JPH0668128B2 - シャドウマスク用のFe−Ni合金板の製造方法 - Google Patents

シャドウマスク用のFe−Ni合金板の製造方法

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JPH0668128B2
JPH0668128B2 JP7619088A JP7619088A JPH0668128B2 JP H0668128 B2 JPH0668128 B2 JP H0668128B2 JP 7619088 A JP7619088 A JP 7619088A JP 7619088 A JP7619088 A JP 7619088A JP H0668128 B2 JPH0668128 B2 JP H0668128B2
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
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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で使用されるシャドウマス
ク用Fe-Ni合金板、特にシャドウマスクの製造工程にお
いてエッチング時に発生するスジムラを抑制したシャド
ウマスク用Fe-Ni合金板の製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
カラーブラウン管シャドウマスク用素材としては一般に
低炭素鋼が使用されている。カラーブラウン管は真空管
を形成するガラスバルブのフェースプレート部(パネ
ル)に赤、緑、青の3原色を発する蛍光膜が塗布されて
おり、反対側のネック部には蛍光膜を刺激発光させるた
めの電子ビームを発射する電子銃を備えている。シャド
ウマスクは、蛍光面と電子銃の間の蛍光面に近い位置に
設けられており、電子銃から発する3原色に対応する3
本の電子ビームを、スロットと呼ばれる孔に通過させて
各々対応する蛍光体のみに当てるような色識別の機能を
果たしているものである。従って、シャドウマスク上の
スロットと蛍光体の位置関係が正確に合っている必要が
ある。しかし、カラーブラウン管を連続使用する場合、
電子ビームのエネルギーのうち約80%がシャドウマス
ク上で熱エネルギーとして消費されるため、シャドウマ
スクの温度は局部的に90℃程度まで上昇し熱膨張によ
り電子ビームと蛍光体の一致が得られなくなり、画像が
不鮮明になる。
このため、カラーブラウン管の構造を工夫してシャドウ
マスクの熱膨張を補償することが行われているが十分で
ない。
そこで、近年シャドウマスク用素材として、熱膨張係数
が低炭素鋼に比べて極めて小さい、30〜50%Niの低
熱膨張Fe-Ni合金板が使用されつつある。
しかしながら、シャドウマスクの製造工程においてこの
ようなFe-Ni合金板をエッチングにより穿孔すると、圧
延方向に沿うスジ状の模様、すなわちスジムラと呼ばれ
る不良を発生することがある。
従って、カラーブラウン管内で使用されるシャドウマス
ク用Fe-Ni合金板、特にシャドウマスクの製造工程にお
いてエッチング穿孔時に発生するスジムラを抑制したシ
ャドウマスク用Fe-Ni合金板を製造する方法が強く要望
されている。
スジムラの発生原因としては成分偏析が最も支配的であ
ると言われており、Fe-Ni合金の偏析軽減方法として、
スラブを1150〜1300℃の温度範囲で加熱および
熱間圧延を行いNiまたはMnの偏析を軽減してエッチング
穿孔性改善する方法が特開昭61-3835号公報に開示され
ているが、歩留や作業性の点で問題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
Fe-Ni合金は1150℃以上という高温で長時間大気加
熱すると、粒界酸化や内部酸化等のサブスケールが著し
く発生する。このようなサブスケールが発生すると、熱
間圧延時に割れや表面疵が多発し、歩留や作業性を劣化
させる。一方、サブスケールの抑制の点から加熱時間を
短くして熱間圧延を行うと、NiまたはMnの拡散が不充分
となり、偏析起因によるスジムラが発生する。
本発明は、カラーブラウン管内で使用されるシャドウマ
スク用Fe-Ni合金板、特にシャドウマスク用の製造工程
においてエッチング穿孔時に発生するスジムラを抑制し
たシャドウマスク用Fe-Ni合金板を歩留よく、かつ作業
性よく製造する方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、この目的のために製造工程およびその条件を
種々検討した結果、鋳造以降から冷間圧延以前までの間
に均一化熱処理を最適な温度および時間で行うことによ
りこれを達成した。
本発明は、重量%にて30〜50%のNiを含有するFe-N
i合金のスラブを熱間圧延し、再結晶焼鈍し、1回また
は2回以上の冷間圧延を行い、再結晶焼鈍するシャドウ
マスク用Fe-Ni合金板の製造方法において、(1)式を満た
す条件で均一化熱処理を行うものである。
logt≧8.28-6.09×10-3T……(1) ただし、tは保定時間(hr),Tは材料温度で 1350℃以下である。
請求項(1)は、スラブに均一化熱処理を施し、熱間圧延
し、再結晶焼鈍し、1回または2回以上の冷間圧延を行
い、再結晶焼鈍する。
請求項(2)は、スラブに均一化熱処理を施し、熱間圧延
し、再結晶焼鈍せずに1回または2回以上の冷間圧延を
行い、再結晶焼鈍する。
請求項(3)は、スラブを熱間圧延した後、均一化熱処理
を施し、2回以上の冷間圧延を行い、再結晶焼鈍する。
ここで、スラブとは連続鋳造法により鋳込んだスラブ
(以下、CCスラブと呼ぶ)、インゴット法により鋳込
んだ鋳片を分塊圧延または熱間鍛造したスラブ(以下、
それぞれ分塊スラブ、鍛造スラブと呼ぶ)である。ま
た、N回の冷間圧延は、冷間圧延回数がN回あり各冷間
圧延の間には必ず再結晶焼鈍が行われる。従って、2回
の冷間圧延とは冷間圧延−再結晶焼鈍−冷間圧延のこと
である。
〔作用〕
まず、本発明においてNiの成分範囲を限定した理由を述
べる。Ni含有量が30重量%より少ないと熱膨張係数が
極めて高くなってカラーブラウン管の鮮映性が劣化し、
50重量%を超えて含有しても熱膨張係数が高くなる。
従って、Ni含有量を重量%にて30〜50%とした。
30〜50%NiのFe-Ni合金スラブを1250℃で保定
時間を種々変化させて熱処理して熱間圧延し、再結晶焼
鈍し、1回または2回以上の冷間圧延を行い、板厚0.
