JPH10158789A - 低熱膨張枠状電極構体用高強度鋼板およびその製造方法 - Google Patents

低熱膨張枠状電極構体用高強度鋼板およびその製造方法

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JPH10158789A JP8325667A JP32566796A JPH10158789A JP H10158789 A JPH10158789 A JP H10158789A JP 8325667 A JP8325667 A JP 8325667A JP 32566796 A JP32566796 A JP 32566796A JP H10158789 A JPH10158789 A JP H10158789A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー受像管の色選別電極素体を張り上げる
枠状電極構体用鋼板として、高クロムのフェライト系ス
テンレス鋼に替わる、室温及び高温強度が高く、熱膨張
係数が小さく、かつ安価な材料を提供する。 【構成】 Ｃ：０．００３〜０．１０％（重量％、以下
同じ）、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．５
％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：
１．５〜８．０％、Ａｌ：０．００３〜０．１０％を含
み、更に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖの各０．０８〜０．４０％の
一種若しくは２種以上を含む枠状電極構体用鋼板、及
び、更にＣｕ：２．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｍ
ｏ：０．０１〜２．０％、Ｗ：０．０１〜２．０％、
Ｂ：０．０００３〜０．００５０％の一種若しくは２種
以上を含む枠状電極構体用鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トリニトロン型カラー
受像管に使用される枠状電極構体用高強度鋼板及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】トリニトロン型カラー受像管は、電子銃
から射出される電子ビームにより蛍光面にマトリックス
状に配列されたＲＧＢ蛍光体を発光させるため、これら
蛍光体の配列に対応する電子ビーム通過用のすだれ状の
スリットを設けた薄い金属板からなる色選別電極素体を
備えており、この色選別電極素体を枠状電極構体に張り
上げて支持する構造としている。電子ビームを走査して
蛍光面上の特定のＲＧＢ蛍光体を照射・発光させてこれ
らＲＧＢの各色からなるカラー映像を形成するため、周
囲の磁気の影響を受け易く、これらの磁気により電子ビ
ームが偏向するとこれらの色調が正確に再現されなくな
る。従って、地磁気等による影響を防止するため、磁気
シールド材で内部を覆うが、カラー受像管内に位置する
枠状電極構体もこれら地磁気の影響を受けるため、その
材質の磁気特性の良否も重要である。また、電子ビーム
を正確に前記のＲＧＢの各蛍光体に照射するため、色選
別電極素体に形成された通過用スリットが蛍光体に対応
して常に正確に位置関係を維持される必要があり、熱膨
張等により、枠状電極構体に張り上げた色選別電極素体
の位置関係がずれると、各ＲＧＢ蛍光体に向けられた電
子ビームが所定の蛍光体に照射できなくなり、やはりカ
ラー映像を正確に再現できなくなる。
【０００３】これら色選別電極素体を支持する枠状電極
構体として、カラー受像管の大きさに応じて、板厚２〜
７ｍｍの鋼板を必要形状に成形したものが使用される。
枠状の電極構体を成形加工する場合、小型のカラー受像
管用枠状電極構体ではプレス成形で、大型のカラー受像
管用枠状電極構体の場合は枠状の四辺をそれぞれロール
成形又はプレス成形で製作し、次いで溶接によって枠状
に組立てる方法が一般的である。枠状電極構体は、枠状
に組立後歪取り焼鈍される。
【０００４】また、色選別電極素体は、板厚０．０８〜
０．１５ｍｍの冷延鋼板にエッチングによってすだれ状
に電子ビーム通過用スリットを形成し、この色選別電極
素体を、内側に向けて加圧された状態の枠状電極構体の
上下に溶接して組み立てる。次いで組立後、枠状電極構
体に加えている圧力を解除する。このとき、電極構体に
