JPH02254139A - シャドウマスク用素材およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャドウマスク用素材およびその製造法に関し
７、より詳しくは磁気特性に優れ、しかも非時効性でブ
レヌ成形性に優れたシャドウマスク用素材およびその製
造法に関する。

〔従来の技術〕

従来、低炭素アルミキルド調達鋳材を出発材料とするシ
ャドウマスク用素材は、以前用いられていたリムド鋼に
比して清浄度が良く成分バラ・ツキも小さいため、好ん
で用いられている。

しかも、この素材はリムド鋼に比して、結晶格子間に固
溶しているＮがＡｌＮとして固定されているので非時効
性であり、一般にプレス成形性に優れている。

しかし、低炭素アルミキルド鋼連鋳材で造られた冷！Ａ
鋼板は一般に結晶粒か小さく、そのために磁壁が結晶粒
界によって遮られて移動し難く５従って保磁力が比較的
大きいという欠点があった。

また連鋳材Ａ１キルド鋼でなるシャドウマスク用素材で
は、第２図に示すような黒筋が製品シャドウマスクに出
現する傾向があり、この黒筋がンヤドウマスク製造工程
の内のエツチング工程で、−様なエツチングを阻害し、
孔（開口部）の仕上がりにムラを生ぜしめ、製品カラー
テレビの画像にまで縦筋を招来する問題点があった。そ
してこの傾向は特に中、尚精細度のカラー受像管におい
て明瞭であったが解決手段はなお見付がっていなかった
。

〔発明が解決すべき課題〕

本発明が解決すべき課題は、黒筋が無く、磁気特性及び
プレス成形性の良いシャドウマスク用素材を得ることで
ある。

すＩＩわち、本発明の第１の目的は、連続鋳造低炭素Ｍ
キルド鋼でなる中心偏析のないシャドウマスク用素材を
提供することにある。

更に本発明の第２の目的は向上リヤドウマスク用素材の
製造法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明により、連続鋳造低炭素アルミキルド化１でなる
中心偏析のないシャドウマスク用素材、および 連続鋳造低炭素アルミキルド鎖帯に酸洗、１次冷延、電
解清浄、（６３０−７００’（：）Ｘ（［）〜２０ｈｒ
）＋（７（１０−８５０’Ｃ）Ｘ（５〜１０ｈｒ　）　
０）オーフンコイル脱炭焼鈍、２次冷延の各工程を付与
することを特徴とするシイドウマスク用素材の製造法が
提供される。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず、従来連続鋳造低炭素アルミキルド鋼でＩＩるシャ
ドウマスク用素材（冷延鋼板）において不可避であった
エツチングむらについて、本発明者等はその原因をつぶ
さに採索した結果、遂にこれが、連鋳スラブにおいて避
は得ない中心偏析に起因する欠陥であることをつきとめ
るに至りたのである。

この中心偏析は、連鋳スラブの鋳造方向に断続的に現わ
れる線状、点状またはＶ字状の偏析であって、インゴッ
ト材イニ現われる冶金的要因にのみ起因する各種偏析と
は違って、連鋳装置に固有の機械的要因による影響が大
きいとも考えられている。

しかし、溶鋼の連続凝固連杵の現象は可成り複雑であり
、スラブ中心部に等軸晶を生成させる（電磁攪拌による
）という冶金的手段や、凝固シェルのバルジングを防止
するという機械的手段を講じるなど、技術者達の研究努
力にも拘らず中心偏析を無くすることはｌ「お困難すの
が実情である。

従って低炭素Ａｌキルド鋼連鋳材ススラブり熱延コイル
を経て得られた冷延コイルにおいて、ソノ４−一 圧延方向に沿った不連続帯状の中心偏析が出現する車を
避けられない。

そしてこの中心偏析部では、Ｐ　＋　　Ｓ　、　Ｍｎ等
の濃１＝ｉが比較的旨く、他θ入不純物の少ない部分に
比してエツチングされ難い性質があるので、シャドウマ
スク用素材（０，１０〜０３ｕ厚程度の冷延鋼板）の状
態ではエツチング後の中心偏析は黒筋となって観察され
るものと思われる。そしてこの部分のエツチングによる
孔（開口部）はその艮好なｉ分に比してやや狭く、結果
的に力行−テレビ画面で縦筋として画像にやや暗い部分
が帯状に現われることになる。

