JPH0693385A

JPH0693385A - シャドウマスク材

Info

Publication number: JPH0693385A
Application number: JP24322092A
Authority: JP
Inventors: Hirozo Sugai; 普三菅井; Fumio Mori; 二美男盛
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP3571732B2

Abstract

(57)【要約】【目的】優れたプレス成形性および形状凍結性を有す
るシャドウマスク材を再現性よく提供する。【構成】 Niを30重量％〜45重量％、Siを0.05重量％〜
0.2重量％、Mnを0.10重量％〜 0.5重量％含有し、残部
が実質的にFeからなるシャドウマスク材である。この F
e-Ni系合金中の不純物としての V、Nb、Ta、Cr、Mo、
W、Ti、Alおよび Bの各元素の含有量は、それぞれ0.01
重量％以下とされており、これによって窒化物や炭化物
からなる析出物の量を低減している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー用陰極線管（以
下、Ｃ−ＣＲＴと記す）に使用されるシャドウマスク材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｃ−ＣＲＴでは、電子銃から射
出された電子ビ―ムを、多数の開孔が形成されたシャド
ウマスクによって選択的に通過させ、ガラス外囲器内面
に形成された蛍光体層の所定位置に電子ビ―ムを衝突さ
せることによって、カラ―映像を再現している。

【０００３】この際、射出された電子ビームは、その全
てが開孔内を通過するわけではない。開孔を通過する電
子ビームは、全体の約 1/3以下であり、残りの電子ビー
ムはシャドウマスクを直撃して、これを加熱する。その
結果、シャドウマスクが熱膨脹を起こすと、開孔の位置
が設計基準からずれて変位し、蛍光面における色ずれ現
象を招くこととなる。そのため、最近では、従来からの
低炭素リムド冷延鋼や低炭素アルミキルド冷延鋼等の鋼
材に代えて、低熱膨脹特性を備えた Fe-Ni系合金、例え
ば36wt%Ni-Fe合金（アンバー合金）がシャドウマスク素
材として多用されつつある。

【０００４】このような Fe-Ni系合金を用いたシャドウ
マスクは、例えば以下のようにして製造されている。す
なわち、まず所定の合金組成に調整された合金成分を溶
解、鋳造し、この鋳造素材を中間板厚まで熱間圧延す
る。次いで、この熱間圧延材に対して所望の板厚となる
まで、冷間圧延および焼鈍を繰り返し行って、シャドウ
マスク用原板とする。次に、上記シャドウマスク用原板
に電子ビーム透過孔をエッチング等によって所定のマト
リックス状に穿設する。この後、プレス成形性を向上さ
せるために、真空中にて 750℃〜1000℃程度の温度で焼
鈍した後、所望のシャドウマスク形状となるように温間
でプレス成形し、さらに電子ビ―ムが衝突した際の反射
防止等を目的として酸化膜（黒化膜）を形成して、目的
とするシャドウマスクとして得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｃ−ＣＲＴ
の大型化や高品位化に伴って、画像の高精細化や高品質
化がより強く求められている。特にディスプレー用等の
産業用Ｃ−ＣＲＴでは、画像の高精細化が必須となって
いる。このようなＣ−ＣＲＴに対する要求特性の向上に
伴って、当然ながらシャドウマスクに対する要求特性、
例えば形状精度等はより厳しくなってきている。

【０００６】しかしながら、上述したような従来の Fe-
Ni系合金を用いたシャドウマスクでは、上記した形状精
度等の要求を十分に満足することができないという問題
があった。例えば、従来の Fe-Ni系合金を用いたシャド
ウマスクは、プレス成形性が十分ではないために、プレ
ス後の形状精度が低く、またプレス後に変形が生じてし
まう等、いわゆる形状凍結性が低いという問題を有して
いた。

【０００７】このようなことから、高精細な画像が求め
られるＣ−ＣＲＴに対して十分に対応することが可能
な、プレス成形性および形状凍結性を有するシャドウマ
スク材の開発が望まれていた。

【０００８】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、優れたプレス成形性および形状凍結
性を有するシャドウマスク材を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のシャドウマスク
材は、Niを30重量％〜45重量％、Siを0.05重量％〜0.2
重量％、Mnを 0.1重量％〜 0.5重量％含有し、残部が実
質的にFeからなるシャドウマスク材であって、 V、Nb、
Ta、Cr、Mo、 W、Ti、Alおよび Bの各元素の含有量がそ
れぞれ0.01重量％以下であることを特徴としている。

