JPH0711033B2 - エッチング時のスジむら抑制効果に優れるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造方法 - Google Patents
エッチング時のスジむら抑制効果に優れるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造方法Info
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- JPH0711033B2 JPH0711033B2 JP25188188A JP25188188A JPH0711033B2 JP H0711033 B2 JPH0711033 B2 JP H0711033B2 JP 25188188 A JP25188188 A JP 25188188A JP 25188188 A JP25188188 A JP 25188188A JP H0711033 B2 JPH0711033 B2 JP H0711033B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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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、エッチング時のスジむら抑制効果に優れるFe
−Ni系合金の製造方法に関し、特にカラーテレビブラウ
ン管のシャドウマスクや蛍光表示管等の電子機器用材料
として好適に用いられるFe−Ni系合金に関するものであ
る。
−Ni系合金の製造方法に関し、特にカラーテレビブラウ
ン管のシャドウマスクや蛍光表示管等の電子機器用材料
として好適に用いられるFe−Ni系合金に関するものであ
る。
なお、本発明のかかるFe−Ni系合金は、シャドウマスク
用36Niアンバー合金、リードフレーム用42Ni合金、低熱
膨張特性や磁気的特性に着目して使用される電子，電磁
用Fe−Ni系合金、および電磁用材料として用いられるパ
ーマロイ合金などを対象としている。
用36Niアンバー合金、リードフレーム用42Ni合金、低熱
膨張特性や磁気的特性に着目して使用される電子，電磁
用Fe−Ni系合金、および電磁用材料として用いられるパ
ーマロイ合金などを対象としている。
カラーテレビブラウン管のシャドウマスク素材用鉄−ニ
ッケル合金鋼（Fe−Ni系合金）は、これをフォトエッチ
ング穿孔してシャドウマスクを製造する際に、白すじ模
様すなわち“スジむら”が発生する欠点のあることが指
摘されていた。
ッケル合金鋼（Fe−Ni系合金）は、これをフォトエッチ
ング穿孔してシャドウマスクを製造する際に、白すじ模
様すなわち“スジむら”が発生する欠点のあることが指
摘されていた。
従来、このエッチング時のスジむらの発生を抑制するた
めのいくつかの技術が提案されており、例えば特開昭60
−128253号公報に開示の技術では、普通造塊インゴット
を850℃以上に加熱後、各ヒートでのトータル断面減少
率40％以上の鍛造を施すことにより、ニッケルの成分偏
析部を軽減することを通じ、該スジむらの発生を抑制し
ている。
めのいくつかの技術が提案されており、例えば特開昭60
−128253号公報に開示の技術では、普通造塊インゴット
を850℃以上に加熱後、各ヒートでのトータル断面減少
率40％以上の鍛造を施すことにより、ニッケルの成分偏
析部を軽減することを通じ、該スジむらの発生を抑制し
ている。
また、特開昭61−223188号公報に開示の技術は、インゴ
ット製造時の偏析防止あるいは条材製造工程中での熱処
理によるニッケルの拡散処理を施すことにより、ニッケ
ルの偏析率，偏析帯を管理して、エッチングのスジむら
を抑制している。
ット製造時の偏析防止あるいは条材製造工程中での熱処
理によるニッケルの拡散処理を施すことにより、ニッケ
ルの偏析率，偏析帯を管理して、エッチングのスジむら
を抑制している。
しかしながら、特開昭60−128253号公報に開示された上
記従来技術は、トータル断面減少率が40％を超えるよう
な鍛造をすることが特徴であるが、一般にこの程度の作
業は普通に行われる負荷であり、かような方法では各種
元素の偏析がなかなか消滅せず、したがって、エッチン
グ時のスジむらの発生を防止するのには不十分であっ
た。
記従来技術は、トータル断面減少率が40％を超えるよう
な鍛造をすることが特徴であるが、一般にこの程度の作
業は普通に行われる負荷であり、かような方法では各種
元素の偏析がなかなか消滅せず、したがって、エッチン
