JPH03202446A

JPH03202446A - シャドウマスク用Ｆｅ―Ｎｉ合金およびシャドウマスクの製法

Info

Publication number: JPH03202446A
Application number: JP34321089A
Authority: JP
Inventors: Naofumi Nakamura; 直文中村; Atsushi Kato; 淳加藤; Tsuyuki Watanabe; 渡辺　津之
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-04

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」本願発明は、カラーテレビ用ブラウン管のシャドウマス
クなどとして好適なＦｅ−Ｎｉ合金、およびシャドウマ
スクの製法に関し、種々の合金元素を特定量含有するこ
とで、従来の低熱膨張合金と同等の低熱膨張性を確保し
た上に、優れた変形抵抗とプレス加工性を発揮させる技
術に関する。

「従来の技術」従来、カラーテレビ用ブラウン管のシャドウマスク用材
料として、低炭素リムド屓や低炭素アルミキルド鋼が用
いられてきたが、最近になり、カラーテレビの大型化、
高品位化に伴ってこれらの材料よりも低い熱膨張特性を
有するＦ　ｅ−Ｎ　ｉ系のアンバー合金（３６％Ｎ　ｉ
−Ｆ　ｅ）が使用されるようになってきている。

このようにアンバー合金を使用するようになりた理由は
、大型で高品位のブラウン管（ＣＲＴ）では、ブラウン
管の電圧を高く設定する必要があり、ツヤドウマスクに
当たる電子ビームのエネルギー量ら増加する傾向にある
ので、前記従来の鋼板を用いたツヤドウマスクでは、電
子ビーム射突に伴う発熱によってシャドウマスクが熱膨
張を起こしてミスランディングを起こし、カラーテレビ
の画面上に色ずれを生じ易いためである。

「発明が解決しようとする課題」ところが、前記アンバー合金は、耐力が高いためにプレ
ス加工性が悪く、プレス成形時に、スプリングバックに
よる形状不良を生じ易い問題がある。また、前記アンバ
ー合金は、ヤング率が低いので、ツヤドウマスクに加工
した場合、テレビのスピーカーの音により共振を起こし
たり、組み立て時において強度不足による座屈を起こし
易い問題がある。このような座屈の問題がクローズアッ
プされてきているのは、ブラウン管の高精度化に伴い、
ツヤドウマスクに微細な穴をエツチングで穿孔すること
が要求され、エツチングの容易性の要求から、シャドウ
マスク材の板厚を薄くするようにな、ってきているため
である。

本願発明は前記課題を解決するためになされたもので、
従来の低熱膨張性の合金と同程度の低熱膨張性を示す上
に、優れた材料強度を有し、更にプレス加工性を向上さ
せたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金ならびにその製法
を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」請求項１に記載した発明は、前記課題を解決するために
、Ｎｉ３０〜４０％、Ｃｒ０．１−１．０％、Ｃｏ０．
０１〜２．０％、Ｍｎ１％以下、Ｓｉ０．５％以下、Ｃ
０１１％以下、Ｔ　ｉ、　Ｚ　ｒ、Ｎ　ｂ、Ａ　Ｉ。

Ｂｅ、Ｂのうち、１種以上を総計で０．００１〜０．０
１％、残部Ｆｅおよび不可避不純物の組成を有するもの
である。

請求項２に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項１に記載の組成を有する合金からなる板状体をエ
ツチング穿孔後、窒素ガス雰囲気などの不活性ガス雰囲
気中あるいは水素ガス雰囲気中において８００〜１２０
０℃で５分以上焼鈍した後、３００℃以下の温度で塑性
加工するものである。

「作用　」３６％Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅの組成で知られるアンバー合金に
代表される低熱膨張性のＦ　ｅ−Ｎ　ｉ系の合金に、Ｏ
ｒを所定量添加することで、低熱膨張性を犠牲にするこ
となく、焼鈍後の耐力を低下させ、ヤング率を高くする
とともに、Ｍｎを所定量添加することで鍛造性を向上さ
せ、Ｓｉを所定量添加することで溶解時に合金中の酸素
を除去する。更に、Ｔｉ　Ｚｒ　Ｎｂ　ＡＩ　Ｂｅ、Ｂ
などの１種以上を所定量含有させることで熱間加工性を
向上させるとともに、Ｃｏを所定量含有させることでエ
ツチング性を良好とする。

