JPH04341541A - 密着性の優れた黒化皮膜を有するtvブラウン管用マスクフレーム材 - Google Patents

密着性の優れた黒化皮膜を有するtvブラウン管用マスクフレーム材

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JPH04341541A
JPH04341541A JP40087490A JP40087490A JPH04341541A JP H04341541 A JPH04341541 A JP H04341541A JP 40087490 A JP40087490 A JP 40087490A JP 40087490 A JP40087490 A JP 40087490A JP H04341541 A JPH04341541 A JP H04341541A
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JP
Japan
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mask frame
blackened film
grain size
adhesion
frame material
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Withdrawn
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JP40087490A
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English (en)
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Morio Shiozaki
塩崎 守雄
Masahiko Oda
昌彦 織田
Takahide Shimazu
高英 島津
Osamu Masuda
増田 理
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーTVブラウン管
(受像管)用マスクフレーム材に関する。
【0002】
【従来の技術】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
ぐ磁気シールド材が内部を覆っているが、マスクフレー
ム材はこれらの構造を支えるフレームとして重要である
。また、最近のTVの大型化やハイビジョン化などで画
面の鮮明度に対する要求が強いことから、マスクフレー
ム材にも磁気シールド性、すなわち高透磁率が求められ
る。マスクフレーム材の板厚は通常0.3〜2.5mm
の鋼板で、この鋼板コイルは電気メーカーでプレス加工
された後、必要に応じて磁性焼鈍(700〜850℃)
を施し、次いで550〜650℃程度の温度の湿潤雰囲
気で黒化処理を施されブラウン管内部に組み込まれる。 黒化処理の目的は、錆止め、熱放射率を高くすることと
電子の乱反射の防止などである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして従来、黒化処
理工程はプレス加工後の部品を処理するため、コストが
かかること、また、雰囲気むらによる赤錆発生の問題な
どがあった。この赤錆対策として、C量などの制御する
技術(特開昭60−67640号公報、特開昭60−6
7642号公報)が知られている。これらの課題を抜本
的に解決するためには、製鐵メーカ側で黒化膜を形成さ
せたコイルを開発することである。しかして、本出願人
は先に、特開平2−228466号公報で明らかにした
方法により、最終工程で黒化処理を実施する。この方法
のポイントは、Fe3 O4 (マグネタイト)を変態
させて生成するFeO(ウスタイト)を利用することで
ある。インナーシールド材とマスクフレーム材とは、磁
気シールド性や黒化膜が必要なことなどが似ているが、
インナーシールド材は殆ど平板として使用されるのに反
し、マスクフレーム材は強度補強材として直角曲げやコ
ーナ部での絞り加工があること、更に板厚が相当厚いこ
となどにより、これらプレス加工の加工程度が大きい。 このため、従来の成分系では黒化処理をプレス前に実施
しても黒化膜が、プレス加工で剥がれる。
【0004】即ち、本発明の目的は、電気メーカでの磁
性焼鈍のみならず黒化処理をも省略して、電気メーカで
の大幅なコストダウンを図ることにあるが、開発のポイ
ントはプレス時に剥がれない強固な黒化膜を持つべく材
質を制御すると同時に、磁気シールド性の優れたマスク
フレーム用鋼板を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は重量比でC≦0
.01%,Si≦0.5%,Mn:0.1〜1.0%,
P≦0.3%,S≦0.02%,sol.Al≦0.0