生じる反力により色選別電極素体を張り上げ、枠状電極
構体と色選別電極素体を一体化させる。色選別電極素体
と一体化された枠状電極構体は、次いで黒化処理され
る。この黒化処理は、熱輻射、二次電子の発生、錆の発
生の防止等を図るものであるが、黒化処理皮膜の剥離に
起因する酸化物がブラウン管内に飛散するとブラウン管
の特性を著しく損なうため、黒化処理による酸化皮膜は
密着性の良好なものでなければならない。
【０００５】この製造工程では、枠状電極構体は色選別
電極素体と一体化後、色選別電極素体を張り上げて曲げ
応力が付与された状態で黒化処理の熱サイクルを受け
る。このため、黒化処理の高温下での電極構体及び色選
別電極素体の応力リラクセーションに起因して、色選別
電極素体の張り上げ張力が低下する。この枠状電極構体
に色選別電極素体を張り上げて張力を付与した構造は、
その張力によって色選別電極素体を正確な位置関係に維
持し、また、電子ビームの照射によって色選別電極素体
の温度が上昇して熱膨張しても、その伸びを吸収して色
ずれを軽減するものであるが、このように張り上げ張力
が低下すると、その作用も低下して色ずれを生じる原因
となる。
【０００６】特に、トリニトロン型カラー受像管におい
ては、前記の色選別電極素体のすだれ状の電子ビーム通
過用スリットの構造に由来して振動の影響を受け易いた
め、張り上げ張力の低下が大きいと、スピーカの音で共
振して色ずれを生じる原因となる。また、色選別電極素
体の温度上昇に伴って電極構体材の熱膨張に起因する色
ずれも発生する。そこで、色選別電極素体の張り上げ張
力の低下を軽減し、熱膨張を小さくするため、枠状電極
構体材として、高クロムのフェライト系ステンレス鋼が
使用されている。しかしながら、これらフェライト系ス
テンレス鋼の使用は、カラー受像管の電極構体のコスト
を上昇させる原因となっている。また、最近はカラー受
像管が大型化する傾向にあり、色選別電極素体及び枠状
電極構体も大型化することから、これらの張り上げ張力
低下の影響や熱膨張による影響も一層大きくなり、それ
につれて枠状電極構体も大きくかつ重いものとなってき
ている。このため、高強度化によって軽量化が図れ、色
選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さく、成形加工
性がよく、かつ安価な枠状電極構体用の材料が求められ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、枠状電極構体
に色選別電極素体を一体化後、黒化処理に伴う熱サイク
ルが付与されても色選別電極素体の張り上げ張力が低下
せず、高強度でかつ安価な枠状電極構体用材料を提供す
ることを目的とする。更に、より具体的には、高コスト
のフェライト系ステンレス鋼に替わり、低コストのクロ
ム鋼によって、高強度で、成形加工性がよく、前記枠状
電極構体としての特性を備えた枠状電極構体用鋼板を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、Ｃ：０．００３〜０．１０重量％、Ｓｉ：
１．０重量％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％、
Ｐ：０．１０重量％以下、Ｓ：０．０２重量％以下、Ｃ
ｒ：１．５〜８．０重量％、Ａｌ：０．００３〜０．１
０重量％を含み、更に、Ｔｉ：０．０８〜０．４０重量
％、Ｎｂ：０．０８〜０．４０重量％、Ｖ：０．０８〜
０．４０重量％の一種若しくは２種以上を含む枠状電極
構体用鋼板であり、更に、Ｃｕ：２．０重量％以下、Ｎ
ｉ：２．０重量％以下、Ｍｏ：０．０１〜２．０重量
％、Ｗ：０．０１〜２．０重量％、Ｂ：０．０００３〜
０．００５０重量％の一種若しくは２種以上を含む枠状
電極構体用高強度鋼板である。
【０００９】また、これらの枠状電極構体用高強度鋼板
は、前記の組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０
〜９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱
間圧延し、得られた熱延鋼帯にスキンパス圧延後、酸洗
を施すか、或いは得られた熱延鋼帯を酸洗後にスキンパ
ス圧延を施すことにより製造するものであり、または、
これらの組成を持つ鋼スラブを、仕上げ温度：８２０〜
９５０℃、巻取り温度：４００〜７００℃の条件で熱間
