伸びを吸収して色ずれを軽減するものであるが、このように張り上げ張力が低下すると、その作用も低下して色ずれを生じる原因となる。
【０００６】
特に、トリニトロン型カラー受像管においては、前記の色選別電極素体のすだれ状の電子ビーム通過用スリットの構造に由来して振動の影響を受け易いため、張り上げ張力の低下が大きいと、スピーカの音で共振して色ずれを生じる原因となる。また、色選別電極素体の温度上昇に伴って電極構体材の熱膨張に起因する色ずれも発生する。
そこで、色選別電極素体の張り上げ張力の低下を軽減し、熱膨張を小さくするため、枠状電極構体材として、高クロムのフェライト系ステンレス鋼が使用されている。しかしながら、これらフェライト系ステンレス鋼の使用は、カラー受像管の電極構体のコストを上昇させる原因となっている。
また、最近はカラー受像管が大型化する傾向にあり、色選別電極素体及び枠状電極構体も大型化することから、これらの張り上げ張力低下の影響や熱膨張による影響も一層大きくなり、それにつれて枠状電極構体も大きくかつ重いものとなってきている。このため、高強度化によって軽量化が図れ、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さく、成形加工性がよく、かつ安価な枠状電極構体用の材料が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、枠状電極構体に色選別電極素体を一体化後、黒化処理に伴う熱サイクルが付与されても色選別電極素体の張り上げ張力が低下せず、高強度でかつ安価な枠状電極構体用材料を提供することを目的とする。更に、より具体的には、高コストのフェライト系ステンレス鋼に替わり、低コストのクロム鋼によって、高強度で、成形加工性がよく、前記枠状電極構体としての特性を備えた枠状電極構体用鋼板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の枠状電極構体用高強度鋼板は、Ｃ：０.００３〜０.１０重量％，Ｓｉ：１.０重量％以下，Ｍｎ：０.０５〜１.５重量％，Ｐ：０.１０重量％以下，Ｓ：０.０２重量％以下，Ｃｒ：１.５〜８.０重量％，Ａｌ：０.００３〜０.１０重量％，更にＴｉ：０.０８〜０.４０重量％，Ｎｂ：０.０８〜０.４０重量％，Ｖ：０.０８〜０.４０重量％の一種又は二種以上，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成をもち、色選別電極素体に対する熱膨張係数比が０.９７倍以下であることを特徴とする。当該高強度鋼板は、必要に応じてＣｕ：２.０重量％以下，Ｎｉ：２.０重量％以下，Ｂ：０.０００３〜０.００５０重量％の一種又は二種以上を含むことができる。
【０００９】
また、これらの枠状電極構体用高強度鋼板は、前記の組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯にスキンパス圧延後、酸洗を施すか、或いは得られた熱延鋼帯を酸洗後にスキンパス圧延を施すことにより製造するものであり、または、これらの組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯を酸洗し、冷間圧延し、最終焼鈍後にスキンパス圧延を施すことによって製造する。
【００１０】
【作用】
前記枠状電極構体用鋼板に求められる性質として、前記した磁気特性や黒化皮膜の密着性のほか、枠状電極構体と一体化された色選別電極素体のすだれ状の電子ビーム通過用スリットを設けた構造のため、前記のスピーカの音による共振に見るように張り上げ張力低下の影響に対して極めて鋭敏であり、色選別電極素体に対して規定された高い張り上げ張力が保持されなければならない。
本発明者らは、枠状電極構体が、前記熱サイクルにおいては色選別電極素体を張り上げて曲げ応力が付与された状態で黒化処理の高温条件下におかれるため、この高温における強度不足に起因して電極構体の応力リラクセーションを来していることに鑑み、低コストの普通鋼をベースに前記の磁気特性、黒化皮膜に求められる性質を備えると共に、室温強度及び特に高温強度の高い枠状電極構体用鋼板を調査・研究した。
【００１１】
即ち、普通鋼の熱膨張特性、高強度化、高温強度等の特性について種々調査検討した結果、低炭素鋼にＣｒを含有させると共にＴｉ，Ｎｂ，Ｖを含有させ、更に必要に応じてＣｕ，Ｎｉ，Ｂを含有させることにより、高強度化と黒化処理条件における高温強度が高められ、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さくでき、かつ電極構体の熱膨張に起因した色ずれを小さくできる枠状電極構体用鋼板が得られることを見い出して本発明に至ったものである。
【００１２】
本発明の鋼板は、色選別電極素体を張り上げる枠状電極構体材として、高温強度を発揮して、製造工程における熱サイクルに伴う色選別電極素体の張り上げ張力低下を小さくすると共に、枠状電極構体材に適した磁気特性、黒化処理皮膜特性及び成形加工性を有するものである。
