JPH0711034B2 - シャドウマスク用Fe―Ni合金板の製造方法 - Google Patents

シャドウマスク用Fe―Ni合金板の製造方法

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JPH0711034B2
JPH0711034B2 JP32364588A JP32364588A JPH0711034B2 JP H0711034 B2 JPH0711034 B2 JP H0711034B2 JP 32364588 A JP32364588 A JP 32364588A JP 32364588 A JP32364588 A JP 32364588A JP H0711034 B2 JPH0711034 B2 JP H0711034B2
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B3/02Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

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、かつ作
業性および歩留を改善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たるような色選別機能を果た
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
る不良が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合金板の成分偏析軽減方法と
して、熱間圧延板にてソーキング熱処理を行いNiの偏析
を軽減してエッチング穿孔性を改善する方法が特開昭60
-56053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合金は高温長時間の大気加熱をすると、表層スケ
ール直下に粒界酸化や内部酸化等のサブスケールが著し
く発生するため、熱間圧延板でソーキング熱処理を行う
ことはサブスケールによる表面疵が多発し、歩留や作業
性を大幅に劣化させる。一方、サブスケールの抑制の点
から熱処理温度を低温化し、または時間を短くして行う
と、Niの拡散が不充分となり成分偏析起因のスジムラが
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、かつ
サブスケールによる表面疵除去のための表面研削の作業
性および薄板製品の歩留を改善し、工業的規模でシャド
ウマスク用Fe-Ni合金板を安定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条件を種々
検討した結果、達成したもので、その要旨とするところ
は下記のとおりである。
(1) 重量%にて、Ni:30〜50%,Si:0.01〜1.00%,M
n:0.10〜2.00%,Al:0.05%以下,O:0.02%以下,残部Fe
および不可避的不純物からなるFe-Ni合金の連続鋳造ス
ラブに、1200〜1350℃で1時間以上のソーキング熱処理
を行った後、表面手入れを行い、ついで酸素濃度0.1vol
%以下の雰囲気にて1100〜1200℃に加熱し、熱間圧延
し、表面研削と冷間圧延を行い、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。
(2) 重量%にて、Ni:30〜50%,Si:0.01〜1.00%,M
n:0.10〜2.00%,Al:0.05%以下,O:0.02%以下,残部Fe
および不可避的不純物からなるFe-Ni合金の連続鋳造ス
ラブに、1200〜1350℃で1時間以上のソーキング熱処理
を行った後、表面手入れを行い、ついで酸素濃度0.1vol
%以下の雰囲気にて1100〜1200℃に加熱し、熱間圧延
し、表面研削と冷間圧延を行い、再結晶焼鈍し、ダルス
キンパス圧延を行い、ついで非酸化性雰囲気にて550〜7
50℃で1〜300秒の歪取り焼鈍を行うことを特徴とする
シャドウマスク用Fe-Ni合金板の製造方法。
〔作 用〕
本発明の限定理由を以下に詳細に説明する。
Niは、その含有量が30%より少ないと熱膨張係数が極め
て高くなり、カラーブラウン管の鮮映性が劣化する。一
方、50%を超えて含有しても熱膨張係数は高くなる。従
って、Niの成分範囲を30〜50%とした。
Siは、脱酸目的で添加するが、0.01%未満であると脱酸
の効果が少ないが、1.00%を超えて含有すると、シリケ
ート系の粗大介在物の形成が著しく、これがエッチング
穿孔性を阻害し穿孔不良の原因となる。従って、Siの成
分範囲は0.01〜1.00%とした。
Mnは、脱酸および熱間加工性向上の目的で添加するが、
