JPH07138705A - 加工性及び形状凍結性に優れたシャドウマスク用Fe−Ni金属板 - Google Patents

加工性及び形状凍結性に優れたシャドウマスク用Fe−Ni金属板

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JPH07138705A
JPH07138705A JP31442293A JP31442293A JPH07138705A JP H07138705 A JPH07138705 A JP H07138705A JP 31442293 A JP31442293 A JP 31442293A JP 31442293 A JP31442293 A JP 31442293A JP H07138705 A JPH07138705 A JP H07138705A
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台三 佐藤
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茂嘉 西山
Hiroichi Tanabe
博一 田辺
Yoshikazu Watanabe
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】エッチング開孔後の焼鈍・ドーム成形時に於い
て優れた加工性及び形状凍結性を示し、高精度マスクの
製造が可能となるインバー合金製シャドウマスク用Fe
−Ni金属板の提供。 【構成】Ni,C,Si,Mn,P,S,Nが特定さ
れ、さらにTi,Nb,Zr,Vから選ばれた元素のう
ち1種または2種以上を含有し、それらの含有量の範囲
が下記の式を満足し、残部が実質的にFeからなる。 0.5≦Q≦2.0 ここで、 Q=(X/Y)×(12/C)×{C+(C+N)}×
12/26+(X/Y)×(14/N)×{N+(C+
N)}×14/26、 X=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の含有量の合計(重量%)、
Y=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の原子量の合計。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シャドウマスク用Fe
−Ni金属板に関し、さらに詳細には加工性及び形状凍
結性に優れたシャドウマスク用Fe−Ni金属板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】カラー受像管のシャドウマスクは、電子
線が通過する為の規則正しく配列した微細な開孔(20
0〜600μm)を有し、ドーム状に成形される為に、
シャドウマスク用材料に要求される特性としては、高清
浄性、高エッチング性及び高加工性が要求されており、
この素材としては、従来より低炭素Alキルド鋼、低炭
Alキルド鋼をオープンコイル焼鈍で鋼中炭素を低減し
た低炭素Alキルド脱炭鋼、及び極低炭Alキルド鋼が
広く使用されて来た。しかしながら、カラー受像管作動
中の電子線の内、約2/3は、シャドウマスクの開孔部
を通過せず、シャドウマスク基板に衝突する為にシャド
ウマスク本体は、80℃にも到達する。この昇熱による
シャドウマスクの熱膨張の為に、色ズレを起こすという
問題があり、低熱膨張合金であるインバー合金(Feー
Ni系)、スーパーインバー合金(FeーNiーCo
系)が使用され始めた。例えば、特開昭61−1773
59号公報や昭62−31295号公報には、Ti,A
l,Nb,Zr,Ta等の添加でマスク成形後の黒化処
理時の時効処理による析出強化によって、マスクの強度
を高めることが開示されている。また特開平3−225
730号公報には、Ti,Ta,Nb,Mo,W等の添
加により結晶粒微細化を図りハウリング(振動による画
像のゆがみ等)防止効果がある旨記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シャドウマス
クは開孔(エッチング)工程後に焼鈍し、次いで受像管
面曲率にそったドーム型状に成形されるが、インバー合
金はNiを多量に含有する為に強度が高く、ドーム型状
への成形が困難という問題がある。例えば前述した従来
技術の成分では、成形時の耐力が高いため強力なプレス
機械を必要とする。本発明は、エッチング開孔後の焼鈍
・ドーム成形時に於いて優れた加工性及び形状凍結性を
示し、高精度マスクの製造が可能となるインバー合金製