更に、本発明の製造方法は、これらの組成の鋼板を前記高温強度を発揮する枠状電極構体用鋼板とするものであり、高温強度のみならず室温強度、成形加工性、溶接性及び低コストの条件からトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板としての特性を付与するものである。
【００１３】
【実施の形態】
以下、本発明のトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板の合金成分及びその含有量について具体的に説明する。
Ｃ：０．００３〜０．１０重量％
鋼板の強度を高めるために有効な元素であり、そのためＣ含有量は０．００３重量％以上必要である。しかしながら、その含有量が０．１０重量％を超えると、成形加工性及び溶接性が劣化して好ましくない。
【００１４】
Ｓｉ：１．０重量％以下
脱酸剤として、また強度を高める上で有効な元素であるが、１．０重量％を超えて多く含有すると、鋼板の表面肌が劣化すると共に、黒化皮膜が剥れ易くなる。
【００１５】
Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％
強度向上に有効な元素であり、脱酸剤としても必要な元素である。不純物であるＳをＭｎＳとして固定し、熱間脆化を防止する作用を有する。この作用は、０．０５重量％以上のＭｎ含有量で効果があるが、１．５重量％を超える多量のＭｎが含まれていると、成形性や溶接性が損なわれる。
【００１６】
Ｐ：０．１０重量％以下
強度を向上させる元素であるが、偏析し易いため、Ｐの多量の含有は鋼板の強度変動を大きくすると共に成形加工性が劣化する原因となる。このため、含有量は０．１０重量％以下とすることが必要であり、好ましくは０．０４重量％以下である。
【００１７】
Ｓ：０．０２重量％以下
ＭｎＳ等の介在物となり、成形加工性が損なわれる。このため、Ｓ含有量は、可能な限り少ないことが好ましく、本発明ではその上限を０．０２重量％に規定した。
【００１８】
Ｃｒ：１．５〜８．０重量％
鋼中に固溶し、或いは炭化物として析出することにより、高温強度を高めて、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させ、しかも熱膨張を抑制する。熱膨張に起因する色ずれを防止するため枠状電極構体の熱膨張係数を色選別電極素体の熱膨張係数の０．９７倍以下にすることが必要である。枠状電極構体の熱膨張係数を小さくすることによって、電極構体の熱膨張による色ずれを低減できるが、この熱膨張係数比が０．９７倍より大きいと実用上十分な効果が得られない。
この熱膨張係数の調整のため、本発明では図１に示した熱膨張係数に及ぼすＣｒ含有量の関係から、Ｃｒ含有量を１．５重量％以上とした。しかし、８．０重量％を超える多量のＣｒを含有させると、高価な元素であり、また鋼板の製造性を劣化させることからコストを上昇させる。
【００１９】
Ａｌ：０．００３〜０．１０重量％
脱酸剤として有効な元素であり、不純物であるＮをＡｌＮとして固定する作用がある。この作用を得るためには０．００３重量％以上の含有量とすることが必要である。しかし、０．１０重量％を超えて多量のＡｌを含有させると、鋼板に表面欠陥が生じ易く、また黒化皮膜が剥離し易くなる。
【００２０】
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ：０．０８〜０．４０重量％
炭化物等を析出させると共に、結晶粒を微細化する作用があり、鋼材の室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる。このような効果は、Ｔｉ、Ｎｂ又はＶを０．０８重量％以上含有させるとき顕著になる。しかし、０．４０重量％を超える多量の含有では、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２１】
Ｃｕ：２．０重量％以下
必要に応じて含有される元素である。鋼中に固溶又は析出することにより、室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる作用を有する。しかし、２．０重量％を超える多量のＣｕを含有させると、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２２】
Ｎｉ：２．０重量％以下
必要に応じて含有される元素であり、Ｃｕに起因する熱間脆性の防止に有効である。この作用を得るためにはＣｕ含有量の１／２以上の含有量が適当である。また、鋼中に固溶又は析出することにより、室温強度及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させる。しかし高価な元素であり、鋼材コストを高めることとなることから、本発明ではＮｉ含有量の上限を２．０重量％に規定した。
【００２４】
Ｂ：０．０００３〜０．００５０重量％
必要に応じて含有される元素であり、結晶粒界を強化し、圧延性を向上させると共に、不純物であるＮをＢＮとして固定する作用がある。このような作用を得るためには、０．０００３重量％以上の含有量とする必要がある。しかし、０．００５０重量％を超えて含有させてもこの作用は飽和する。
【００２５】
