JP4267486B2 - Ｔｖブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラーＴＶブラウン管内部にあって電子線の通路を外周から覆うように配置
される磁気シールド部品の素材、即ち、ＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法に関するものである。

カラーＴＶブラウン管の基本構成は電子銃と電子ビームを映像に変える螢光面から成り立ちさらには、電子ビームが地磁気により偏向されることを防ぐ磁気シールド部品が側面を覆っている。この磁気シールド部品は、インナーシールド部品またはインナーマグネティックシールド部品とも称される。これらの部品を、ＴＶブラウン管内部磁気シールドと本発明では呼ぶ。

ＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の板厚は通常０．１−０．４ｍｍであり、この薄鋼板コイルは電気または加工メーカーでプレス成形された後、黒化処理されてから、ブラウン管内部に組み込まれ、封着処理と呼ばれる４００−５００℃程度でのフリットガラスの溶融によるブラウン管封着などが実施される。地磁気をシールドするために、カラーブラウン管外部に巻かれた所謂、消磁コイルに交流通電して消磁処理を行い、磁気シールド内部の地磁気を減少させる方法が採用されることが一般的である。

黒化処理とは、鋼板表面の酸化処理（電子線反射を防止するＦｅ_３Ｏ_４膜の形成）である。温度はＦｅ_３Ｏ_４が形成されるための温度６００℃前後の例えば５８０℃で３−３０分均熱が通常の熱処理条件である。雰囲気は、Ｎ_２、Ｈ_２、Ａｒ、ＣＯなどの非酸化性ガスに酸化性ガスのＨ_２Ｏ、Ｏ_２、ＣＯ_２などを混合したものが使用される。この黒化処理の熱により、酸化と同時に鋼板の歪みの回復も行われ調質圧延やプレス加工による磁性劣化が開放される。なお、特開昭５７−５２３９号公報や特開平１０−９６０６７号公報には黒化処理を省略する技術、すなわち鋼板表面にＮｉめっきなどを施すことが開示されているが、本発明は黒化処理を前提とするものである。

近年、民生用ＴＶの大型化・ワイド化に伴って電子線の走行距離並びに走査距離が長くなり、地磁気により振られる電子線の移動量が増え、色ムラの原因となっている。また、パソコンが急激に伸びているが、静止画像であること近距離で画面をみられることの理由で、高精度の電子線の着地特性が必要である。これらの理由で、電子線着地のドリフトを少なくする磁気シールドが強く求められている。一般に、電子線は直流磁場中でローレンツ力によって通過軌道が曲がられる。電子線の通過方向と磁場の向きが垂直なときに、この偏向角は大きくなるため、具体的には、電子線の向きと地磁気の向きが垂直なときに偏向が大きくなり、逆に電子線と地磁気との向きが平行なときには偏向が少ない傾向を示す。
このため、地磁気の向きはある位置ポイントを固定すれば一定ではあるが、ブラウン管が置かれる向きによって電子線着地のドリフトが異なってくる。このとき、各家庭のＴＶが東西南北どの方向に画面（蛍光面）が向いているかＴＶメーカーは当然分からないので、例えば、最悪の方向（ドリフトの最大方向）にＴＶを向けられていたとしても地磁気の影響を小さくすることが求められている。本発明者らは、この地磁気に対するＴＶブラウン管の角度によるドリフト量が変化する原因として上述のローレンツ力以外の要因もあると考える。すなわち、特許文献１の内部磁気シールド用鋼板の磁気特性は鋼板の面内における方向により（例えば、圧延方向となす角度の違いによって）、大きく異なっており、このことがブラウン管の向きによる着地ドリフトの大小にも影響を与える。さらには、この大きな磁気特性の異方性を有する内部磁気シールド用鋼板は、ブラウン管内部の磁場の異方性を助長して、ある向きにある最悪のドリフト量をさらに劣化させる原因ともなると考える。
特開平０２−６１０２９号公報

本発明は上記磁気特性の異方性起因の電子線着地のドリフトを安定的に改善するために、極めて異方性の少ない優れた磁気特性を有するＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法を提供するものである。

本発明の要旨は次の通りである。
（１）プレス加工により成形された後、表面にＦｅ _３ Ｏ _４ 膜を形成する黒化処理を施して製造されるＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法であって、質量％で
Ｃ ：０．０１−０．０３％、 Ｓｉ≦０．０５％、 Ｐ ≦０．０５％、
Ｍｎ≦０．５％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ａｌ：０．０２−０．０６％、
Ｎ ：０．００３−０．００８％、 Ｃｕ：０．０３−０．５％、
Ｓｎ：０．００５−０．１００２％、
残部Ｆｅおよび不可避的成分を含有する熱延板を酸洗後、８５％以上の冷延率で冷延し、次いで７３０℃以下の箱焼鈍を実施してから、圧下率０．１−２．０％の調質圧延を行うことを特徴とするＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法。

本発明は、電子線着地のドリフトを安定的に改善するために、極めて異方性の少ない優れた磁気特性を有するＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法を提供するものである。