圧延し、得られた熱延鋼帯を酸洗し、冷間圧延し、最終
焼鈍後にスキンパス圧延を施すことによって製造する。
【００１０】
【作用】前記枠状電極構体用鋼板に求められる性質とし
て、前記した磁気特性や黒化皮膜の密着性のほか、枠状
電極構体と一体化された色選別電極素体のすだれ状の電
子ビーム通過用スリットを設けた構造のため、前記のス
ピーカの音による共振に見るように張り上げ張力低下の
影響に対して極めて鋭敏であり、色選別電極素体に対し
て規定された高い張り上げ張力が保持されなければなら
ない。本発明者らは、枠状電極構体が、前記熱サイクル
においては色選別電極素体を張り上げて曲げ応力が付与
された状態で黒化処理の高温条件下におかれるため、こ
の高温における強度不足に起因して電極構体の応力リラ
クセーションを来していることに鑑み、低コストの普通
鋼をベースに前記の磁気特性、黒化皮膜に求められる性
質を備えると共に、室温強度及び特に高温強度の高い枠
状電極構体用鋼板を調査・研究した。
【００１１】即ち、普通鋼の熱膨張特性、高強度化、高
温強度等の特性について種々調査検討した結果、低炭素
鋼にＣｒを含有させ、更にＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、及び／又は
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂを含有させることにより、高
強度化と黒化処理条件における高温強度が高められ、色
選別電極素体の張り上げ張力の低下が小さくでき、かつ
電極構体の熱膨張に起因した色ずれを小さくできる枠状
電極構体用鋼板が得られることを見い出して本発明に至
ったものである。
【００１２】本発明の鋼板は、色選別電極素体を張り上
げる枠状電極構体材として、高温強度を発揮して、製造
工程における熱サイクルに伴う色選別電極素体の張り上
げ張力低下を小さくすると共に、枠状電極構体材に適し
た磁気特性、黒化処理皮膜特性及び成形加工性を有する
ものである。更に、本発明の製造方法は、これらの組成
の鋼板を前記高温強度を発揮する枠状電極構体用鋼板と
するものであり、高温強度のみならず室温強度、成形加
工性、溶接性及び低コストの条件からトリニトロン型カ
ラー受像管枠状電極構体用鋼板としての特性を付与する
ものである。
【００１３】
【実施の形態】以下、本発明のトリニトロン型カラー受
像管枠状電極構体用鋼板の合金成分及びその含有量につ
いて具体的に説明する。 Ｃ：０．００３〜０．１０重量％ 鋼板の強度を高めるために有効な元素であり、そのため
Ｃ含有量は０．００３重量％以上必要である。しかしな
がら、その含有量が０．１０重量％を超えると、成形加
工性及び溶接性が劣化して好ましくない。
【００１４】Ｓｉ：１．０重量％以下 脱酸剤として、また強度を高める上で有効な元素である
が、１．０重量％を超えて多く含有すると、鋼板の表面
肌が劣化すると共に、黒化皮膜が剥れ易くなる。
【００１５】Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％ 強度向上に有効な元素であり、脱酸剤としても必要な元
素である。不純物であるＳをＭｎＳとして固定し、熱間
脆化を防止する作用を有する。この作用は、０．０５重
量％以上のＭｎ含有量で効果があるが、１．５重量％を
超える多量のＭｎが含まれていると、成形性や溶接性が
損なわれる。
【００１６】Ｐ：０．１０重量％以下 強度を向上させる元素であるが、偏析し易いため、Ｐの
多量の含有は鋼板の強度変動を大きくすると共に成形加
工性が劣化する原因となる。このため、含有量は０．１
０重量％以下とすることが必要であり、好ましくは０．
０４重量％以下である。
【００１７】Ｓ：０．０２重量％以下 ＭｎＳ等の介在物となり、成形加工性が損なわれる。こ
のため、Ｓ含有量は、可能な限り少ないことが好まし
く、本発明ではその上限を０．０２重量％に規定した。
【００１８】Ｃｒ：１．５〜８．０重量％ 鋼中に固溶し、或いは炭化物として析出することによ
り、高温強度を高めて、色選別電極素体の張り上げ張力
を向上させ、しかも熱膨張を抑制する。熱膨張に起因す
る色ずれを防止するため枠状電極構体の熱膨張係数を色
選別電極素体の熱膨張係数の０．９７倍以下にすること
が必要である。枠状電極構体の熱膨張係数を小さくする
ことによって、電極構体の熱膨張による色ずれを低減で
きるが、この熱膨張係数比が０．９７倍より大きいと実