【００１０】すなわち、本発明のシャドウマスク材は、
Niを30重量％〜45重量％、Siを0.05重量％〜 0.2重量
％、Mnを 0.1重量％〜 0.5重量％の範囲で含む Fe-Ni系
合金からなるものであり、この Fe-Ni系合金中の不純物
としての V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ti、Alおよび Bの各
元素の含有量をそれぞれ0.01重量％以下に規定したもの
である。なお、Niの含有量が上記範囲から外れると、い
ずれも熱膨張係数の増大を招き、シャドウマスクとして
の性能低下を招いてしまう。

【００１１】ここで、シャドウマスク材として用いる F
e-Ni系合金中には、溶解素材、フラックス、炉材、焼鈍
工程等における雰囲気等から、不純物として窒素および
炭素が不可避的に含まれる。これら窒素や炭素が含まれ
た状態で、不純物として上記した各元素、すなわち V、
Nb、Ta、Cr、Mo、 W、Ti、Alおよび Bが存在している
と、これらの元素が窒化物や炭化物として析出する。こ
のように、窒化物や炭化物が析出すると、析出硬化によ
って Fe-Ni系合金の耐力が上昇してしまう。また、析出
物によって母合金の結晶成長が妨げられ、これによって
も Fe-Ni系合金の耐力が上昇してしまう。この耐力の上
昇は、直接的にプレス成形性や形状凍結性に悪影響を及
ぼすものである。

【００１２】本発明は、上記したような知見を得ること
によって成されたものであり、窒化物や炭化物となりや
すい、 V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、Ti、Alおよび Bの各元
素の含有量を、それぞれ0.01重量％以下とすることによ
って、窒化物や炭化物の析出量を低減させたものであ
る。これによって、 Fe-Ni系合金の耐力が例えば 25kg/
mm²以下程度と低下し、 Fe-Ni系合金のプレス成形性や
形状凍結性を改善することが可能となる。

【００１３】上記した各元素のうち、 B、Nb、Ti、 V、
MoおよびCrは、それぞれ炭化物化容易元素であり、また
V、Cr、Nb、Ta、 W、Mo、TiおよびAlは、それぞれ窒化
物化容易元素である。上記した各元素の含有量が0.01重
量％を超えると、窒化物や炭化物による析出量が増大
し、析出硬化および結晶粒度の微細化によって、 25kg/
mm²程度を超えるような耐力を有することとなり、シャ
ドウマスクとしてのプレス成形性や形状凍結性が低下す
る。

【００１４】また、本発明のシャドウマスク材において
は、上記した炭化物化容易元素や窒化物化容易元素の含
有量を低下させると共に、窒素および炭素自体の含有量
の低減を図ることが好ましい。これによって、窒化物や
炭化物の析出量を低減することができることは当然であ
るが、窒素および炭素自体も母合金の結晶成長を妨げる
ため、窒素および炭素の含有量を低下させることによっ
て、耐力の上昇をより抑制することが可能となる。これ
ら窒素および炭素の含有濃度は、窒素は 30ppm以下、炭
素は 50ppm以下とすることが好ましい。

【００１５】本発明のシャドウマスク材は、例えば以下
のようにして製造される。すなわち、まず所定の合金組
成に調整された Fe-Ni系合金成分を溶解、鋳造し、この
鋳造材を中間板厚まで熱間圧延する。次いで、この熱間
圧延材に対して、所望の板厚となるまで、冷間圧延と焼
鈍とを繰り返し施す。この際、窒素含有量および炭素含
有量の低減は、溶解時に真空脱ガス（ＶＯＤ法）や減圧
中でアルゴン酸素混合ガスを導入する（ＡＯＤ法）等に
より行われる。また、さらに炭素含有量の低減は、水蒸
気を含む水素雰囲気中で焼鈍を行う等によって、炭素を
酸化炭素として除去することにより達成することもでき
る。

