JPH0564699B2

JPH0564699B2 -

Info

Publication number: JPH0564699B2
Application number: JP7332289A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Oda; Takahide Shimazu; Hiroshi Kubo; Michihiro Koino
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1993-09-16
Also published as: JPH02250942A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はカラーブラウン管内部にあつて前面に
あるシヤドウマスクを保持すると同時に、磁気シ
ールド性を持たせるための部品であるマスクフレ
ーム材の素材及びその製造方法に関する。（従来の技術）カラー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シヤドウマスクおよび蛍光
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
部を覆つている。このなかで、シヤドウマスク材
の板厚は通常0.10〜0.25mmの極薄板であるため、
それを保持するためにマスクフレーム材が使用さ
れる。マスクフレーム材の素材は、そのカラーブラウ
ン管の大きさによつて板厚0.5mm〜3.0mmの冷延鋼
板あるいは熱延鋼板が使用されている。この素材
を用い、必要な形状にプレス成形した後、水蒸気
雰囲気中で500℃〜620℃の温度で黒化処理を施さ
れブラウン管内部に組み込まれる場合が多い。黒
化処理した鋼板の表面は、密着性の良い酸化鉄
Fe₃O₄が生成していることが必要である。黒化処理の目的は乱反射光吸収による温度上昇
の防止および製造工程での仕掛中に錆が発生する
ことを防止することで、密着性の悪い酸化物によ
る粉塵がブラウン管内部に存在することはブラウ
ン管の特性を著しく損なう。そのため、良好な黒
化処理皮膜を形成させることはブラウン管用の材
料として極めて大切なことである。従来のマスクフレーム用素材には次のような材
料が用いられていた。 (1) 加工性を重視した素材自動車用等に用いられている通常の深絞り用
冷延鋼板を用いる、深絞り用冷延鋼板の製造方
法にはＣ＝0.02〜0.08％で鋳塊法または連続鋳
造法のアルミキルド鋼を用い、箱型焼鈍あるい
は連続焼鈍で製造されている。この場合、黒化
処理性については黒化処理の条件を厳密に管理
する必要があつた。 (2) 黒化処理性を重視した素材鋼塊法による表面性状が良好なキヤツプド鋼
の冷延鋼板あるいは熱延鋼板を用いる。この鋼
板は黒化処理性が良好であるが、非金属介在物
による加工時の割れの発生率が高いことにより
改善の必要があつた。 (3) 加工性および黒化処理性を兼ね備えた素材自動車用等に用いられている極低炭素の深絞
り用冷延鋼板を用いる。この材料は加工性に良
い集合組織を形成させるため炭素濃度を0.01％
以下にし、チタンを添加することにより炭素お
よび窒素をTiC、TiNとして析出させて、連続
焼鈍工程で製造されている。この素材は加工性
および黒化処理性を兼ね備えた素材として極め
て優れているが、高価なチタンを使用している
ため経済性にやや劣り、殆ど使用されていな
い。ところで、マスクフレーム材はインナーシール
ドとともに、カラーブラウン管内部にあつて電子
線の通過方向に対して覆うように配置されている
ので、インナーシールドあるいはアウターシール
ド材とともに磁気シールド材として重要である。とくに、カラーブラウン管の高精細度要求が強
くなるにつれて、マスクフレーム材にも磁気特性
が要求されるようになつた。磁気シールド材に要
求される特性は、地磁気（約0.3Oeの微小磁界）
の磁界における高い透磁率である。また、消磁特
性を良くするために、消磁コイルの巻く数や電流
低減の目的で保磁力Hcが小さいことも要求され
る。（発明が解決しようとする課題）これまで、特開昭62−280328号や特開昭62−
280329号で成形性および電磁波シールド特性の優
れたブラウン管用インナーシールドの製造方法が
提案されている。しかし、マスクフレーム材につ
いては、これまで磁気シールド性については殆ど
考慮されていなかつた。そこで、マスクフレーム
用素材として、加工性、黒化処理性および磁気シ
ールド性を同時に満足するものが強く要求されて
いる。本発明は磁気シールド性および黒化処理が優
れ、かつ必要な加工性を有する経済的なマスクフ
レーム用熱延鋼板とその製造方法を提供するもの
である。（課題を解決するための手段）本発明はＣ≦0.010％、Si≦0.03％、Mn：0.05
％以上1.0％以下、Ｐ≦0.200％、Ｓ≦0.020％、
sol.Al≦0.015％、Ｎ≦0.005％、残部不可避的成
分および鉄を含有し、板厚0.8mm以上2.5mm以下、
結晶粒がフエライト粒径30μ以上80μ以下の粗大
粒である電磁波シールド性、黒化処理性および成