20mmとした後再結晶焼鈍した薄板を用いて、43%Fe
Cl3溶液によるエッチング試験を行い成分偏析とスジム
ラ発生の関係を検討した。その結果、(2)式で定義され
るNiの偏析レベルが薄板製品で0.7以下に低減すれ
ば、スジムラ発生が実用上問題ない程度に抑制されるこ
とを見出した。
ここで、Cmax,CminはX線マイクロアナライザーにより
定量線分析した薄板製品でのNiの濃度プロフィールにお
ける最大値、最小値をそれぞれ示す。Comax,Cominは鋳
片での値を示す。Comax-Cominは鋳片でのNiの偏析を示
すが、凝固時の冷却速度依存性が小さいため、CCスラ
ブでもインゴット法により鋳込んだ鋳片でも、この値は
約5.0%とほぼ一定である。
次に、本発明者はCCスラブを種々の温度および時間で
均一化熱処理し、熱間圧延、冷間圧延および再結晶焼鈍
し、板厚0.20mmの薄板製品とした後でのNiの偏析レ
ベルを調査した。その実験結果を第1図に示す。この図
において添え数字は、Niの偏析レベルを表す。直線AB
の右側の領域で均一化熱処理を行えば、薄板製品でのNi
の偏析レベルが0.7以下に低減されることを知見し
た。直線ABは、熱処理温度をT(℃)とし、熱処理の
保定時間をt(Hr)とすると、(1)式で表される。
均一化熱処理温度が1350℃を超えると粒界酸化や内
部酸化等のサブスケールの発生が著しくなり、加熱雰囲
気中の酸素濃度を低減してもサブスケールの発生はほと
んど改善されない。従って、均一化熱処理温度は135
0℃以下とした。好ましい範囲は1325℃以下であ
る。
均一化熱処理の保定時間は、コストの点から実用上40
Hr以下にすることが好ましい。このため、均一化熱処理
温度を1100℃以上とするのが好ましい。
均一化熱処理の雰囲気は、粒界酸化や内部酸化等のサブ
スケール抑制の点から酸素濃度が低い方が良く、0.1
0vo1.%以下が好ましい。酸素濃度をコントロールでき
る加熱炉としては、直接通電式加熱炉や電熱式加熱炉が
ある。前者は、スラブの長手方向の両端に電極を直接接
続して大電流を流しジュール熱によりスラブを加熱する
ものである。後者は、加熱炉内の炉壁に取りつけられた
金属WまたはFe-Cr-Al合金等の棒または線状発熱体によ
りスラブまたはコイルを加熱するものである。両者とも
加熱雰囲気は燃焼ガス組成にする必要がなく非酸化性ガ
ス(例えば、Ar,N2,AX)が使用可能であるため、酸素濃
度を0.10vo1.%以下にすることは容易に達成でき
る。均一化熱処理を熱間圧延前のスラブ加熱として兼用
するためには、酸素濃度を0.05vo1.%以下にするの
が更に好ましい。また、加熱炉能力と熱間圧延能力のバ
ランスの点から均一化熱処理を熱延板に施す方が良い場
合があるが、この場合サブスケール除去による歩留落ち
がスラブの場合に比べて著しく増大するためコイル研削
に対する負荷が増大する。従って、コイル研削を軽減す
るため、熱延板では酸素濃度を0.10vo1.%以下に低
減できる加熱炉で均一化熱処理を行うことが特に好まし
い。
冷間圧延回数は、以下に示すように限定した。均一化熱
処理をスラブに施す場合には、結晶粒が粗大化しても後
工程の熱間圧延により冷間圧延素材となる熱延焼鈍板の
結晶粒は通常の微細粒となるため、1回または2回以上
の冷間圧延を行い再結晶焼鈍して薄板を製造しても何等
問題がない。更に、熱間圧延が900℃以上の温度で終
了する場合、本発明合金は熱間圧延での加工による再結
晶が促進され、熱延板の組織は再結晶組織となる。従っ
て、熱延板の再結晶焼鈍は省略しても良い。また、熱延
板に均一化熱処理を施した板材では、その結晶粒が粗大
化したまま冷間圧延されるため結晶粒ごとの不均一変形
により表面肌荒れ(オレンジピール)が発生し、再結晶
焼鈍後も残留し製品外観上好ましくない。従って、均一
化熱処理を熱延板に施す場合には、2回以上の冷間圧延
を行い、1回目の冷間圧延後の再結晶焼鈍で結晶粒を微
細化する必要がある。冷間圧延回数は、エッチング孔サ
イズに大きな影響を及ぼす板厚精度を確保するには多い