本発明においては、前記の成分を持つ鋼を熱間圧延した後、スキンパス圧延を施し、このスキンパス圧延の前又は後に酸洗し、熱延鋼帯とする。或いは、熱間圧延した後に酸洗し、冷間圧延及び焼鈍を経てスキンパス圧延を施して、冷延鋼帯とすることもできる。
以下、その製造条件及び作用を説明する。
【００２６】
熱延条件：仕上げ温度８２０〜９５０℃、及び巻取り温度４００〜７００℃
熱間圧延で結晶粒を細粒化させるため、Ａｒ3 変態点直上の仕上げ温度を基本とするが、８２０〜９５０℃の温度範囲が許容される。仕上げ温度が８２０℃に達しないと、α相域での圧延となり、９５０℃を超えると高温のγ相域での圧延となる。いずれの場合も、結晶粒が粗大化する。他方、巻取り温度が４００℃に達しないと板形状が悪くなり、７００℃を超える巻取り温度では高強度材が得難く、酸洗性も悪くなる。
【００２７】
冷間圧延：特に条件が制約されるものではない。しかし、４０％未満の冷延率では、次工程の焼鈍後において、結晶粒が粗大化し易くなる。そのため、冷間圧延する場合、冷延率を４０％以上に設定することが好ましい。
焼鈍工程：成形加工時に未再結晶粒を含む鋼板であると、枠状電極構体の形状確保が困難になることから、再結晶が終了する６５０℃以上に焼鈍温度を設定することが必要である、しかし、９５０℃を超える焼鈍温度では、結晶粒が粗大化する。
【００２８】
熱延鋼帯又は冷延鋼帯のスキンパス圧延：板形状確保のために必要で、このためには伸び率１％程度のスキンパス圧延が必要であるが、これより大きい伸び率を付与することにより、成形後溶接し、組立後に行う歪取り焼鈍によって枠状電極構体の高温強度を向上させることに有効に働く。これは、スキンパス圧延による転位の導入によってＣｕ等の微細な析出物の生成が促進され、これら微細な析出物により、転位の移動が阻止される効果がプラスされるためと推察される。しかし、更に大きいスキンパス圧延を施すと成形加工性が劣化するので伸び率は７％以下が好ましい。
【００２９】
【実施例】
表１に示した組成の鋼スラブを、表２の条件下で熱間圧延し、伸び率１.５％のスキンパス圧延した後、酸洗し、所定板厚の熱延鋼帯とした。鋼種番号４の鋼板については、熱間圧延後に冷間圧延、焼鈍し、伸び率１.５％のスキンパス圧延を施すことにより冷延鋼帯とした。
得られた各鋼板から、圧延方向に沿ってJIS Z2201の５号試験片を採取し、JIS Z2241に準拠した室温引張り試験に供した。また、切り出された試験片に５５０℃×３０分間の歪取り焼鈍を施した後、室温及び４５０℃でJIS Z2241及びJIS Z2272に準じて引張り試験を行った。試験結果を表２に示す。
【００３０】
表２の試験結果に示すように、本発明に従った鋼種番号１〜５の鋼板は、枠状電極構体用鋼板として要求される特性を満足していることが判る。
他方、比較例として示す鋼種番号６，７の鋼板は、Ｃｒ含有量が０.０２重量％、１.１１重量％と低く、室温強度及び高温強度が低くなっており、また、このＣｒ含有量における色選別電極素体と電極構体の熱膨張係数比は、図１に示すように０.９７倍よりも大きく、本発明の意図する枠状電極構体用鋼板として適していない。
また、鋼種番号８，９の鋼板は、室温強度及び高温強度は高いが、本発明で規定したＣｒ含有量よりも多量のＣｒを含む高クロムのフェライト系ステンレス鋼である。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のトリニトロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板では、歪取り焼鈍後に室温及び高温強度が高く、色選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さいと共に枠状電極構体の熱膨張に起因する色ずれが小さく、成形加工性に優れた材料として使用される。また、Ｃｒ含有量が低いことから、フライト系ステンレス鋼に比較して安価な材料となる。この枠状電極構体用鋼板は、これらの性質から、トリニトロン型ブラウン管はもとよりシャドウマスク型ブラウン管にも適用でき、益々大型化、高精細化の傾向にあるカラーブラウン管用としての用途に十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 色選別電極素体に対する枠状電極構体の熱膨張係数比に及ぼすＣｒ含有量の影響を示す。
Claims (2)
- Ｃ：０.００３〜０.１０重量％，Ｓｉ：１.０重量％以下，Ｍｎ：０.０５〜１.５重量％，Ｐ：０.１０重量％以下，Ｓ：０.０２重量％以下，Ｃｒ：１.５〜８.０重量％，Ａｌ：０.００３〜０.１０重量％，更にＴｉ：０.０８〜０.４０重量％，Ｎｂ：０.０８〜０.４０重量％，Ｖ：０.０８〜０.４０重量％の一種又は二種以上，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成をもち、色選別電極素体に対する熱膨張係数比が０.９７倍以下であることを特徴とする枠状電極構体用高強度鋼板。
- 更にＣｕ：２.０重量％以下，Ｎｉ：２.０重量％以下，Ｂ：０.０００３〜０.００５０重量％の一種又は二種以上を含む請求項１記載の枠状電極構体用高強度鋼板。
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