形性の優れたカラーブラウン管マスクフレーム用
の熱延鋼板であり、Ｃ≦0.010％、Si≦0.03％、
Mn：0.05％以上1.0％以下、Ｐ≦0.200％、Ｓ≦
0.020％、sol.Al≦0.015％、Ｎ≦0.005％、残部不
可避的成分および鉄を含有した鋼を連続鋳造で鋳
片を製造し、そのまま、あるいは再加熱後、仕上
げ圧延温度がオーステナイトとフエライトの二相
域になるような900℃以下750℃以上の条件で板厚
0.8mm以上2.5mm以下に熱間圧延し、巻取温度を
660℃以上750℃以下で巻き取り、熱間圧延後形状
矯正のため行われるスキンパスを0.5％以下の結
晶粒がフエライト粒径30μ以上80μ以下であるこ
とを特徴とする電磁波シールト性、黒化処理性お
よび成形性の優れたカラーブラウン管マスクフレ
ーム用熱延鋼板の製造方法である。以下、本発明の内容を詳述する。本発明者らは、高精細度要求が強いカラーブラ
ウン管マスクフレーム用の素材として、最も必要
な機能は磁気シールド性と黒化処理性であり、加
工性はマスクフレームに加工するのに必要な特性
を備えていれば十分であると考え、経済性の観点
から熱延鋼板で製造するための検討を行つた。まず、第１に磁気シールド性を良好にするため
には、結晶粒がフエライト粒径30μｍ以上の粗大
粒であることであり、熱間圧延後、鋼板に歪みを
出来るだけ与えないことである。第２に黒化処理
性を良好にするためには鋼の化学成分のうち、Ｃ
≦0.010％、Si≦0.03％に制限することである。第
３に加工性を満足させるために十分に管理された
連続鋳造法で製造することにより、非金属介在物
を少なくすることである。磁気シールド性とは良好で、地磁気（約0.3Oe
の微小磁界）の磁界において透磁率が高いこと
と、消磁コイルの巻数や電流低減を可能にする消
磁特性を良くするために保磁力Hcが小さいこと
である。高透磁率材料として知られているものは、
Bozorth （Ferromagnetism−D.Van
Nostrand Co.、Princeton、N.J.、P870、
Table2、1951）によれば純鉄、電磁鋼板、パー
マロイなどがある。従つて、透磁率向上のために
は成分または集合組織を制御して高価な材料を選
択すれば良いことがわかる。しかし、本発明者等は、地磁気程度の微小磁界
存在下での透磁率は、成分組成そのものよりも、
むしろ素材の結晶粒径の大きさと残留歪み量だけ
で決まることを見出した。第１図は透磁率に及ぼす結晶粒径の影響を示
す。これによると、透磁率は結晶粒径が大きくなる
と大きくなることが明らかになつた。また、同じ
結晶粒径でも熱間圧延後の形状矯正により、透磁
率は大きく低下する。即ち、歪みが大きいほど大
きく低下する。この透磁率は黒化処理時の温度が
580℃であれば若干回復する。このように、マスクフレーム材としては結晶粒
径が大きいこと、および形状矯正による歪みは
0.5％以下とすることが極めて重要である。そこ
で、熱延鋼板の結晶粒径を大きくする方策を種々
研究した。これまでの加工用熱延鋼板の製造法では、加工
時の異方性を防止するという観点からオーステナ
イト域で熱間圧延を行い、ランナウトテーブル上
でフエライト域に変態させた後、巻き取られてい
た。この方法で、マスクフレーム用としてフエライ
ト結晶粒を大きくする条件は高温で熱間圧延を行
い、オーステナイトからフエライトへの変態域を
徐冷することである。この方法で結晶粒径を30μｍ以上にすることは
板厚が2.5mm超では可能であるが、それ以下では
極めて困難である。そこで、オーステナイトとフ
エライト二相域である900℃以下700℃以上で熱間
圧延を行い、巻き取り後の自己焼鈍により結晶粒
成長を行う方法を研究し、新しい製造法を発明し
た。第２図は結晶粒径に及ぼす圧延終了温度の影響
を示す。これによると、巻取温度680℃では、圧延終了
温度が750℃〜900℃では結晶粒が40μｍ以上と大
きくなつており、900℃では最も小さく、さらに
温度が高くなるとまた大きくなつている。一方、
圧延終了温度が900℃での結晶粒径は巻取温度570
℃と680℃とで殆ど同じである。しかし、圧延終
了温度が750℃〜900℃で巻取温度570℃での結晶
粒径は極めて小さい。このように、結晶粒径を大
きくするためには、圧延終了温度を750℃〜900
℃、巻取温度を680℃以上に制御する必要がある。また、透磁率を低下させないという観点から、
熱間圧延後の形状矯正歪みは0.5％以下とするこ
とが必要である。黒化処理はブラウン管のなかで乱反射光吸収に
よる温度上昇の防止および仕掛中に錆が発生する
ことを防止するために行われるもので、密着性の
悪い酸化物になると、粉塵がブラウン管内部に存
在しブラウン管の特性を著しく損なう。黒化膜の特性は水蒸気分圧あるいは温度といつ
た処理条件によつて大きく影響し、雰囲気を完全
に調整しても処理温度が550℃以下といつた低い
場合には、密着性の悪い酸化物（いわゆる赤錆）
が発生し易い。そこで、鋼板の化学成分が赤錆の発生に影響し
ていると考え、種々研究した結果Ｃ％の影響が極
めて大きいことが明らかになつた。即ち、通常黒
化処理は500℃〜620℃の温度範囲で行われるが、