シャドウマスク用Fe−Ni金属板を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の加工性及び形状
凍結性に優れたシャドウマスク用Fe−Ni金属板鋼板
は、成分が、Ni;30〜40%(重量%、以下%は重
量%を示す)、C;0.01%以下、Si;0.05%
以下、Mn;0.5%以下、P;0.01%以下、S;
0.01%以下、N;0.0050%以下であり、さら
にTi,Nb,Zr,Vから選ばれた元素のうち1種ま
たは2種以上を含有し、それらの含有量の範囲が下記の
式を満足し、残部が実質的にFeからなることを特徴と
する。 0.5≦Q≦2.0 ここで、 Q=(X/Y)×(12/C)×{C+(C+N)}×
12/26+(X/Y)×(14/N)×{N+(C+
N)}×14/26、 X=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の含有量の合計(重量%)、 Y=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の原子量の合計、C=金属板
の含まれるC量(重量%)、N=金属板の含まれるN量
(重量%)、を表す。
【0005】
【作用】本発明の加工性及び形状凍結性に優れたシャド
ウマスク用Fe−Ni金属板鋼板は、エッチング開孔後
のドーム成形時に於いて優れた加工性及び形状凍結性を
示すので、高精細度マスクの提供が可能となる。
【0006】
【実施例】以下に合金成分の規制理由を述べる。Niが
30〜40%の範囲にあると、膨張係数が小さくなり昇
温によるカラーブラウン管の画面の色ずれを防止でき
る。Siは、鋼中に不可避的に混入するものと故意に脱
酸目的で添加するものとが存在するが、0.05%を超
えるとエッチング性を劣化させ、シャドウマスク焼鈍時
に表面に濃化して優先的に酸化し黒化むらを生ずるので
望ましくない。Mnは、熱間圧延時の脆性を防止する元
素して必要な成分であるが、0.5%超では、マトリッ
クス自体の強度増を来たして望ましくなく、またSiと
同様にシャドウマスク焼鈍時に表面濃化あるいは優先酸
化して表面性状を劣化させるので0.5%以下とした。
Pは、不可避的に混入する元素であり、鋼中に固溶して
マトリックス強度を上げ望ましくないので0.01%以
下とした。Sも不可避的に混入して来る元素で、熱間圧
延時に高温脆性を生じさせるもので低い程望ましいが、
工業的に低減可能な上限として0.01%とした。C
は、強度を上げ同時に熱膨張係数も上げ望ましくない為
に経済的に低減出来る上限を考え、0.01%以下とし
た。Nは、不可避的に混入する元素で、鋼中に固溶して
マトリックスの強度を上げ望ましくないので0.005
%以下とした。Ti,Nb,Zr,V(以下、添加元素
という)は、本発明の目的であるシャドウマスク用Fe
−Ni金属板の軟質化に寄与する重要な元素である。そ
の量は微量過ぎると固溶C,Nとの結合量が少なく、固
溶C,Nが鋼中に残存したままになり、Fe−Ni金属
板の軟質化に寄与しない。一方、多量過ぎると添加元素
が鋼中に固溶してしまい逆に強度を増加させる。従っ
て、添加元素の範囲は下記の式で定義される範囲内にな
ることが望ましい。 0.5≦Q≦2.0 ここで、 Q=(X/Y)×(12/C)×{C+(C+N)}×
12/26+(X/Y)×(14/N)×{N+(C+
N)}×14/26、 X=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の含有量の合計(重量%)、 Y=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
される1種または2種以上の原子量の合計、 C=金属板の含まれるC量(重量%)、N=金属板の含
まれるN量(重量%)、を表す。
【0007】上記式において、Qの値が0.5未満では
添加元素による固溶C、Nの減少による軟質化が得られ
ず、成形性が改善されない。一方Qが2.0越えると添
加元素による固溶強化が著しく、硬質化してしまい、成
形性が悪くなるためQ値は0.5以上、2.0以下の範
囲とした。Q値と耐力との関係をグラフで示すと図1の
ようになる。耐力を21Kg/mm2以下にする理由は、
従来あるプレスを用いてドーム型状に成形する場合に
は、一般にこの値以下の材料が要求されているからであ
る。ここでQ値の意味するところは、添加元素の含有量
(原子量)合計と、C,Nの含有量(原子量)合計との
割合を示したものである(一般に原子濃度比)。
【0008】次に、本発明のシャドウマスク用Fe−N
i金属板の製造法をのべる。まず、Fe−Ni合金に、