用上十分な効果が得られない。この熱膨張係数の調整の
ため、本発明では図１に示した熱膨張係数に及ぼすＣｒ
含有量の関係から、Ｃｒ含有量を１．５重量％以上とし
た。しかし、８．０重量％を超える多量のＣｒを含有さ
せると、高価な元素であり、また鋼板の製造性を劣化さ
せることからコストを上昇させる。
【００１９】Ａｌ：０．００３〜０．１０重量％ 脱酸剤として有効な元素であり、不純物であるＮをＡｌ
Ｎとして固定する作用がある。この作用を得るためには
０．００３重量％以上の含有量とすることが必要であ
る。しかし、０．１０重量％を超えて多量のＡｌを含有
させると、鋼板に表面欠陥が生じ易く、また黒化皮膜が
剥離し易くなる。
【００２０】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ：０．０８〜０．４０重量
％ 炭化物等を析出させると共に、結晶粒を微細化する作用
があり、鋼材の室温強度及び高温強度を高め、色選別電
極素体の張り上げ張力を向上させる。このような効果
は、Ｔｉ、Ｎｂ又はＶを０．０８重量％以上含有させる
とき顕著になる。しかし、０．４０重量％を超える多量
の含有では、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２１】Ｃｕ：２．０重量％以下 必要に応じて含有される元素である。鋼中に固溶又は析
出することにより、室温強度及び高温強度を高め、色選
別電極素体の張り上げ張力を向上させる作用を有する。
しかし、２．０重量％を超える多量のＣｕを含有させる
と、成形加工性や溶接性が劣化する。
【００２２】Ｎｉ：２．０重量％以下 必要に応じて含有される元素であり、Ｃｕに起因する熱
間脆性の防止に有効である。この作用を得るためにはＣ
ｕ含有量の１／２以上の含有量が適当である。また、鋼
中に固溶又は析出することにより、室温強度及び高温強
度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を向上させ
る。しかし高価な元素であり、鋼材コストを高めること
となることから、本発明ではＮｉ含有量の上限を２．０
重量％に規定した。
【００２３】Ｍｏ、Ｗ：０．０１〜１．０重量％ 必要に応じて含有される元素である。鋼中に固溶し、ま
た、微細な炭化物等の析出物として析出して、室温強度
及び高温強度を高め、色選別電極素体の張り上げ張力を
向上させる。このような作用は、Ｍｏ又はＷを０．０１
重量％以上含有させると顕著になる。しかし、１．０重
量％を超える多量の含有量では、鋼材コストを上昇させ
るばかりでなく、成形加工性や溶接性が損なわれる。
【００２４】Ｂ：０．０００３〜０．００５０重量％ 必要に応じて含有される元素であり、結晶粒界を強化
し、圧延性を向上させると共に、不純物であるＮをＢＮ
として固定する作用がある。このような作用を得るため
には、０．０００３重量％以上の含有量とする必要があ
る。しかし、０．００５０重量％を超えて含有させても
この作用は飽和する。
【００２５】本発明においては、前記の成分を持つ鋼を
熱間圧延した後、スキンパス圧延を施し、このスキンパ
ス圧延の前又は後に酸洗し、熱延鋼帯とする。或いは、
熱間圧延した後に酸洗し、冷間圧延及び焼鈍を経てスキ
ンパス圧延を施して、冷延鋼帯とすることもできる。以
下、その製造条件及び作用を説明する。
【００２６】熱延条件：仕上げ温度８２０〜９５０℃、
及び巻取り温度４００〜７００℃ 熱間圧延で結晶粒を細粒化させるため、Ａｒ3 変態点直
上の仕上げ温度を基本とするが、８２０〜９５０℃の温
度範囲が許容される。仕上げ温度が８２０℃に達しない
と、α相域での圧延となり、９５０℃を超えると高温の
γ相域での圧延となる。いずれの場合も、結晶粒が粗大
化する。他方、巻取り温度が４００℃に達しないと板形
状が悪くなり、７００℃を超える巻取り温度では高強度
材が得難く、酸洗性も悪くなる。
【００２７】冷間圧延：特に条件が制約されるものでは
ない。しかし、４０％未満の冷延率では、次工程の焼鈍
後において、結晶粒が粗大化し易くなる。そのため、冷
間圧延する場合、冷延率を４０％以上に設定することが
好ましい。焼鈍工程：成形加工時に未再結晶粒を含む鋼
板であると、枠状電極構体の形状確保が困難になること
から、再結晶が終了する６５０℃以上に焼鈍温度を設定
することが必要である、しかし、９５０℃を超える焼鈍
温度では、結晶粒が粗大化する。
【００２８】熱延鋼帯又は冷延鋼帯のスキンパス圧延：