グ時のスジむらの発生を防止するのには不十分であっ
た。
一方、特開昭61−223188号公報に開示された上記従来技
術は、高温熱処理によるNiの拡散を通じてその成分偏析
を軽減することを特徴としているが、スラブ段階での加
熱に比べ板厚が薄いため酸化ロスが相対的に大きくな
り、歩留り低下が著しくなる点で問題点があった。
術は、高温熱処理によるNiの拡散を通じてその成分偏析
を軽減することを特徴としているが、スラブ段階での加
熱に比べ板厚が薄いため酸化ロスが相対的に大きくな
り、歩留り低下が著しくなる点で問題点があった。
特に高精度のものが要求される各種ディスプレイ用シャ
ドウマスクにおいては、穿孔される孔は民生用テレビシ
ャドウマスク孔の1/2程度の径でかつその数も２倍以上
であり、素材の良否がそのままエッチング時の孔の均一
性を左右するためスジむらの発生を完全に回避するのは
難しく、したがって、エッチング時のスジむらを完全に
抑制できないのが実情であった。
ドウマスクにおいては、穿孔される孔は民生用テレビシ
ャドウマスク孔の1/2程度の径でかつその数も２倍以上
であり、素材の良否がそのままエッチング時の孔の均一
性を左右するためスジむらの発生を完全に回避するのは
難しく、したがって、エッチング時のスジむらを完全に
抑制できないのが実情であった。
本発明の目的は、かかる欺界の実情に鑑み、エッチング
時にスジむらが発生することのない合金材料、すなわち
Niを30〜80％含有し、Ｂを0.001〜0.03％を含有するFe
−Ni系合金を有利に製造する方法を提案するところにあ
る。
時にスジむらが発生することのない合金材料、すなわち
Niを30〜80％含有し、Ｂを0.001〜0.03％を含有するFe
−Ni系合金を有利に製造する方法を提案するところにあ
る。
そこで、本発明者らは、上述の目的を実現すべく、Fe−
Ni系合金のスジむらについて種々研究を行った。その結
果、探り得たスジむらの原因として、ＣやSi,Mn,Crな
どの不純物元素の成分偏析、結晶組織の相違、が主た
るものであることを突きとめた。
Ni系合金のスジむらについて種々研究を行った。その結
果、探り得たスジむらの原因として、ＣやSi,Mn,Crな
どの不純物元素の成分偏析、結晶組織の相違、が主た
るものであることを突きとめた。
たとえば、ＣやSi,Mn,Crなどの不純物元素の成分偏析部
分は、他の部分に比べると、エッチングの速度が変わる
ため、フォトエッチング穿孔時に孔形状の差異を発生し
てスジむらの原因となるのである。
分は、他の部分に比べると、エッチングの速度が変わる
ため、フォトエッチング穿孔時に孔形状の差異を発生し
てスジむらの原因となるのである。
一方、結晶組織の相違については、たとえば、（100）
面が多く配向している個所は、他の部分に比べると、エ
ッチングの速度が速くなって、フォトエッチング穿孔時
に孔形状の差異を生ずる。これは、鋳造時の凝固組織，
すなわち特定方位を有する柱状組織の存在に起因してお
り、この柱状組織は以後の加工，熱処理段階でも消滅す
ることなく、形を変えながら圧延方向に伸ばされ、最終
的にスジむらの原因をつくることになるのである。
面が多く配向している個所は、他の部分に比べると、エ
ッチングの速度が速くなって、フォトエッチング穿孔時
に孔形状の差異を生ずる。これは、鋳造時の凝固組織，
すなわち特定方位を有する柱状組織の存在に起因してお
り、この柱状組織は以後の加工，熱処理段階でも消滅す
ることなく、形を変えながら圧延方向に伸ばされ、最終
的にスジむらの原因をつくることになるのである。
また、本発明者らが知見したところによれば、Fe−Ni系
合金に添加成分としてＢを使用すると、スラブ加熱時に
上記柱状晶を分断し、ランダム化を加速させる効果のあ
ることが判明した。
合金に添加成分としてＢを使用すると、スラブ加熱時に
上記柱状晶を分断し、ランダム化を加速させる効果のあ
ることが判明した。
このことから、本発明では、成分偏析の抑制のみなら
ず、Ｂの添加という相乗効果による結晶組織の調整をも
狙って、上述の課題の克服を試みた。
ず、Ｂの添加という相乗効果による結晶組織の調整をも
狙って、上述の課題の克服を試みた。
すなわち、その課題克服の手段として本発明は、 Niを30〜80wt％およびＢを0.002〜0.03wt％含み、残部
が主としてFeである、Fe−Ni系合金のインゴットを、90
0℃以上の温度に加熱した後、鍛錬成形比1/1.2U以上の
スエ込鍛錬を施し、ついでトータル断面減少率30％以上
の熱間鍛錬を施すことを特徴とするエッチング時のスジ
むら抑制効果に優れるFe−Ni系合金の製造方法、 を提案する。
が主としてFeである、Fe−Ni系合金のインゴットを、90