このいずれの温度でも黒化処理性の良好な鋼板
が、必要である。第３図は黒化処理性に及ぼすＣ％の影響を示
す。これによると、Ｃ％を0.01％以下にすることに
よつて、黒化処理温度が530℃の場合も580℃の場
合でも良好な黒化膜が生成する。また、黒化処理
性には処理前の鋼板表面の清浄性が大きく影響
し、過酸洗によるスマツトの残存、油の付着ある
いは洗浄液等からの塩素成分の混入防止に細心の
注意が必要なことはいうまでもない。以上のような観点から種々の実験を行い、経済
的に加工性を損なうことなく磁性および黒化処理
性を同時に満足する熱延鋼板を発明した。この方法において、鋼の組成成分量、および熱
延・巻取条件を前記のように数値限定した理由を
説明する。Ｃ：Ｃ成分は地磁気の磁界における透磁率には殆
ど影響しないが、Ｃ％が高いと黒化処理性が低
下するので、とくに低下させることが好まし
く、そのため上限を0.010％とする。なお、近
年、真空脱ガス法等により、Ｃをきわめて低く
することが可能となつており、下限は特に限定
しない。 Si：Siは黒化処理性の低下および熱延鋼板表面性
状の低下がおこるので低いほうが好ましく、
0.03％を上限とした。 Mn：Mnは固溶体強化を通じて強度を向上させ
る作用のある元素であり、0.05％未満では強度
向上の効果が得られず、他方1.0％を超えて含
有させると加工性が劣化することから、Mn含
有量を0.05％以上1.0％以下と定めた。Ｐ：Ｐは固溶体強化を通じて強度を向上させる作
用のある元素であるが、0.2％を超えて含有さ
せると加工性が低下するので、上限を0.2％と
定めた。Ｓ：ＳはMnと結合してＡ系介在物を生じ、延性
の低下を招くので出来る限り少ない方が好まし
い不純物元素であるが、経済性を考えてＳ含有
量の上限を0.02％と定めた。 sol.Al：Alは鋼の脱酸のために必要な元素であ
り、sol.Alで0.003％以上必要である。一方、
sol.Alが0.015％を超えて添加されると鋼中のＮ
と結合し、熱間圧延工程での再加熱時に溶体化
し、熱間圧延時にAlNとして微細析出し圧延
時の結晶粒を微細化し、透磁率を低下させる。
そのためsol.Alを0.003％以上0.015％以下と定
めた。Ｎ：ＮはAlと結合してAlNとして微細析出し圧
延時の結晶粒を微細化し、透磁率を低下させる
と同時に、延性の低下を引き起こすので上限を
0.0050％と定めた。直送圧延工程あるいは再加熱圧延工程いずれか
に限定する必要はない。また、再加熱圧延工程で
も熱間圧延前のスラブ加熱温度を特に限定する必
要はないが、再加熱前に析出したAlNが溶体化
しないように1100℃以下の低温加熱が望ましい。熱間圧延条件は透磁率を低下させる結晶粒制御
にきわめて大きな影響を及ぼす。即ち、通常行わ
れているAr₃変態点以上で圧延を完了させる場
合、変態点直上ではオーステナイト粒が極めて細
かくなり、変態後の結晶粒径は冷却速度で影響さ
れるが、ホツトランテーブル上での空冷程度でも
フエライト粒は細かくなる。 Ar₃変態点以上で圧延を完了させる場合、圧延
完了温度を高くしたり、仕上げ圧延時の後段スタ
ンドの圧下率を少なくする方法も考えられるが、
板厚が0.8mmから2.5mmといつた薄手鋼板を製造す
る場合には、熱延鋼板のスケール疵防止と同時に
達成することは実際には極めて困難である。そこで、本発明者等はAr₃変態点以下で圧延を
完了させ、巻取温度を660℃以上750℃以下に制御
することによつて、フエライト圧延組織を回復・
再結晶さす方法を発明した。圧延仕上がり温度900℃以上ではオーステナイ
ト域であり、750℃以下ではフエライト域での圧
下率が高すぎて結晶粒が粗大化しない。そこで、
圧延仕上がり温度を750℃以上900℃以下と限定し
た。巻取温度は660℃未満では回復・再結晶が有
効におこらず必要な粒径に成らない。また、750
℃以上では二次再結晶をおこし粒径が巨大にな
り、プレス加工時に肌荒れをおこし商品価値を低
下させるだけでなく加工性も低下する。そのため
巻取温度を660℃以上750℃以下に限定した。なお、結晶粒の大きさはフエライト粒径30μｍ
以下では透磁率が低くなり、フエライト粒径80μ
ｍ以上ではプレス加工時に肌荒れが生じるため
に、フエライト粒径30μｍ以上80μｍ以下と限定
した。板厚は0.8mm以下ではホツトストリツプミルで
工業的に製造することは困難であり、2.5mm超で
は圧延完了温度を高くしたり、仕上げ圧延時の後
段スタンドの圧下率を少なくする方法で、結晶粒
を30μｍ以上にすることが可能であり、板厚を0.8
mm以上2.5mm以下に限定した。（実施例）第１表は100トン転炉で製造した鋼の化学成分
を示す。第２表は第１表の化学成分の鋼を連続鋳造した
鋳片をホツトストリツプで熱間圧延する際の熱間
圧延条件と、マスクフレーム材としての熱延鋼板
の特性を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは比較材で、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、
Ｉ、Ｊ、Ｋは本発明法による。