15%,N≦0.01%,B:0.0003〜0.00
5%をB/Nで0.5〜2.0とし、残部Fe及び不可
避的成分を含有する板厚が0.3〜2.5mmの鋼板で
、平均結晶粒径が20〜80μm 、鋼板表面にFe3
 O4 が変態して生成したFeOを主成分とする密着
性に優れた黒化皮膜を有するTVブラウン管用マスクフ
レーム材である。
【0006】本発明の特徴は、電気メーカでの磁性焼鈍
と黒化処理を省略するため、マスクフレーム素材で優れ
た磁性と強固な黒化皮膜を有する鋼板を開発したことで
あるが、この要点について、まず述べる。その第1の要
点は結晶粒径を20〜80μm とすることである。第
2に、プレス加工時の鋼板の肌荒れを解消するため、B
を添加して結晶粒径を整粒化させることにある。更に第
3の要点は、このB効果を利用して、プレス加工でも剥
がれない優れた密着性を持つ黒化膜を形成させることで
ある。本発明者等は、結晶粒径と歪について検討した。 即ち、表1の成分を含む鋼を熱間圧延し、次いで冷延し
て0.5mmの厚みとし焼鈍を700〜1000℃×3
min 均熱した鋼板の特性を測定すると、透磁率は結
晶粒径に依存し、透磁率の対数は結晶粒径の逆数とリニ
アーな関係となる。これを図1に示す。
【0007】
【表1】 なお、この鋼板に数%の歪を加えると透磁率の劣化が生
じるが、透磁率の対数と結晶粒径の逆数とのリニアーな
関係は、そのまま保存される。このことは、マスクフレ
ーム材が実際に使用される時のプレスや曲げ加工を受け
ても、結晶粒径の影響が残ることを意味するため重要で
ある。この傾向は保磁力についても全く同様なことが言
えた。従って例えば、0.3Oeでの透磁率μ0.3 
≧1500程度の鋼板を得るためには、鋼板の結晶粒径
を20μm 以上とし、その後歪(圧延)を入れなけれ
ばよい。但し、一部でも結晶粒径が80μmを超えると
プレス加工で、鋼板の肌あれが発生し、黒化膜が剥がれ
る問題が生じる。このため結晶粒径の上限は80μm 
に制御されなければならない。成分系としては、粒成長
を抑制する析出物(MnS,AlNなど)は少ないほう
が良い。つまり、S,Nなどは少なくすべきである。ま
た通板性と打抜き性の向上を目的として、鋼板としての
強度または剛性をもたらすためSi,Pなどを適当量添
加する。以下、本発明の構成要素についての限定理由を
述べる。製品素材のCは、磁気時効の面から0.01%
以下にすることが必要である。Siは鋼板が薄くなって
も、鋼板の剛性を確保するのに有効であるが、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。Mnは、0.1%未満でMnSの微細析出を生じ
るので、結晶粒成長が悪くなる。従って、0.1%以上
必要だが、あまり多くなるとコストの問題があるため上
限を1.0%とする。Pは鋼板硬度を高めプレス加工時
のかえりやダレを改善するが、あまり多くなると添加コ
ストの問題があるので、0.3%以下とする。sol.
Alは、0.015%超になるとAlNが析出が多くな
るので0.015%以下の必要がある。なお、sol.
Alを0.2%以上添加して、AlNを粗大化し粒成長
を良くする方法があるが、コスト面で不利となる。また
S,Nは、少ないほうが製品の結晶粒径を20μm 以
上にできるので、それぞれ0.02%、0.01%以下
とする。
【0008】Bは本発明に必須の成分で、結晶粒の粒径
を整える、即ち整粒化の効果がある。Bを添加しない場
合、焼鈍後鋼板の一部に80μm 以上の粗大粒が生成
し、プレス加工で絞りの大きい部分に鋼板の肌あれ(鋼
板の表面がザラザラに荒れること)が発生し易い。この
肌あれの部分では、黒化膜が剥がれ易くなり、プレス前
に黒化処理を実施した意味がなくなる。Bの整粒効果の
下限は0.0003%であるが、0.005%を超える
とスラブで割れが発生する。このため、Bは0.000
3〜0.005%に制御する。またこのBは鋼中のN含
有量との重量比B/Nの関係のもとに含有される。B/
Nが0.5以下でも2.0以上でも結晶整粒化作用がな
くなるので、B/Nは0.5〜2.0である必要がある
。次いで、熱延については特に限定するものではない。 次の熱延板焼鈍は、実施したほうが最終製品で粗粒を得
やすいが省略することもできる。冷延は、強圧下になる
ほど次の再結晶焼鈍後の結晶粒径が小さくなるので、圧
下率は低めが好ましく、熱延後の板厚は5mm以下が有
利である。最終焼鈍温度の結晶粒成長に与える影響は強
く、平均結晶粒径で20μm 以上の粗粒を得るために
は、700℃以上の温度が好ましい。
【0009】次いで、本発明のもう一つの特徴である電
気メーカでの黒化処理を省略する目的の優れた密着性を
有する黒化皮膜・形成技術について述べる。
【0010】従来、マスクフレーム素材は、電気メーカ
で打抜き、折り曲げのプレス成形された後、例えば60
0℃近くの温度で露点温度が約40℃の排ガス雰囲気で