【００１６】この後、上記所望の板厚とされた冷間圧延
材に、電子ビーム透過孔となる貫通孔を、エッチング処
理等によって所望のマトリックス状に形成し、次いでこ
の貫通孔が形成された板材を所望のシャドウマスク形状
に温間でプレス成形して、所望とするシャドウマスクが
得られる。

【００１７】

【作用】本発明のシャドウマスク材においては、炭化物
化容易元素あるいは窒化物化容易元素である V、Nb、T
a、Cr、Mo、 W、Ti、Alおよび Bの各元素の含有量をそ
れぞれ0.01重量％以下としているため、母合金中の析出
物としての窒化物や炭化物の減少が図れる。これによ
り、析出硬化や結晶粒度の微細化を防止することが可能
となるため、耐力を低下させることができる。よって、
プレス成形性や形状凍結性の改善を図ることが可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１９】実施例１〜８まず、Niを36重量％、Mnを0.25重量％、Siを0.05重量％
含み、残部が実質的にFeからなる合金成分を、鋳造条件
を代えて、複数溶解、鋳造し、それぞれ50mm×150mm×
Ｌの鋳造材を得た。これら鋳造材の含有成分の分析結果
を表１に示す。なお、表中の比較例は、不純物濃度を本
発明の範囲外としたものである。

【００２０】

【表１】次に、表１に示した合金組成を有する各鋳造材を、それ
ぞれホットロールを通して、1100℃の温度で板厚が 3mm
となるように熱間圧延した。次いで、得られた各熱間圧
延材に対して、コールドロールによる冷間圧延と焼鈍と
を 2回繰り返し施すことによって、厚さ0.25mmの板材を
それぞれ得た。

【００２１】ここで、冷間圧延後の焼鈍工程は、それぞ
れ表２に示す条件下で行った。また、各板材の炭素濃度
および窒素濃度と耐力とをそれぞれ測定した。それらの
結果も併せて表２に示す。なお耐力は、JIS 13号 B試験
片を打ち抜き、通常の引張り試験での0.2%変形時の値と
して求めた。

【００２２】上記実施例および比較例によって得た各シ
ャドウマスク材を用いて、以下に示す要領でプレス成形
性と形状凍結性とを評価した。まず、各シャドウマスク
材に対し、エッチング処理によって所定のマトリックス
状の電子ビーム透過孔を形成し、次いでドライ水素雰囲
気中にて 900℃×60分の条件で焼鈍を行った後、所定の
マスク形状となるように、それぞれ 150℃の温度でプレ
ス成形を行った。このプレス成形の際に、プレス成形性
と形状凍結性とを評価した。それらの結果を表１に示
す。

【００２３】なお、プレス成形性および形状凍結性は、
それぞれの実施例に対して 100個のサンプルを用いて評
価し、プレス成形性は成型金型通りに成形されているか
どうか（良品率％）を、また形状凍結性は成形後の変形
（辺落ち不良発生率％）を評価した。

【００２４】

【表２】表２から明らかなように、各実施例によって得られたシ
ャドウマスク材は、それぞれ適度な耐力を有することか
ら、良好なプレス成形性と形状凍結性が得られている。
これに対して各比較例によるシャドウマスク材は、耐力
が高いことからプレス成形性が悪く、かつ成形後に約 4
〜 7％の辺落不良が発生する等、形状凍結性に劣るもの
であった。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明したように本発明によれば、
優れたプレス成形性および形状凍結性を有するシャドウ
マスク材を再現性よく得ることができる。よって、Ｃ−
ＣＲＴの高品位化に十分に対応することが可能なシャド
ウマスク材を提供することが可能となる。

【００２６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 Niを30重量％〜45重量％、Siを0.05重量
％〜 0.2重量％、Mnを 0.1重量％〜 0.5重量％含有し、
残部が実質的にFeからなるシャドウマスク材であって、
V、Nb、Ta、Cr、Mo、 W、Ti、Alおよび Bの各元素の含
有量がそれぞれ0.01重量％以下であることを特徴とする
シャドウマスク材。
【請求項２】請求項１記載のシャドウマスク材におい
て、窒素の含有濃度が 30ppm以下であることを特徴とするシ
ャドウマスク材。
【請求項３】請求項１記載のシャドウマスク材におい
て、炭素の含有濃度が 50ppm以下であることを特徴とするシ
ャドウマスク材。