【表】

【表】これらによると、鋼種ＡはＣ％が0.03％と高く
530℃および580℃いずれの黒化処理でも黒化処理
後に赤錆の発生がみられる。鋼種ＢもＣ％が
0.025％と高く580℃の黒化処理では発生がみられ
ないが、530℃の黒化処理では黒化処理後に赤錆
の発生がみられる。鋼種Ｃは、熱延仕上げ温度が
最適でなく、熱間圧延板の結晶粒が小さく透磁率
が低い、鋼種Ｄは、熱延巻取温度が低く、熱間圧
延板の結晶粒が小さく透磁率が低い。鋼種Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋは本発明法に
よるもので、高い透磁率、良好な黒化処理性およ
び伸びを持つたマスクフレーム材として優れた鋼
板である。

【図面の簡単な説明】

第１図は結晶粒の大きさ、スキンパス率と透磁
率及び0.5％スキンパス後、580℃、20分黒化処理
した後の透磁率の図表、第２図は結晶粒径に及ぼ
す圧延終了温度及び巻取温度の影響を示す図表、
第３図は580℃と500℃で黒化処理した後の黒化処
理性に及ぼすＣ％の影響を示す図表である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比でＣ≦0.010％、 Si≦0.03％、 Mn：0.05％以上1.0％以下、Ｐ≦0.200％、Ｓ≦0.020％、 sol.Al≦0.015％、Ｎ≦0.005％残部不可避的成分および鉄を含有し、板厚0.8
mm以上2.5mm以下、結晶粒がフエライト粒径30μ以
上80μ以下の粗大粒である電磁波シールド性、黒
化処理性および成形性の優れたカラーブラウン管
マスクフレーム用熱延鋼板。２重量比でＣ≦0.010％、 Si≦0.03％、 Mn：0.05％以上1.0％以下、Ｐ≦0.200％、Ｓ≦0.020％、 sol.Al≦0.015％、Ｎ≦0.005％残部不可避的成分および鉄を含有した鋼を連続
鋳造で鋳片を製造し、そのまま、あるいは再加熱
後、仕上げ圧延温度がオーステナイトとフエライ
トの二相域になるような900℃以下750℃以上の条
件で板厚0.8mm以上2.5mm以下に熱間圧延し、巻取
温度を660℃以上750℃以下で巻き取り、熱間圧延
後形状矯正のため行われるスキンパスを0.5％以
下の結晶粒がフエライト粒径30μ以上80μ以下で
あることを特徴とする電磁波シールド性、黒化処
理性および成形性の優れたカラーブラウン管マス
クフレーム用熱延鋼板の製造方法。