0.10%より少ないと効果がなく、2.00%を超えて含有す
ると合金の強度が増加し、プレス成形性が劣化する。従
って、Mnの成分範囲は0.10〜2.00%とした。
Alは、その含有量が0.05%を超えると、アルミナ系のク
ラスター状介在物の形成が著しく、これがエッチング穿
孔性を阻害し穿孔不良の原因となる。従って、Alの成分
範囲は0.05%以下とした。
Oは、その含有量が0.02%を超えると、酸化物系の介在
物の形成が著しく、これがエッチング穿孔性を阻害し穿
孔不良の原因となる。従って、Oの成分範囲は0.02%以
下とした。
スラブのソーキング熱処理温度は、1200℃より低温では
Ni等の成分偏析を軽減する効果が小さくてエッチング時
にスジムラの発生を抑制できず、1350℃を超えるとサブ
スケールの発生が著しくなり、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、ソーキング熱処理温度の範囲は1200〜1350℃と
した。
ソーキング熱処理時間は、1時間より短時間で行うとNi
等の成分偏析を軽減する効果が小さくエッチング時にス
ジムラの発生を抑制できない。従って、ソーキング熱処
理時間は1時間以上とした。更に、好ましい範囲は5時
間以上である。
ソーキング熱処理の雰囲気は、粒界酸化や内部酸化等の
サブスケールによる表面疵除去の手入れ負荷を軽減する
ために、酸素濃度が低い方が良く、0.10%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。また、サブスケ
ール発生の原因である酸素を遮蔽するため、スラブ表面
に薄板等によるカバーや酸化防止剤等の塗布を行っても
良いが、雰囲気制御に比べ作業性およびサブスケール抑
制効果が劣る。
スラブには、連続鋳造時に生じた表面欠陥が存在するの
で、通常、グラインダー研削等による表面手入れを行う
が、本発明においては、ソーキング熱処理後にこれを行
う。ソーキング熱処理によってスラブにサブスケールが
発生しても、前記本発明条件でソーキングしたものは、
その発生が軽度なのでこの表面手入れによる軽負荷で除
去することができる。
熱間圧延前の加熱雰囲気中の酸素濃度は、0.10vol.%を
超えるとスラブソーキング熱処理材(以下、ソーキング
材と呼ぶ)の表面に粒界酸化や内部酸化等のサブスケー
ルが著しく発生し、熱間圧延後にサブスケールによる表
面疵や粒界酸化を起点とする耳割れが多発し、後工程の
表面研削の負荷を増大させ、また熱延板の歩留を著しく
低下させる。従って、熱間圧延前の加熱雰囲気中の酸素
濃度は0.10vol.%以下とした。
熱間圧延前の加熱温度は、1100℃より低温では熱間圧延
が完了するまでに圧延材の温度が著しく低下するため熱
間加工性劣化による割れ発生や変形抵抗増大による圧延
不能の自体が生じる。また、1200℃を超えて行うと加熱
雰囲気中の酸素濃度を低減しても粒界酸化が発生し、熱
間圧延後に耳割れが生じる。従って、熱間圧延前の加熱
温度の範囲は1100〜1200℃とした。
熱間圧延された帯板または板(以下、熱圧延という)の
焼鈍は、熱間圧延が900℃以上の温度で終了する場合、
熱間圧延での加工による再結晶が促進され、熱延板の組
織が再結晶組織となるため、省略しても良い。
熱延板の表面には、熱間圧延工程で発生するロール疵や
擦り疵等の表面疵があるので、表面研削を行ってこれを
除去した後、冷間圧延を行う。表面研削としてはベルト
研削、砥石ロールによる研削、ブラシロールによる研削
等を行うことができる。ベルト研削の場合は、熱延板を
脱スケールし、軽度の冷間圧延を行って表面を平坦にし
た後に行うのが好ましいが、砥石ロールによる研削およ
びブラシロールによる研削の場合は、熱間圧延まま、あ
るいは熱延板焼鈍後のスケール付着状態で行えば充分で
ある。熱間圧延を前記本発明条件で行ったものは、サブ
スケールの発生が抑制され、発生があっても軽度なの
で、通常の疵除去のための研削により除去することがで
きる。
冷間圧延は、製品板厚まで中間焼鈍なしに行っても良
く、また、圧延機の能力あるいは材料の加工硬化程度に
応じて、途中の板厚で中間焼鈍を行っても良い。製品板
の表面仕上げは、シャドウマスク製造におけるレジスト
膜形成時の密着性の点からダル仕上げするのが好まし
く、冷間圧延の最終パスをダルロールで行うのが好まし
い。
冷間圧延後の非酸化性雰囲気で再結晶焼鈍を行う。この
処理で再結晶整粒組織とすることにより、シャドウマス
ク製造に際して、均一なエッチング穿孔を行うことがで
きる。
本発明の請求項(1)記載の方法は、以上述べた再結晶焼
鈍までを行う。
本発明の請求項(2)記載の方法は、さらにダルスキンパ