本発明は以下の３つの知見から構成される。１つは冷延における結晶回転を利用する、すなわち冷延率を調整して集合組織を改善し、磁気特性の異方性を少なくすること。２つ目は、再結晶焼鈍において徐加熱と微細ＡｌＮまたはＣｕとＳｎの組み合わせにより再結晶集合組織を改善して、磁気特性の異方性を少なくすること。３点目は、黒化処理を前提とする製造プロセスに適切な成分組成体系を設定することである。これらの組み合わせは、実施例においても詳述するが、工業的には十分容易である。

なお、磁気特性の異方性について詳しく述べると、圧延方向となす角度を１０°毎に変更して試料を採取し保磁力の異方性を調査したが、最大保磁力や最小保磁力を示す角度が一定しなくて、試験の条件によって微妙に変化した。例えば、最大保磁力を示す角度は０°であったり、４５°や９０°になった。しかしながら、一般的には幅方向／圧延方向の保磁力比が１．０に近ければ、この最大保磁力と最小保磁力との値の差が小さい。また逆に、幅方向／圧延方向の保磁力比が１．０より離れれば（１．０よりかなり小さいか、逆に大きいか）、最大保磁力と最小保磁力との値の差が大きいことが分かった。このため、簡易的に幅方向／圧延方向の保磁力比で異方性の大小を判断することが可能で、また、異方性を代表させることができる。
以下、 本発明の制限理由について述べる。

Ｃ量は、０．０１−０．０３％に制限する。Ｃ量が少なすぎると鋼板が軟らかくなり、プレス成形後でのハンドリングで折れなどの変形が生じやすくて問題である。この下限が０．０１％である。また、Ｃ量が多すぎると黒化処理での黒化膜の密着性が劣化する傾向があり、この限界が０．０３％であることから、Ｃ量は０．０１％以上、０．０３％以下とする。

Ｓｉ量は、０．０５％以下とする。Ｓｉは選択的に酸化されやすく、内部酸化層としてファヤライトやシリカとなって黒化処理時でのＦｅ_３Ｏ_４形成を阻害する。この限界が、０．０５％であるため、Ｓｉ量は０．０５％以下とする。
Ｍｎ量は、０．５％以下とする。Ｍｎは鋼板硬度を高めて、鋼板のハンドリング時の折れ疵などの防止に有効であるが、あまり多くなると添加コストの問題があるので０．５％以下とする。
Ｐ量は、０．０５％以下とする。Ｐは鋼板硬度を高めるのに有効であるが、０．０５％を越えるとプレス加工での加工割れが生じる問題があるので避ける。

Ａｌ量は、０．０２−０．０６％とする。Ａｌは箱焼鈍との組み合わせにより微細ＡｌＮの働きによって、再結晶での結晶配列を制御して磁気特性の異方性を改善する。この磁性（保磁力）の異方性を改善するＡｌ量範囲は、０．０２％以上で０．０６％以下である。０．０２％未満では必要なＡｌＮ量が少なすぎ、また０．０６％超ではＡｌＮが粗大化して好ましい再結晶方位が形成されないためである。
Ｓ量は、０．０１％以下に制限する。Ｓは少ないほうが、熱延での熱間脆化が改善される。熱間脆化の問題のない０．０１％以下を本発明範囲とする。
Ｎ量は、０．００３−０．００８％に制限する。Ｎも箱焼鈍との組み合わせにより微細ＡｌＮの働きによって、再結晶での結晶配列を制御し磁気特性の異方性を改善する。この磁性（保磁力）の異方性を改善するＮ量範囲は、０．００３％以上で０．００８％以下である。０．００３％未満では必要なＡｌＮ量が少なすぎ、また０．００８％超ではＡｌＮが粗大化して好ましい再結晶方位が形成されないためである。

その他の元素として、ＣｕとＳｎとを同時に含有させると、保磁力の異方性がさらに小さくなる。必要なＣｕ量は０．０３％以上で、Ｓｎ量は０．００５％以上である。しかし、添加コストの問題からＣｕは０．５％以下、Ｓｎは０．１００２％以下とする。Ｃｕは微細なＣｕ_２Ｓを形成し、また、Ｓｎは結晶粒界に偏析して圧延再結晶集合組織をコントロールすると考えているが詳細な理由についてはまだ不明確である。
その他の不純物として混入するＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｂなどはとくに、規制をする必要はないが、あまり多いと鋼板の強度や伸びが変化してプレス加工時の形状や寸法の問題が生じるので、各々０．１％以下が望ましい。

製造工程の製鋼、熱延などは通常実施されている方法で行う。熱延板以降の処理工程として、酸洗後、冷延を行う。冷延率は、８５％以上とする。冷延率は５０−７０％の範囲で保磁力の異方性が大きく、７０％を越えると徐々に異方性が小さくなり、８５％以上で満足される異方性が得られるためである。

