JPH0249374B2

JPH0249374B2 -

Info

Publication number: JPH0249374B2
Application number: JP61014834A
Authority: JP
Inventors: Rikio Nemoto; Masaomi Tsuda
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1990-10-30
Also published as: JPS62174351A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、シヤドウマスク用Cr含有Fe―Ni系
合金のプレス成形性改善方法に関し、とくに圧下
率の如何によつて変動する硬さを焼鈍との関係で
望ましいレベルに調整することによつて、プレス
成形性に優れるシヤドウマスク用材料を製造する
ようにした方法を提案する。一般に、Ni30〜45％を含むFe―Ni系合金は、
室温から300℃の温度域では熱膨張係数が著しく
小さいため、従来、各種電子管用材料として用い
られ、特にシヤドウマスク，マスクフレームおよ
びマスクホルダー等の機能材料として用途があ
る。〔従来の技術〕さて、カラー受像管シヤドウマスクというの
は、温度上昇に伴なう加熱膨張に問題があつた。
よく知られているように、シヤドウマスクの開口
部を通過する電子ビームは、螢光面で発光する
が、開口部を通過しない電子ビームはシヤドウマ
スクに照射されることになる。その結果、このシ
ヤドウマスクは加熱されて熱膨張する。このこと
は、前記電子ビームが決められた蛍光面に当たら
なくなる、いわゆるドーミング現象を発生させる
ことになる。このことから、従来、このドーング
現象をなくすことを目的とし、熱膨張の小さいア
ンバー合金をシヤドウマスク材料として採用する
ことが検討されてきた。しかし、従来のアンバー合金そのままのシヤド
ウマスク材料は、一般の軟鋼に比べて0.2％耐力
が高いので、シヤドウマスクのような高精度に加
工することが必要なときはその加工が困難であ
り、実用化に達していないのが実情である。また、この種の材料としては、特開昭59−
59861号に開示されているような、電子管の内部
で用いられる管内部品材料も知られている。この
材料は、Ni25〜50％，強度改善成分25％以下，
残部が実質的にFeからなる材料にて形成した材
料であつて、特にNi25〜50％，Cr25％以下，残
部FeからなるCr含有Fe―Ni系合金である。〔発明が解決しようとする課題〕本発明者らは、前記既知材料について研究する
うち、とくに特開昭59−59861号公報に記載の合
金については、Crを含有しているために、同公
報の第(3)頁右欄の第１表から判るように、試料番
号６のアンバー合金（硬度Hvは130）に比べる
と、試料番号４や試料番号５のCrを１％または３
％含有するFe―Ni系合金（硬度Hvはそれぞれ
140，145）は硬さが高くなることが知られてい
た。すなわち、「…表より明らかなように、クロ
ムを添加したものは機械的強度（硬度）が著しく
改善され、熱膨張係数はそれ程大きくはならな
い。」と記載されているとおりである。以上説明したように、従来のアンバー合金、と
くにCrを１〜３％添加したアンバー合金は、Cr
を含有しないものに比べると、硬度Hvは１割程
度上昇することから、シヤドウマスクに加工する
際、プレス成形性が劣化するという問題点があつ
た。〔課題を解決するための手段〕本発明は、前記従来の技術に見られる欠点ある
いは問題点を除去・改善できるシヤドウマスク用
Fe―Ni系合金を提供するのに適したプレス成形
性改善技術の開発を目的とするものである。すな
わち本発明は、Ｃ：0.02％以下，Si：0.2％以下，Mn：0.5％以
下，Ni：30〜45％，Cr：1.5〜６％を含有し、残
部実質的にFeよりなるFe―Ni系合金を１回冷間
圧延してから焼鈍するとき、その圧下率は40〜85
％の範囲内で行い、かつその後に行う焼鈍は800
〜1150℃の温度範囲内で行うことを特徴とするシ
ヤドウマスク用Cr含有Fe―Ni系合金のプレス成
形性改善方法、および前記Fe―Ni系合金として、さらにNb，
Ta，Ti，Zr，ＶおよびAlのうちから選ばれる何
れか一種または２種以上を単独または合計で
0.005〜0.4％含有した合金を出発材料とすること
を特徴とする方法を提案する。〔作用〕本発明改善方法の対象となるFe―Ni系合金の