この経過を更に詳しく述べると次のようになる。

シャドウマスクに発生する帯状の黒筋は、これ迄の調査
では、シャドウマスク用素材の圧延方向に対し直角に現
れ、数ミクロンオーダーの非常に小さな局部板厚変動に
起因することが知られている。しかし、最近、圧姑方向
に平行に第２図に示すよっな黒筋が発生するようになり
、特に中・商精細度マスクに顕著にその傾向がみられる
ようになり、大きい問題となった。第２図は黒筋のある
シャドウマスクの平面図である。黒筋部の板厚測定結果
では異常は全く認められず、その原因究明のため辛抱強
く諸調査を色々の面から実施した。

その中のひとつとして、黒筋部の断面を注意深くダイヤ
モンドペーストを使用して研磨し、断面を腐食（−だと
ころ、黒筋部中央部（丁度棒のところ）に厚さ数ミクロ
ンの異常組織が存在することを発見した。

一万、黒筋都以外の部分は正常な組織であった。

黒筋が圧延方向に平行に発生していることより、当初は
シャドウマスク製造工程起因の疑惑もあったか、素材Ｑ
）中心偏析に因るものであることをまずつきとめ、この
偏析消滅のための研究を更に続け１本発明を完成したの
である。

このように中心偏析に起因する不良は、冷延鋼板の一般
旧ＩＩ用達、すなわち自動車用冷延ｍ板、Ｚｎ、Ｎｉめ
っ永鋼板等の表面処理鋼板、またぶりき、’Ｔ’ＦＳ等
の缶用材料等の用途では殆んど問題とならずｌ二使用さ
れているが、シャドウマスク用素材の様に極め−ごファ
インな用途において、初めて重大な問題点となる訳であ
る。

そこで中心偏析のない部分のみである、すなわち中心偏
析のないシャドウマスク用素材を発明するに至った。

また、本発明者等は５主として冷延Ｊ２１降のシャドウ
マスク用素材の製造工程において、中心偏析を消去する
手段についても鋭意研究した。

その結果、オープンコイル焼鈍工程で（６３０〜７００
℃）Ｘ（１０〜２０ｈｒ）＋（７（１０〜８５０°Ｃ）
×（５〜１０ｈｒ）の２段熱処理を施すことにより、中
心偏析が効果的に消失し、かつ適度な結晶粒成長が得ら
れ、磁気的性質が改善されることが判明した。

特に中心偏析の消失は偏析部に濃化したｐ、　ｓ。

Ｍｎ等の拡散現象によるものと思われる。

Ｃ：Ｃが多いとカーバイトが多くなってエツチング特性
を阻害するとともに最終焼鈍後の降伏点並びに降伏点伸
びが大きくなりプレス成形性を損うので上限を０，０１
％とした。

下限は可能な限り低い万が望ましいが、実用上り脱炭下
限としてＯ，Ｏｆｌ　０５％とした。

Ｃを０．０　：１％以下にする手段としては製鋼の際の
真空脱ガス処理を行う方法および／もしくは一次冷延後
の焼鈍の際、脱炭焼鈍を行う万伍および／もしくはフラ
ットマスクをウェット雰囲気中で脱炭する方法がある。

Ｎ：Ｎが多くなると降伏点伸びが増加し、シャドウマス
ク成形時にストレッチャーストレインを発生せしめるの
で、０００５％以下とした。

Ｍｎ　：　Ｍｎは０．６０％を超えると鋼が硬化してプ
レス成形性が劣化し、また０６２０％未満では含有Ｓに
よる熱間脆性が生じゃすくなるが、シャドウマスク材と
すれば不純物が少ない方がよく、下限は”Ｔ能な限り低
い方がよい。特に０１０％以下では磁気特性に対して良
い結果を生む。

しかし、炉外脱硫法を以てしてもＭｎとＳを同時に減少
してＭｎを０．０５％未満とするのは相当の技術を要す
るのでより実用的ｆｉ−）限として０．０５％を採用し
た。従ってＭｎ成分範囲は０．０５〜０．６０％とした
。

Ｓｉ　：　Ｓｉ　は非金属介在物の主要な構成因子をな
しており、この非金属介在物が孔の精度を悪化させ、黒
化膜の密着性も劣化させるので０．０３％以下とした。

Ｐ：Ｐ含有量が増加すると鋼の硬化によりプレス成形性
が阻害されるので０．１　Ｑ％以下とした。

Ｓ：Ｓについては硫化物系介在物がエツチング特性を阻
害する大きな要素としてシャドウマスク材にとって好ま
しくないものであり、可能な限り少ないことが好ましい
からその成分範囲を０．１０％以下とした。