以上のことから、シャドウマスク用の材料として好適な
低熱膨張性を確保した上で加工上好ましい耐力とヤング
率を確保する。

以下に本願発明を更に詳細に説明する。

本願発明の合金においてはＮｉにッケル）３０〜４０％
、Ｃｒ（クロム）０．１〜１．．０％、Ｃｏ（：＋バル
ト）０．０１−１．０％、Ｍｎ（マンガン）１％以下、
Ｓｉ（ケイ素）０．５％以下、Ｃ（炭素）０．１％以下
、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオ
ブ）、Ａ　Ｉ（アルミニウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、
Ｂ（ホウ素）のうち、１種、あるいは２種以上を総計で
０．００１〜０．０１％、残部Ｆｅおよび不可避不純物
の組成を有するようにする。

前記組成において、Ｎｉの含有量を３０〜４０％の範囲
外にすると、熱膨張係数が極めて高くなり、カラーブラ
ウン管の色ずれの問題が生じる。

Ｃｒは焼鈍後の耐力を低下させるとともにヤング率を上
昇させるために用いるが、０．１％未満ではその効果が
なく、１．０％を越えると熱膨張係数を高くするために
不適当である。

Ｃｏはエツチング穿孔性の向上のために添加するが、含
有量が０．０１％未満ではその効果が表れず、１．０％
を越えると熱膨張係数が高くなるので、カラーブラウン
管の色ずれの問題が生じる。

Ｍｎは熱間鍛造性を向上させるとともに、脱酸剤として
用いるが、１％を越えると熱膨張係数を上昇させる。

Ｓｉは脱酸剤として用いるが、０．５％を越えると合金
を脆化させるので不都合である。

Ｃは０．１％を越えると熱膨張係数を高くするので不都
合である。

Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂはそれぞれ熱間加工
性を向上させるために用いるが、０．００１％未満では
その効果がなく、０．０１％を越えるとコスト高となる
ので不適当である。

以下に前記組成の合金の製造方法の一例について説明す
る。

前記合金を製造するには、まず、前記の組成になるよう
に原材料を配合した後、不純物の混入を避ける目的で好
ましくは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中で真空溶解
を行って前記組成のインゴットを得る。

次いでこのインゴットを例えば１２００〜１４００℃で
鍛造加工し、目的の形状、例えば目的の板厚になるまで
、好ましくは、加工率７０％以下で圧延加工する。そし
て、得られた目的の形状の板状体に、エツチング穿孔を
行い、その後に以下に説明する処理を施してシャドウマ
スクを得る。

まず、板状体にエツチング穿孔するには、例えば、孔あ
きレジスト膜を板状体の表面に形成し、この後に板状体
をエツチング液に浸漬して板状体の表面をエツチングし
て穿孔し、この後にレジスト膜を除去すれば良い。次に
前記板状体に対し、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中
あるいは水素ガス雰囲気中において、８００〜１２００
℃で５分〜６０分焼鈍する。そして、次に、室温〜３０
０℃の温度範囲でプレス成型を施して所望の形状のシャ
ドウマスクを得る。

前記焼鈍処理において、８００℃よす低い温度で焼鈍す
ると、耐力を十分に低下させることができないとともに
、１２００℃を越える温度で焼鈍すると結晶粒が粗大化
して脆化するので好ましくない。また、焼鈍時間を５分
より少なくするとシャドウマスクの全体を均一に焼鈍で
きないので好ましくなく、６０分を越えると製造に時間
がかかり過ぎてコスト高となり、生産性が悪化する。更
に、プレス成型の温度を３００℃以上に設定すると材料
と金型の間の潤滑性が悪化し、焼き付きを生じることが
あるので好ましくない。