ス圧延と歪取り焼鈍を行う。冷間圧延が高圧下になった
場合、最終パスをダルロールで圧延しても、板が加工硬
化していてダル仕上げが得られないことがある。そのと
きは、再結晶焼鈍した後、ダルロールを使用したスキン
パス圧延することによりダル仕上げとする。この場合、
ダル表面近傍に残留応力が発生し、エッチング時に残留
応力が解放されて反りが発生するため歪取り焼鈍を行う
必要がある。
歪取り焼鈍温度は、500℃より低温ではその効果が小さ
く、750℃を超えるとスキンパス圧延により局部的な歪
が導入されている場合、歪のある部分が再結晶し歪のな
い部分は粒成長するため、製品板の組織が混粒となりエ
ッチング穿孔性を阻害する。従って、歪取り焼鈍温度の
範囲は550〜750℃とした。
歪取り焼鈍時間は、1秒より短時間ではその効果が小さ
く、300秒を超えると効果は飽和し生産性やコストの点
から何らメリットがない。従って、歪取り焼鈍時間は1
〜300秒とした。
歪取り焼鈍の雰囲気は表層スケールやサブスケール発生
の防止のため非酸化性雰囲気で行う。
かくして、上記のような本発明法でFe-Ni合金板を製造
すれば、熱延板でのサブスケールによる表面疵と粒界酸
化による耳割れの発生が低減・防止されるため、表面研
削の作業性が大いに向上し熱延板での歩留落ちが大幅に
低減され、介在物およびNi等の成分偏析が著しく軽減さ
れて、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1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1図の(a)および(b)は本発明工
程、(c)は比較工程である。本発明工程のソーキング熱
処理および熱間圧延前の加熱は、N2ガスによる雰囲気中
の酸素濃度をコントロールした直接通電式加熱炉で行っ
た。これらの工程における熱延板表面研削の作業時間
と、薄板製品の歩留とエッチング時のスジムラ評価を調
査した。
本発明工程と比較工程における表面研削の作業時間、薄
板製品の歩留とスジムラ評価を第2表に示す。同表よ
り、本発明工程は比較工程に比べて表面研削の作業性が
大いに向上し、歩留落ちが大幅に低減され、更にスジム
ラの発生が著しく抑制されていることがわかる。
第2表中のスジムラランクは、薄板製品を43%FeCl3
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との間のランク
付けしたもので、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、合金板製造時の作
業性および歩留が大幅に改善され、シャドウマスク製造
に際しては、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、エッチング時の歩留落ちも大
幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例を示すものであり、(a)は請求項(1)によ
る本発明工程、(b)は請求項(2)による本発明工程、(c)
は比較工程を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%にて、Ni:30〜50%,Si:0.01〜1.00
    %,Mn:0.10〜2.00%,Al:0.05%以下,O:0.02%以下,残
    部Feおよび不可避的不純物からなるFe-Ni合金の連続鋳
    造スラブに、1200〜1350℃で1時間以上のソーキング熱
    処理を行った後、表面手入れを行い、ついで酸素濃度0.
    1vol%以下の雰囲気にて1100〜1200℃に加熱し、熱間圧
    延し、表面研削と冷間圧延を行い、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。
  2. 【請求項2】重量%にて、Ni:30〜50%,Si:0.01〜1.00
    %,Mn:0.10〜2.00%,Al:0.05%以下,O:0.02%以下,残
    部Feおよび不可避的不純物からなるFe-Ni合金の連続鋳
    造スラブに、1200〜1350℃で1時間以上のソーキング熱
    処理を行った後、表面手入れを行い、ついで酸素濃度0.
    1vol%以下の雰囲気にて1100〜1200℃に加熱し、熱間圧
    延し、表面研削と冷間圧延を行い、再結晶焼鈍し、ダル
    スキンパス圧延を行い、ついで非酸化性雰囲気にて550
    〜750℃で1〜300秒の歪取り焼鈍を行うことを特徴とす
    るシャドウマスク用Fe-Ni合金板の製造方法。
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