強度改善成分を、単独あるいは複合で添加して溶製した
材料を鋳造し(鋳造は、造塊法でも連続鋳造法でも何れ
でも可)、次いで熱間圧延にて4〜8mm厚とし、その
後、冷延・焼鈍を数回繰り返して、所定の板厚に仕上げ
て製造する。その後、900℃、10分、N−H混合ガ
ス中にて焼鈍した。そのJIS5号片の引張り試験にて
0.2%伸びでの張力を0.2%耐力として評価した。
表1に、テストした合金の化学成分とQ値および0.2
%耐力の評価結果を示す。
【0009】
【表1】
【0010】表1中No.1〜15までは本発明実施例
である。No.1〜4は本発明の添加元素を1種含有し
ている例であり、Q値は0.5〜2.0の範囲にあり、
0.2%耐力は21kg/mm2 以下となっている。N
o.5〜10は添加元素をTi,Nb,Zr,Vのなか
で2種含有している例であり、Q値は0.5〜2.0の
範囲にあり、0.2%耐力は21kg/mm2 以下とな
っている。No.11〜14はTi,Nb,Zr,Vの
中から3種を含有している例であり、Q値は0.5〜
2.0の範囲にあり、0.2%耐力は21kg/mm2
以下である。No.15は添加元素を4種全て含有して
いる例であり、Q値は1.77と本発明の範囲内であ
り、0.2%耐力も21kg/mm2 以下となり軟質化
している。またNo.16〜25までは比較例を示して
いる。No.16,No.17およびNo.21は、Q
値が0.5以下である例を示し、この場合は0.2%耐
力が23kg/mm2 以上となり、軟質化されていな
い。一方、No.18〜20およびNo.22は、添加
元素の含有量が多いためQ値が2.0以上となり硬質化
している。また、No.23およびNo.24は、T
i,Nb等の添加元素が添加されておらず軟質化されて
いない。さらに、No.25はCの含有量が多すぎ、Q
値が0.5以下と低くなり軟質化されていない。
【0011】
【発明の効果】本発明のシャドウマスク用Fe−Ni金
属板は、添加元素を一定範囲に限定したことによって、
エッチング開孔後のドーム成形時に於いて優れた加工性
及び形状凍結性を示し、高精度マスクの提供が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】Q値と耐力との関係をグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成分が、Ni;30〜40%(重量%、以
    下%は重量%を示す)、C;0.01%以下、Si;
    0.05%以下、Mn;0.5%以下、P;0.01%
    以下、S;0.01%以下、N;0.0050%以下で
    あり、さらにTi,Nb,Zr,Vから選ばれた元素の
    うち1種または2種以上を含有し、それらの含有量の範
    囲が下記の式を満足し、残部が実質的にFeからなる加
    工性及び形状凍結性に優れたシャドウマスク用Fe−N
    i金属板。 0.5≦Q≦2.0 ここで、 Q=(X/Y)×(12/C)×{C+(C+N)}×
    12/26+(X/Y)×(14/N)×{N+(C+
    N)}×14/26、 X=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
    される1種または2種以上の含有量の合計(重量%)、
    Y=Ti、Nb、Zr、Vから選ばれた元素のうち添加
    される1種または2種以上の原子量の合計、C=金属板
    の含まれるC量(重量%)、N=金属板の含まれるN量
    (重量%)、を表す。
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JP2001098346A (ja) * 1999-07-28 2001-04-10 Nippon Yakin Kogyo Co Ltd Fe−Ni系シャドウマスク用材料
US6592810B2 (en) 2000-03-17 2003-07-15 Hitachi Metals, Ltd. Fe-ni alloy having high strength and low thermal expansion, a shadow mask made of the alloy, a braun tube with the shadow mask, a lead frame made of the alloy and a semiconductor element with lead frame

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