前記の方法により得られたシャドウマスクにあっては、
ＮｉとＣｒとＣＯとＭｎとＣを所定量含有させているの
で、Ｆ　ｅ−Ｎ　ｉ系の低熱膨張合金が示す低い熱膨張
係数を維持するとともに、Ｃｏを所定量含有させている
ので、良好なエツチング穿孔性を示す。また、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂの１種以上とＣｒを各々所定
量含有させ、８００〜１２００℃の好適な温度で焼鈍す
るので、適度な耐力と高いヤング率を有し、プレス加工
を容易に行うことができ、プレス加工時のスプリングバ
ックによる形状不良を生じない。

「実施例」第１表の組成になるように各々原材料を配合し、各配合
物を窒素ガスを含む真空雰囲気において溶解してインゴ
ットを作成し、次いでこのインゴットに熱間鍛造加工を
施して板状体の試料Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｅを各々複数作成した。各試料について、熱膨張係
数を測定した結果を第１表に示す。

第１表に示す比較品の試料Ｅにおいては、Ｃｒを本願発
明範囲外の割合（１，８％）で含有しているが、熱膨張
係数が大きくなりすぎている。

次いで、前記各板状体試料Ａ−Ｅに９００℃あるいは１
１００℃で焼鈍処理を施し、試料Ｎ。１〜１９の各板状
体の試料を得、これらの各試料について、０．２％耐力
とヤング率を測定した。なお、試料Ａのものについては
比較のために７００℃で焼鈍処理した後の０．２％耐力
とヤング率を測定した。以上の結果を第２表に示す。

また、前記工程において、焼鈍処理を省略して得た試料
も作成し、各試料についてそれぞれ、０．２％耐力とヤ
ング率を測定した結果を第２表に併せて示す。

また、１１００℃で焼鈍して製造した資料ＮＯ２０〜Ｎ
ｏ３１について、１００℃あるいは２００℃で引張試験
を行い、０．２％耐力を測定した。

以上の結果を第３表に示す。

第２表に示す結果から、焼鈍を施していない試料Ｎｏｌ
　、Ｎｏ４　、Ｎｏ８　、Ｎｏｌ　Ｉ　、ＮｏＬ　４　
、Ｎｏｌ　７はいずれも耐力が大きくなりすぎている。

また、９００℃あるいは１１００℃で焼鈍した試料にあ
っては、プレス加工に好ましい程度に耐力が低下し、ヤ
ング率も十分に高い値に維持されている。

また、第３表に示す結果から、１００〜２００℃で温間
プレスを行うことで耐力を更に低くできることが判明し
た。

「発明の効果」以上説明したように本願発明によれば、従来の低熱膨張
性の合金と同等の低熱膨張性を維持した上に、従来合金
よりも耐力を低くすることができ、プレス加工性を改善
することができるとともに、ヤング率を高くできるので
、加工時に座屈などを引き起こすおそれがない。そして
、エツチング穿孔性を向上させているので小さな多数の
孔を高精度で形成できるようになり、超高精度なシャド
ウマスクの製造が可能となる効果がある。

一方、８００〜１２００℃で焼鈍することで、耐力を十
分に低下させるとともに結晶粒の粗大化を抑止して脆化
を抑えることができる。また、５分以上焼鈍することで
シャドウマスク全体を均一に焼鈍できる。更に、３００
℃以下で塑性加工することで、金型に対する焼き付きを
なくすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ３０〜４０％（重量％、以下同じ）Ｃｒ０．
１〜１．０％以下Ｃｏ０．０１〜１．０％Ｍｎ１％以下Ｓｉ０．５％以下Ｃ０．１％以下Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｂのうち、１種以上を
総計で０．００１〜０．０１％Ｆｅ残部および不可避不純物の組成を有するシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金。
（２）請求項１に記載の組成を有する合金からなる板状
体をエッチング穿孔後、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲
気あるいは水素ガス雰囲気中において８００〜１２００
℃で５分以上焼鈍した後、３００℃以下の温度で塑性加
工することを特徴とするシャドウマスクの製法。