黒化処理されTV部品とされるが、この黒化膜の構造は
Fe3 O4 である。これらの黒化処理技術として一
般に知られているものとしては、米国特許第2,543
,710号のように熱処理冷却過程で黒化処理(ブルー
イング処理)する方法、特開昭63−161126号公
報などのように熱処理全体のサイクルで黒化処理を施す
方法などがある。しかし、これら技術のいずれの黒化膜
も、プレス成形で剥がれる問題がある。このため、従来
プレス成形後の黒化処理を省略することができなかった
。本発明は前記特開平2−228466号公報で明らか
にした方法により、最終工程で黒化処理を実施する。こ
の方法は、Fe3 O4 (マグネタイト)を変態させ
て生成するFeO(ウスタイト)を利用する。即ち連続
焼鈍する際に、300〜750℃まで昇温する過程で、
一部または全部を酸化性ガス雰囲気とし、表面にFe3
 O4 が主体の酸化膜をまず形成せしめた後、非酸化
性ガス雰囲気に切り替え、650℃以上の均熱処理を実
施後、非酸化性ガス雰囲気中で冷却することにより、最
終的にFeOが主体の密着性に優れた黒化皮膜を形成さ
せる。つまり、0.30mm〜2.5mmに仕上げた鋼
板は、最終連続焼鈍される。この最終連続焼鈍では焼鈍
温度、時間と雰囲気により平均結晶粒径を20〜80μ
mに制御され、且つ強固な黒化膜が形成される。なお、
酸化膜の生成・構造に及ぼす鋼成分の影響についてであ
るが、Si≦4.0%、Al≦2.0%の実験範囲では
無視することができる。図2は、従来の工程と本発明の
工程の比較図である。
【0011】
【実施例】
[実施例1]製鋼段階で成分を各種変更(表2)した連
鋳スラブを1200℃で加熱し、仕上温度960℃、巻
取温度700℃で2.5mmの熱延板を製造した。次い
で、1.0mmまで冷延した。最終連続焼鈍の条件は、
昇温過程の室温から560℃までを30秒とし、この間
の雰囲気を、O2 が1.6%、水蒸気が露点で45℃
、CO2 が12%、残りをN2 の雰囲気ガスとした
。次のさらなる加熱〜冷却で820℃×3分の均熱処理
を実施した後、約15℃/sec で冷却したが、この
間の雰囲気は、H2 が5%で残りN2 とした。この
素材の特性を評価して表2を得た。なお、黒化膜の組成
をX線回折で調べると、全てがFeOであった。透磁率
の測定は、エプスタイン試料(JIS  C2550)
で行い、透磁率は0.3Oeの磁力化とした。酸化膜特
性は、密着性(曲率半径0.5mm、90°曲げ)で、
剥がれの認められないものを目視観察して○とし、一部
剥がれたものを△剥がれが全面にあるものを×とした。 なお、黒化膜生成条件を従来法、即ち、600℃×15
分均熱を露点40℃の窒素気流中で実施したものを試料
No.12として併記した。黒化膜は、Fe3 O4 
であった。
【0012】
【表2】 透磁率の良いものは、結晶粒が大きい。目標とする透磁
率≧1500Oeは、本発明範囲の20μm 以上の結
晶粒径のもので得られる。また、黒化膜の剥がれは80
μm 以上の平均結晶粒径を持つ試料5で大きく認めら
れ、試料7,8でも一部80μm 以上の結晶粒径の部
分で黒化膜が剥がれた。結局、本発明範囲を満足する9
,10と11の試料でシールド性と黒化膜が同時に高位
安定したものが得られた。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、加工に耐える優れた密
着性を持つ黒化皮膜を有し、更には高いシールド性能を
持つTVブラウン管用のマスクフレーム材を得ることが
でき、電気メーカでの磁性焼鈍と黒化処理を省略するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】結晶粒径と冷延の透磁率に及ぼす影響を示した
図表である。
【図2】従来と本発明の工程図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量比で C≦0.01%、 Si≦0.5%、 Mn:0.1〜1.0%、 P≦0.3%、 S≦0.02%、 sol.Al≦0.015%、 N≦0.01%、 B:0.0003〜0.005%をB/Nで0.5〜2
    .0 残部Fe及び不可避的成分を含有する板厚が0.3〜2
    .5mmの鋼板で、平均結晶粒径が20〜80μm 、
    鋼板表面にFe3 O4 が変態して生成したFeOを
    主成分とする密着性に優れた黒化皮膜を有することを特
    徴とするTVブラウン管用マスクフレーム材。
JP40087490A 1990-12-07 1990-12-07 密着性の優れた黒化皮膜を有するtvブラウン管用マスクフレーム材 Withdrawn JPH04341541A (ja)

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Effective date: 19980312