0℃以上の温度に加熱した後、鍛錬成形比1/1.2U以上の
スエ込鍛錬を施し、ついでトータル断面減少率30％以上
の熱間鍛錬を施すことを特徴とするエッチング時のスジ
むら抑制効果に優れるFe−Ni系合金の製造方法、 を提案する。
さて、本発明において、素材についてのNi含有量の下限
を30wt％（以下は単に「％」で略記する）としたのは、
Fe−Ni系合金を上記機能材として使用する場合にこのNi
含有量が30％未満では十分な電磁気特性が発揮されず実
用に耐えないためであり、逆にNiが80％を超える場合、
電子，電磁用材料としての品質が劣化するためである。
を30wt％（以下は単に「％」で略記する）としたのは、
Fe−Ni系合金を上記機能材として使用する場合にこのNi
含有量が30％未満では十分な電磁気特性が発揮されず実
用に耐えないためであり、逆にNiが80％を超える場合、
電子，電磁用材料としての品質が劣化するためである。
なお、フォトエッチングにより穿孔される材料として
は、Ni50％以下のFe−Ni系合金を用いるのがより好適で
ある。
は、Ni50％以下のFe−Ni系合金を用いるのがより好適で
ある。
またＢは、この発明のFe−Ni系合金の特性をきわだたせ
る重要な元素であり、ＣやSi,Mn,Crなど不純物元素の結
晶粒界への偏析を阻止すると共に、みずから結晶粒界や
他の欠陥部に優先的に凝集して再結晶の核となり、結晶
粒を微細化して等軸晶化を向上させる。しかし、このよ
うな作用は0.001％未満の含有量では不十分であり、含
有量が増加するにしたがって顕著な効果を示すが、0.03
％を超えて添加すると、M2B（Ni,Cr,Fe）の金属間化合
物の外に、C,O,Nを含む種々のホウ化物が生成し高温で
凝固割れを起こす危険性が高くなるので、上限は0.03％
に限定する必要がある。
る重要な元素であり、ＣやSi,Mn,Crなど不純物元素の結
晶粒界への偏析を阻止すると共に、みずから結晶粒界や
他の欠陥部に優先的に凝集して再結晶の核となり、結晶
粒を微細化して等軸晶化を向上させる。しかし、このよ
うな作用は0.001％未満の含有量では不十分であり、含
有量が増加するにしたがって顕著な効果を示すが、0.03
％を超えて添加すると、M2B（Ni,Cr,Fe）の金属間化合
物の外に、C,O,Nを含む種々のホウ化物が生成し高温で
凝固割れを起こす危険性が高くなるので、上限は0.03％
に限定する必要がある。
次に、鍛造に先立つインゴットの加熱温度を900℃以上
とした理由は、加熱温度が900℃未満では鍛造性が劣化
し、また成分偏析を軽減することができないためであ
る。なお、加熱温度の上限は融点を超えない温度にする
ことは勿論である。
とした理由は、加熱温度が900℃未満では鍛造性が劣化
し、また成分偏析を軽減することができないためであ
る。なお、加熱温度の上限は融点を超えない温度にする
ことは勿論である。
またスエ込鍛錬における鍛錬成形比（以下スエ込鍛錬比
という）を1/1.2U以上とした理由は、スエ込鍛錬比が1/
1.2U未満では結晶の均一化を十分にはかることができず
にスジむらが発生するためである。以下このことをさら
に詳しく述べる。
という）を1/1.2U以上とした理由は、スエ込鍛錬比が1/
1.2U未満では結晶の均一化を十分にはかることができず
にスジむらが発生するためである。以下このことをさら
に詳しく述べる。
すなわち、かかるスジむらは、鋳造時の特定方位をもつ
巨大結晶粒が、その後の加工，熱処理で消滅することな
く、形を変化させながら圧延加工により圧延方向に伸ば
されたものが起因していることが判った。しかも、本発
明者らの研究によれば、最終板厚にまで加工された際に
特定方位をもつ結晶粒の長さの短いものは、その幅，長
さも相対的に小さくなり、エッチング穿孔時に発生する
部分的なエッチング速度の差は見られず、したがって、
連続したスジむらとしては観察されなかった。ところ
が、この柱状晶（結晶粒）の長さが長いものは、加工を
経てもその幅および長さに相当するものがそのまま，す
なわち大きいまま残存し、これがエッチング時のスジむ
らとなったのである。
巨大結晶粒が、その後の加工，熱処理で消滅することな
く、形を変化させながら圧延加工により圧延方向に伸ば
されたものが起因していることが判った。しかも、本発
明者らの研究によれば、最終板厚にまで加工された際に
特定方位をもつ結晶粒の長さの短いものは、その幅，長
さも相対的に小さくなり、エッチング穿孔時に発生する
部分的なエッチング速度の差は見られず、したがって、
連続したスジむらとしては観察されなかった。ところ
が、この柱状晶（結晶粒）の長さが長いものは、加工を