成分組成は、前記特開昭59−59861号公報記載の
管内部品（以下「先行例」と称す）のそれと一部
で重複する組成のものである。しかし、本発明の
プレス成形性改善技術とは、以下のように大きな
違いがある。すなわち、先行例の下ではFe―Ni系合金（ア
ンバー合金）は、Crを添加すると、高い圧下率
をかけた場合には硬さが増加し、それ故にプレス
成形性が悪くなることが指摘されている。ところが、本発明者らの研究によると、アンバ
ー合金にCrを添加した場合でも、一定の圧下率
で冷間圧延ならびに前記圧延後一定の温度での焼
鈍を施すと、驚くべきことに、Cr添加に伴なう
硬さの上昇は避けられ、却つて低下する傾向が見
られ、従つて、プレス成形性が著しく良くなるこ
とを新規に知見したのである。次に、この知見について、実験データに基づい
て説明する。本発明者らは、まず通常のアンバー合金と本発
明適用の下の対象となつているFe―Ni系合金に
ついて、熱間圧延と焼鈍を施した後に冷間圧延を
施したケースにおいて、その冷間圧延時の圧下率
が硬さに与える影響を調べた。その結果を第１図
に示す。この図から判るように、Cr含有Fe―Ni
系合金（以下「本発明材料」という）は、冷間圧
下率が25％までは通常のアンバー合金（以下「比
較材料」という）より硬さは低いが、25％を超え
ると逆に比較材料のそれよりも著しく高くなるこ
とが判つた。次に、これらの材料に対し、焼鈍を施したとき
の焼鈍温度が硬さに及ぼす影響を調べた。この結
果、第２図および第３図に示すように、冷間圧下
率が25％以下の場合には600〜1200℃の焼鈍を施
しても本発明材料の硬さは比較材料のそれよりも
低いことがわかつた。このことから、Crを含む合金では、通常の冷
間圧延，すなわち25％以上の圧下率で圧延を行う
と、硬さが上昇してプレス成形性が阻害されるこ
とが判つた。ところが、冷間圧下率が25％を超える場合に
は、600〜800℃の焼鈍温度で焼鈍した本発明材料
は、その硬さは比較材料のそれよりも高いが、
800℃を超えると、第４図に示すように本発明材
料の硬さは比較材料のそれよりも逆に低くなるこ
とが判つた。このような実験結果より、本発明材料が比較材
料よりも硬さが高くなるという現象は、冷間圧下
率が25％以上であり、かつ焼鈍温度が800℃以下
のときに見られる現象である。ところが、上述のような構成の本発明材料にあ
つても、焼鈍温度が800℃を超える場合には比較
材料よりも硬さが低く、前記従来技術の下で知ら
れていた上述の現象とは驚くべきことに全く逆の
現象が生ずることを見出した。従つて、本発明材料を25％以上の圧下をかける
ときには、800℃を超える温度での焼鈍を施せば、
通常組成（Crを含まない合金）の合金に比べ、
硬さが低く、従つて、プレス成形性が極めて優れ
たものとなることが判つた。しかし、冷間圧下率は25％以上であればそれだ
けでよいかと言うと、そうではなく、冷間圧延時
の圧下率は40％以上でなければならない。それ
は、これ以上に小さい圧下では再結晶するまでに
は至らず、従つて、異方性が残り、プレス成形後
の肌荒れが生じて外観不良となるため、冷間圧下
率は40％以上とする。次に、本発明の適用対象合金の成分組成を限定
する理由を説明する。Ｃ：Ｃは熱膨張係数を増加させ、また0.2％耐力
を増加させる元素であり、なるべく少ないこと
が望ましく、Ｃは0.02％以下にする必要があ
る。 Si：SiはＣと同様に熱膨張係数を増加させ、また
0.2％耐力を増加させる元素であり、なるべく
少ないことが望ましく、Siは0.2％以下にする
必要がある。 Mn：MnはＣ，Siと同様に熱膨張係数を増加さ
せ、0.2％耐力を増加させる元素であり、なる
べく少ないことが望ましく、Mnは0.2％以下に
する必要がある。 Ni：Niは熱膨張係数を支配する基本的成分元素
であり、100℃以下の低温側においてはNi36％
付近で、またより高温側においてはNi42％付
近で最も小さい熱膨張係数を示す。30％未満に
おいてはマルテンサイトが生成し熱膨張係数が
大きくなり、一方45％を超えるとまた熱膨張係
数が大きくなるので、Niは30〜45％の範囲内
にする必要がある。 Cr：Crは0.2％耐力を著しく低下させ、プレス成
形性を向上させ、一方では熱膨張係数を増加さ
せる元素である。しかし1.5％未満では0.2％耐
力の低下が十分でなく、一方６％を超えると熱
膨張係数が大きくなりすぎて、例えばシヤドウ
マスク材料として使用する場合には電子ビーム