Ａｌ　：　Ａｌは脱酸剤として転炉溶製後取鍋で浴部さ
れ、清浄度を同上させるか、８ｏ１．Ａｌｌが０．５０
％を超えると非金属介在物Ａｌ２Ｏ３が増ＩＩＩし、エ
ツチング特性を阻害するので好ましくｔｘ＜、０．０２
％未満では脱酸効果が充分でない。したがって、　Ｓａ
ｌ。

Ｍ　は、０．０２〜０．５０％とした。

Ｃｒ　：　ＣｒはクロムカーバイトとしてＣを固定しマ
スク成形性を改善すると同時にマスク黒化膜密−］〇− 着性向上に寄与する。このため製鎖時にフェロクローム
を添加して、Ｃｒ含有量の有効下限を０．０１％とし、
上限は経済性とプレス成形性の見地より０．５０％とし
た。

Ｂ：ＢはＮをＢＮとして固定する目的で添加する。

Ｎ固定効果を得るためにはＯ，ｆｌ　０１％以上必要で
あり、多過ぎるとスラブの表面割れを生ずる恐れがある
ので上限は０．０３％とした。

ＢＡＸ　１４Ａ１≧［５とする理由は、ＮのＢによる固
定効果を確実にするためにＢの質量比をＮの５０％増し
とすることによる。

つぎにオーブンコイル脱炭焼鈍条件について述べる。

すなわち（６３０〜７００°Ｃ）Ｘ（１［’ｌ−２０ｈ
ｒ　）　＋（７００〜８５０℃）Ｘ　（５〜Ｉ　Ｑ　ｈ
ｒ　）とする理由は次のとおりである。

このようにオーブンコイル焼鈍工程で尚温２段ヒートサ
イクルを付与する目的は脱炭と中心偏析の消滅である。

前半ｏ−＞（６３０−７００’Ｃ）Ｘ（１０〜２（ｌｈ
ｒ）は脱炭相＝１１− 的であり、これは通常当業界に於いて実施されている条
件である。後半の（７（１０〜８５０℃）×（５〜１０
ｈｒ）は高温で偏析元素を拡散させて、偏析帯を消滅さ
せるために付加的に実施する処理である。生産性向上の
面からは、成る可く高温成る可〈短時間が好ましいが、
高温に対する設備的制約および高温での鋼板の変形によ
る鋼板相互の密着防止を考慮し、上限を８５０　’Ｃと
した。

また、−見して前半の脱炭サイクルは省略（２ても結果
は同じように考えられるが、後半の高温サイクルでは鋼
板がオーステナイト領域に入り、鋼板中の炭素の拡散速
度がフェライト領域のそれより減少し、脱炭不良をおこ
す危険性がある。このため、従来の脱炭サイクルと本発
明の高温ヒートサイクルを組み合わせ品質の安定化を図
ったものである。

すなわち、加熱温度（均熱温度）が７００℃以上になら
ないと中心偏析の拡散消失効果が明瞭に現われず、８５
０℃を越えると前述のとおりコイル状鋼板相互の密着が
生じる傾向があるので温度範囲を７００〜８５　（１’
Ｃとした。均熱時間は雰囲気ガスとの接触面積の広い、
すなわち通常のタイトコイルバ・ソチ焼鈍よりも質量熱
慣性の小さいオーブンコイル焼鈍では、実験室データと
よく対応するので、この均熱時間は実験によって求めた
（後述の実施例参照）上記均熱温度範囲で、均熱時間が
５ｈｒ　未満では中心偏析が残存することがあり、また
１０ｈｒを越えても、熱エネルギーを要する割には効果
が飽和するので、５〜１０ｈｒＯ）範囲とした。

〔発明の効果〕

以上本発明を実施することにより、中心偏析がなく、シ
たがって黒筋がｑ客ｑｆ、−面に生じることがなく、適
度に結晶粒が成長して保磁力が減少し。

磁気特性の向上した非時効性のプレス成形性の良いシャ
ドウマスク用素材が得られる。

〔実施例〕

中心偏析 第１図は本発明のオーブンコイル脱炭焼鈍による中心偏
析消滅状況を示すグラフである。

中心偏析は鋼板断面検鏡法により評価した。

まず、脱炭焼鈍前原板（板厚０．６　ｖｙｔ　）のｒ１
］方向の任意の位置から１５憇（巾方向）　ｘ　３０　
ｔｔａｉ　（圧延方向）の検鏡用試片４枚を採取し、圧
延直角方向断面のダイヤモンドペーストによる研磨→エ
ツチング→検鏡→顕微鏡写真撮影を行Ｈつだ。