経てもその幅および長さに相当するものがそのまま，す
なわち大きいまま残存し、これがエッチング時のスジむ
らとなったのである。
このスジむらが出るか否かの限界となる結晶粒の長さ
は、スエ込鍛錬によって決定し、すなわち、スエ込鍛錬
比が1/1.2U未満では結晶粒の長さが長くなってスジむら
の発生を招いてしまう。
は、スエ込鍛錬によって決定し、すなわち、スエ込鍛錬
比が1/1.2U未満では結晶粒の長さが長くなってスジむら
の発生を招いてしまう。
次に、上記スエ込鍛錬に続く鍛錬（実体鍛錬や展伸鍛錬
を含めて言う）におけるトータル断面減少率を30％以上
としたのは、30％未満では鍛造による成分偏析の軽減が
十分に達成されないためである。
を含めて言う）におけるトータル断面減少率を30％以上
としたのは、30％未満では鍛造による成分偏析の軽減が
十分に達成されないためである。
以上のようにＢを添加したFe−Ni系合金のインゴットを
特定の鍛造条件で鍛錬することにより、結晶粒の均質化
および成分偏析の軽減をはかってエッチング時のスジむ
らが抑制でき、したがって、極めて優れたエッチング性
を確保することが可能である。
特定の鍛造条件で鍛錬することにより、結晶粒の均質化
および成分偏析の軽減をはかってエッチング時のスジむ
らが抑制でき、したがって、極めて優れたエッチング性
を確保することが可能である。
第１表に、この実施例で用いたFe−Ni系合金の化学組成
および実施の条件と得られた製品の評価結果を示す。
および実施の条件と得られた製品の評価結果を示す。
この第１表に示した特に本発明の対象とする合金は、電
気炉で溶解した溶融金属を、引き続いてAOD法またはVOD
法により精錬した後インゴットに造塊し、次いで、第１
表に示す条件に従って熱間鍛錬を施してスラブとした
後、熱間圧延を施して5.5mm厚のコイルとした。その熱
間圧延以降は常法に従い冷間圧延と熱処理を適宜組合わ
せた常法に従う処理を行って最終製品を得た。
気炉で溶解した溶融金属を、引き続いてAOD法またはVOD
法により精錬した後インゴットに造塊し、次いで、第１
表に示す条件に従って熱間鍛錬を施してスラブとした
後、熱間圧延を施して5.5mm厚のコイルとした。その熱
間圧延以降は常法に従い冷間圧延と熱処理を適宜組合わ
せた常法に従う処理を行って最終製品を得た。
このようにして製造した供試材料を、塩化第二鉄溶液
（比重1.45,50℃）で実際のフォトエッチング開穿を行
い、スジむら発生の有無を調査した。その結果は第１表
に示すとおりであった。
（比重1.45,50℃）で実際のフォトエッチング開穿を行
い、スジむら発生の有無を調査した。その結果は第１表
に示すとおりであった。
この第１表に示すところから判るように、本発明法に従
って製造したFe−Ni系合金は、同一組成の従来法によっ
て製造した、Fe−Ni系合金（比較例）に比べると、エッ
チング時のスジむらの発生はほとんど見られず、エッチ
ング用素材として優れた合金であることが明らかとなっ
た。
って製造したFe−Ni系合金は、同一組成の従来法によっ
て製造した、Fe−Ni系合金（比較例）に比べると、エッ
チング時のスジむらの発生はほとんど見られず、エッチ
ング用素材として優れた合金であることが明らかとなっ
た。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明方法によって製造したＢを
適量添加したFe−Ni系合金は、フォトエッチング穿孔後
のスジむらが全く無いため、電子，電磁材料として望ま
しい性質を有するFe−Ni系合金を安価に提供することが
できる。
適量添加したFe−Ni系合金は、フォトエッチング穿孔後
のスジむらが全く無いため、電子，電磁材料として望ま
しい性質を有するFe−Ni系合金を安価に提供することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】Niを30〜80wt％およびＢを0.001〜0.03wt
％含み、残部が主としてFeであるFe−Ni系合金のインゴ
ットを、900℃以上の温度に加熱した後、鍛錬成形比1/
1.2U以上のスエ込鍛錬を施し、ついでトータル断面減少
率30％以上の熱間鍛錬を施すことを特徴とするエッチン
グ時のスジむら抑制効果に優れるFe−Ni系合金の製造方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25188188A JPH0711033B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | エッチング時のスジむら抑制効果に優れるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造方法 |