が蛍光面に当たらなくなるという障害が生じる
ので、Crは1.5〜６％にする必要がある。 Nb，Ta，Ti，Zr，Ｖ，Al：Nb，Ta，Ti，Zr，
Ｖ，AlはそれぞれＣおよびＮと結合して炭化
物，窒化物を生成し、結晶粒度の微細化に寄与
する元素である。Nb，Ta，Ti，Zr，Ｖ，Al
のなかから選ばれる何れか１種または２種以上
が単独または合計量で0.005％未満では上記寄
与効果を十分に得ることができず、一方0.4％
より多いとそれら元素の固溶量が多くなり、
0.2％耐力の増加をひきおこし、プレス成形性
が低下する。このため上記Nb，Ta，Ti，Zr，
Ｖ，Alは0.005〜0.4％の範囲内にする必要があ
る。次に冷間圧下率と焼鈍温度とを限定する理由に
ついて述べる。冷間圧下率：本発明では、冷間圧下率が40％より
少ないと、冷間圧延後に施される焼鈍によつて
も再結晶することがなくなり、健全な組識が得
られないため、プレス成形性が却つて不良とな
る。このため冷間圧下率は40％以上とする必要
がある。しかし、第１図から判るように、冷間
圧下率が85％より高くなつても硬さは高くなら
ない。また、冷間圧下率85％以上の材料に、
800℃以上の焼鈍を施しても、プレス成形性は
変わらない。むしろ冷間圧下率を高くするだけ
コスト高となる。焼鈍温度：冷間圧下率40％〜85％を施した本発明
材料を800℃より低い温度で焼鈍した場合には、
比較材料の硬さより高い硬さとなるため（第４
図）、良好なプレス成形性を得ることができず、
一方1150℃より高い温度で焼鈍すると結晶粒が
粗大化するためプレス後の肌荒れを生じ、外観
不良となるので、焼鈍温度は800〜1150℃の範
囲内にする必要がある。〔実施例〕次に本発明材料の実施例について説明する。本発明適用対象となる合金を得るため、まず製
造用諸原料を大気下で電気炉溶解した後、AOD
法（アルゴン―酸素吹き脱炭法）またはVOD法
（真空―酸素吹き脱炭法）により精錬した後、大
気中または真空中で造塊した。次いで、熱間圧
延，冷間圧圧延，焼鈍，酸洗工程を経て最終製品
とした。なお、前記焼鈍は空気中および／または
非酸化性雰囲気中で施す。下記の表に示す成分組成を有する本発明適用材
料ならびに比較材料であつて、熱間圧延後圧下率
80％で冷間圧延を施した後、950℃で焼鈍を施し
た材料について0.2％耐力，硬さHv，熱膨張係数
を調べた結果を同表に併記する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明プレス成形性改善方
法によれば、先行例に記載の合金に特定の冷間圧
延ならびに焼鈍を施すことにより、上記合金の有
する問題点を除去，改善した材料が得られ、シヤ
ドウマスク用Fe―Ni系合金の品質向上に大きく
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明材料と比較材料の成分組成な
らびにそれらの材料についての冷間圧下率が硬さ
に及ぼす影響を示す図、第２図は、圧下率10％の
冷間圧延をそれぞれ施した上記２種の材料につい
て焼鈍温度が硬さに及ぼす影響を示す図、第３図
は、圧下率25％の冷間圧延をそれぞれ施した上記
２種の材料について焼鈍温度が硬さに及ぼす影響
を示す図、第４図は、圧下率85％の冷間圧延をそ
れぞれ施した上記２種の材料について焼鈍温度が
硬さに及ぼす影響を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.02％以下， Si：0.2％以下， Mn：0.5％以下， Ni：30〜45％， Cr：1.5〜６％を含有し、残部実質的にFeより
なるFe―Ni系合金を１回冷間圧延してから焼鈍
するとき、その圧下率は40〜85％の範囲内で行
い、かつその後に行う焼鈍は800〜1150℃の温度
範囲内で行うことを特徴とするシヤドウマスク用
Cr含有Fe―Ni系合金のプレス成形性改善方法。２Ｃ：0.02％以下， Si：0.2％以下， Mn：0.5％以下， Ni：30〜45％， Cr：1.5〜６％を含有し、さらにNb，Ta，Ti，
Zr，ＶおよびAlのうちから選ばれる何れか一種
または２種以上を単独または合計で0.005〜0.4％
含有し、残部実質的にFeよりなるFe―Ni系合金
を１回冷間圧延して焼鈍するとき、その圧下率は
40〜85％の範囲内で行い、かつその後に行う焼鈍
は800〜1150℃の温度範囲内で行うことを特徴と
するシヤドウマスク用Cr含有Fe―Ni系合金のプ
レス成形性改善方法。