写真より、１５ｍＸ４枚＝６０ｍｘの中に存在する中心
偏析の長さ全てを測定し合計した。偏析は板厚方向に複
数層存在する場合もあるが、これらは全てカウントした
。

したがって、検鏡長さ６０態より、偏析長さトタルが大
きい数値となる場合があった。次に、オーブンコイル脱
炭焼鈍後について述べる。上述の４枚の試片の近傍より
同じ要領で１５ｍ巾×４枚の試片を採取し、各種条件で
脱炭焼鈍を行なった後（第２ステツプの熱処理条件のみ
で代表している。）、断面検鏡を実施した結果を示す第
１図より、高温、長時間になる程偏析が少すくすること
が判った。

なお鋼種Ａ、Ｂは転炉製鋼別チャージの例を示す。

第１表は本発明実施例］、２及び比較例１，２゜３の桐
材成分、条件と保磁力、プレス性等の結果をまとめた表
である。

本発明実施例は各比較例に比していづれも保持力が小さ
くなっており、プレス性も良好である。

第３図、第４図、第５図は別の本発明実施例に相当する
同一成分の試料（０，６Ｍ厚）につき、次の熱処理条件
の効果を見た断面顕微鏡写真（倍率：　Ｘ　］　ｎ　（
１）である。

条件：■　オーブンコイルｍ　Ｎ　前 ■　（６５０−６９０℃）Ｘ１３ｈｒ ■　（６５０〜６９０℃）Ｘ１３ｈｒ士（７５０〜７９
０℃）　Ｘ　７　ｈｒ この第３図において顕著な中心偏析は、■、■の熱処理
を経ることによって、拡散消失していく傾向があること
が明らかである。

すなわち、条件■ではなお中心偏析が残存するが。

条件■では中心偏析は完全に消失し、かつ、結晶粒がａ
度に成長１〜でおり、低保磁力（消磁性艮）、艮プレス
性が確保されていることが判る。

−未５

【図面の簡単な説明】

第１［図は本発明のオープンコイル脱炭焼鈍による中心
偏析消滅状況を示すグラフであり、第２図は黒筋のある
シャドウマスク（従来製品）の平面図であり、第３図（
比較例）、第４ス（比較例）、第５１図（本発明実施例
）は夫々各種熱処理条件後の中心偏析及び結晶粒の状態
を示す断面顕微鏡写真である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造低炭素アルミキルド鋼でなる中心偏析の
   ないシャドウマスク用素材。
2. （２）連続鋳造低炭素アルミキルド鋼の成分が、Ｃ：０
   ．０００５〜０．０１％（重量％、以下同様）Ｎ：０．
   ００５％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．６０％、Ｓｉ：０
   ．０３％以下、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．１０％以
   下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．５０％、Ｃｒ：０．
   ０１〜０．５０％、Ｂ：０．００１〜０．０３０％、か
   つ（Ｂ／Ｎ）×（１４／１１）≧１．５であつて残部Ｆ
   ｅ及び不可避的不純物でなる特許請求の範囲第１項記載
   のシャドウマスク用素材。
3. （３）連続鋳造低炭素アルミキルド鋼帯に、酸洗、１次
   冷延、電解清浄、（６３０〜７００℃）×（１０〜２０
   ｈｒ）＋（７００〜８５０℃）×（５〜１０ｈｒ）のオ
   ープンコイル脱炭焼鈍、２次冷延の各工程を付与するこ
   とを特徴とするシャドウマスク用素材の製造法。
4. （４）連続鋳造低炭素アルミキルド鋼の成分が、Ｃ：０
   ．０００５〜０．０１％ Ｎ：０．００５％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．６０％、
   Ｓｉ：０．０３％以下、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．
   １０％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．５０％、Ｃ
   ｒ：０．０１〜０．５０％、Ｂ：０．００１〜０．０３
   ０％かつ（Ｂ／Ｎ）×（１４／１１）≧１．５であつて
   、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる特許請求の範囲
   第３項記載のシャドウマスク用素材の製造法。