ほうが良いが、コストの点から実用上3回以内であるこ
とが好ましい。更に、最終の再結晶焼鈍後は調質圧延ま
たは調質圧延と歪取り焼鈍の工程が必要に応じて実施さ
れる。
かくして、上記のような工程でFe-Ni合金板を製造すれ
ば、Niの偏析が著しく軽減され、エッチング穿孔時にお
けるスジムラの発生が抑制されるため、エッチング不良
による歩留落ちが大幅に低減される。
〔実施例〕
Fe-Ni合金を電気炉で溶製しAOD炉で精錬した後、連
続鋳造法およびインゴット法により鋳込んだ。鋳片の化
学成分を第1表に示す。これら鋳片を第2図に示す製造
工程により板厚0.20mmの薄板製品に製造した。第2
図の(a)は従来工程、(b)〜(c)は本発明工程である。均
一化熱処理は、スラブでは直火式加熱炉または直接通電
式加熱炉で行い、熱延板では電熱式加熱炉で実施した。
直接通電式加熱炉および電熱式加熱炉はNガスを用い
て酸素濃度をコントロールした。これらの工程により製
造された薄板製品からX線マイクロアナライザー用およ
びエッチング穿孔用サンプルをそれぞれ採取しNiの偏析
レベルの測定とスジムラ評価を実施した。
本発明工程および従来工程により製造された薄板製品で
のNiの偏析レベルおよびスジムラ評価を第2表に示す。
同表により、本発明工程は従来工程に比べてスジムラ発
生は著しく抑制されていることがわかる。
第1表中のスジムラランクは、薄板製品を43%、FeCl
3溶液でエッチングした後のスジムラを肉眼観察して判
定したものであり、Aはスジムラのないもの、Eは激し
いスジムラが発生したもの、B〜DはAとEとの間をラ
ンクづけしたもので、BランクおよびCランクは実用上
問題のない程度のスジムラである。
〔発明の効果〕 以上のことから明らかな如く、本発明法によりシャドウ
マスク用Fe-Ni合金板を製造すれば、エッチング穿孔時
においてスジムラによるエッチング不良を解消し、製造
歩留が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明においてFe-Ni合金のスラブでのNiの
偏析レベルに及ぼす均一化熱処理温度および保定時間の
影響を調査した図、第2図は実施例を示すものであり、
(a)は従来工程、(b)はスラブに均一化熱処理を施した本
発明工程、(c)は熱延板に均一化熱処理を施した本発明
工程である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22F 1/10 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%にて30〜50%のNiを含有するFe
    -Ni合金のスラブを、(1)式を満たす条件で均一化熱処理
    し、熱間圧延し、再結晶焼鈍し、1回または2回以上の
    冷間圧延を行い、再結晶焼鈍することを特徴とするシャ
    ドウマスク用Fe-Ni合金板の製造方法。 logt≧8.28-6.09×10-3T……(1) ただし、tは保定時間(hr),Tは材料温度で 1350℃以下である。
  2. 【請求項2】重量%にて30〜50%のNiを含有するFe
    -Ni合金のスラブを、(1)式を満たす条件で均一化熱処理
    し、熱間圧延し、1回または2回以上の冷間圧延を行
    い、再結晶焼鈍することを特徴とするシャドウマスク用
    Fe-Ni合金板の製造方法。 logt≧8.28-6.09×10-3T……(1) ただし、tは保定時間(hr),Tは材料温度で 1350℃以下である。
  3. 【請求項3】重量%にて30〜50%のNiを含有するFe
    -Ni合金のスラブを熱間圧延し、(1)式を満たす条件で均
    一化熱処理し、2回以上の冷間圧延を行い、再結晶焼鈍
    することを特徴とするシャドウマスク用Fe-Ni合金板の
    製造方法。 logt≧8.28-6.09×10-3T……(1) ただし、tは保定時間(hr),Tは材料温度で 1350℃以下である。
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