| CA000613799A CA1331127C (en) | 1988-10-07 | 1989-09-27 | Method of producing fe-ni series alloys having improved effect for restraining streaks during etching |
| US07/414,539 US5002619A (en) | 1988-10-07 | 1989-09-29 | Method of producing Fe-Ni series alloys having improved effect for restraining streaks during etching |
| DE3933297A DE3933297C2 (de) | 1988-10-07 | 1989-10-05 | Verfahren zum Herstellen von für Lochmasken von Kathodenstrahlröhren geeigneten Platten aus Fe-Ni-Legierungen mit verbesserter Beständigkeit gegen das Auftreten von Ätzstreifen |
| FR898913114A FR2637614B1 (fr) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | Procede de production des alliages de la serie fe-ni ayant un effet ameliore pour limiter les rayures durant la gravure |
| KR1019890014369A KR920004707B1 (ko) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | 에칭시의 줄무늬 억제효과가 우수한 Fe-Ni계 합금의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25188188A JPH0711033B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | エッチング時のスジむら抑制効果に優れるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101116A JPH02101116A (ja) | 1990-04-12 |
| JPH0711033B2 true JPH0711033B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17229329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25188188A Expired - Lifetime JPH0711033B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | エッチング時のスジむら抑制効果に優れるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711033B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69207482T2 (de) * | 1991-05-30 | 1996-05-30 | Hitachi Metals Ltd | Werkstoff für Lochmaske mit hoher Schärfe und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JPH06264190A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-20 | Toshiba Corp | シャドウマスク用素材 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP25188188A patent/JPH0711033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02101116A (ja) | 1990-04-12 |
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