次いで、焼鈍を実施するが、箱焼鈍である必要がある。連続焼鈍では昇温速度が一般に５℃／秒（＝１８０００℃／時間）以上であり、箱焼鈍では一般に５００℃／時間以下であるが、５００℃／時間以下でないと磁気特性の小さい異方性が満足されないためである。また、焼鈍温度は７３０℃以下とする。焼鈍温度が高いと結晶粒径が粗大化し、集合組織も変化して磁気特性の異方性が強くなる。この限界が７３０℃である。均熱時間は通常の１０分〜３０時間でよい。最低の温度は、とくに規定しないが通常の再結晶温度５５０℃以上でよい。また、雰囲気は通常のＮ_２、Ｈ_２、Ａｒなどの非酸化性ガスが用いられる。

調質圧延を圧下率０．１−２．０％で実施する。調質圧延の圧下率が大きくなると、圧延方向の保磁力（以下、Ｌと呼ぶ）が大きくなり、幅方向の保磁力（以下、Ｃと呼ぶ）はさほど大きくはならない。このため、調質圧延の圧下率が大きくなるにつれて、Ｃ／Ｌの値は、小さくなる傾向である。調質圧延前の鋼板のＣ／Ｌは、一般に１よりも大きい。このため、０．８≦Ｃ／Ｌ≦１．２にコントロールしようとすると、調質圧延の圧下率は、０．１％以上、２．０％以下が必要である。

黒化処理は、ブラウン管メーカーまたは加工業者で行われるが通常の条件でよい。すなわち、温度が５００−６５０℃で時間は１−２００分で、箱焼鈍でも連続焼鈍でも問題はない。
以下、実施例について説明する。

表１に示す種々の成分のインゴットを真空溶解・鋳造し、１２３０℃で加熱して２．２ｍｍ厚の熱延板に熱間圧延した。これを酸洗し、冷延し０．３０ｍｍ厚（冷延率は８６.４％）とした。この冷延板を脱脂してから１００％窒素ガス雰囲気の箱焼鈍を、５０℃／時間で昇温し、６８０℃で１０時間の均熱で実施した。次いで、０．２％圧下の調質圧延を行ってから、この鋼板をエプスタイン試料（３０ｍｍ幅×２８０ｍｍ長）に剪断し、黒化処理相当の５８０℃で１５分均熱の焼鈍を湿潤窒素ガス雰囲気中で実施し、保磁力測定を行った。保磁力は、直流磁界により、１０ Ｏe（エルステッド）に最大励磁してヒステリシス曲線を測定し求める方法に依った。保磁力の単位はＯeで、Ｃ／Ｌは無単位である。

実験Ｎｏ．１−７は、Ａｌ量を変更したもので、表１から明らかな如く、Ａｌ量が本発明範囲内でＣ／Ｌ比が１に近い（異方性が小さい）鋼板が得られた。
実験Ｎｏ．８−１３は、Ｎ量を変更したもので、Ｎ量が本発明範囲内で異方性の小さい鋼板が得られた。
実験Ｎｏ．１５−１７は、Ｃｕ量とＳｎ量を変化させた。Ｃｕ量とＳｎ量とが本発明範囲内でのみ、異方性のより小さな鋼板が得られることが分かった。なお、実験Ｎｏ．１−１３のＣｕ量０．０１％とＳｎ量０．０００１％は意識的に添加した量ではなく、不可避的不純物として混入した量である。

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０．０１０％Ｃ、０．００３％Ｓｉ、０．０５％Ｐ、０．５％Ｍｎ、０．０１％Ｓ、０．０２％Ａｌ、０．００８０％Ｎ、０．０６％Ｃｕ、０．０４％Ｓｎを含む連続鋳造成分のスラブを鋳造し、１２５０℃で加熱して２．６ｍｍ厚の熱延コイルに熱間圧延した。これを酸洗し、冷延して０．２０ｍｍ厚（冷延率は、９２．３％）とした。この冷延板を脱脂してから窒素ガス雰囲気の箱焼鈍で６６０℃で２０時間均熱し、次いで、調質圧延の圧下率を表３のように試験を実施してから、エプスタイン試料に剪断し、５８０℃で１５分均熱の連続焼鈍を湿潤窒素ガス雰囲気中で実施し、Ｌ方向とＣ方向の保磁力を測定した。測定方法は、実施例１と同じである。
表３から明らかなごとく、調質圧延の圧下率が本発明範囲で優れた保磁力のＣ／Ｌ比が得られた。

Claims (1)

1. プレス加工により成形された後、表面にＦｅ _３ Ｏ _４ 膜を形成する黒化処理を施して製造されるＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法であって、質量％で
   Ｃ ：０．０１−０．０３％、 Ｓｉ≦０．０５％、 Ｐ ≦０．０５％、
   Ｍｎ≦０．５％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ａｌ：０．０２−０．０６％、
   Ｎ ：０．００３−０．００８％、 Ｃｕ：０．０３−０．５％、
   Ｓｎ：０．００５−０．１００２％、
   残部Ｆｅおよび不可避的成分を含有する熱延板を酸洗後、８５％以上の冷延率で冷延し、次いで７３０℃以下の箱焼鈍を実施してから、圧下率０．１−２．０％の調質圧延を行うことを特徴とするＴＶブラウン管内部磁気シールド用鋼板の製造方法。