板形状確保のために必要で、このためには伸び率１％程
度のスキンパス圧延が必要であるが、これより大きい伸
び率を付与することにより、成形後溶接し、組立後に行
う歪取り焼鈍によって枠状電極構体の高温強度を向上さ
せることに有効に働く。これは、スキンパス圧延による
転位の導入によってＭｏＣ、ＷＣ、Ｃｕ等の微細な析出
物の生成が促進され、これら微細な析出物により、転位
の移動が阻止される効果がプラスされるためと推察され
る。しかし、更に大きいスキンパス圧延を施すと成形加
工性が劣化するので伸び率は７％以下が好ましい。
【００２９】
【実施例】表１に示した組成の鋼スラブを、表２の条件
下で熱間圧延し、伸び率１．５％のスキンパス圧延した
後、酸洗し、所定板厚の熱延鋼帯とした。鋼種番号８、
９の鋼板については、熱間圧延後に冷間圧延、焼鈍し、
伸び率１．５％のスキンパス圧延を施すことにより冷延
鋼帯とした。得られた各鋼板から、圧延方向に沿ってＪ
ＩＳ Ｚ ２２０１の５号試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ
２２４１に準拠した室温引張り試験に供した。また、
切り出された試験片に５５０℃×３０分間の歪取り焼鈍
を施した後、室温及び４５０℃でＪＩＳ Ｚ ２２４１
及びＪＩＳ Ｚ ２２７２に準じて引張り試験を行っ
た。試験結果を表２に示す。
【００３０】
【００３１】
【００３２】表２の試験結果に示すように、本発明に従
った鋼種番号１〜１０の鋼板は、枠状電極構体用鋼板と
して要求される特性を満足していることが判る。他方、
比較例として示す鋼種番号１１、１２の鋼板は、Ｃｒ含
有量が０．０２重量％、１．１１重量％と低く、室温強
度及び高温強度が低くなっており、また、このＣｒ含有
量における色選別電極素体と電極構体の熱膨張係数比
は、図１に示すように０．９７倍よりも大きく、本発明
の意図する枠状電極構体用鋼板として適していない。ま
た、鋼種番号１３、１４の鋼板は、室温強度及び高温強
度は高いが、本発明で規定したＣｒ含有量よりも多量の
Ｃｒを含む高クロムのフェライト系ステンレス鋼であ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のトリニ
トロン型カラー受像管枠状電極構体用鋼板では、歪取り
焼鈍後に室温及び高温強度が高く、色選別電極素体の張
り上げ張力の低下が小さいと共に枠状電極構体の熱膨張
に起因する色ずれが小さく、成形加工性に優れた材料と
して使用される。また、Ｃｒ含有量が低いことから、フ
ライト系ステンレス鋼に比較して安価な材料となる。こ
の枠状電極構体用鋼板は、これらの性質から、トリニト
ロン型ブラウン管はもとよりシャドウマスク型ブラウン
管にも適用でき、益々大型化、高精細化の傾向にあるカ
ラーブラウン管用としての用途に十分に対応することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 色選別電極素体に対する枠状電極構体の熱膨
張係数比に及ぼすＣｒ含有量の影響を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/38 Ｃ２２Ｃ 38/38 38/54 38/54 (72)発明者 浜中 征一 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社技術研究所内 (72)発明者 小沢 信夫 岐阜県瑞浪市小田町1905 ソニー瑞浪株式 会社内 (72)発明者 三摩 隆英 愛知県稲沢市大矢町茨島30 ソニー稲沢株 式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｃ：０．００３〜０．１０重量％、Ｓ
    ｉ：１．０重量％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．５重量
    ％、Ｐ：０．１０重量％以下、Ｓ：０．０２重量％以
    下、Ｃｒ：１．５〜８．０重量％、Ａｌ：０．００３〜
    ０．１０重量％を含み、更に、Ｔｉ：０．０８〜０．４
    ０重量％、Ｎｂ：０．０８〜０．４０重量％、Ｖ：０．
    ０８〜０．４０重量％の一種若しくは２種以上を含む枠
    状電極構体用高強度鋼板。
  2. 【請求項２】 更に、Ｃｕ：２．０重量％以下、Ｎｉ：
    ２．０重量％以下、Ｍｏ：０．０１〜２．０重量％、
    Ｗ：０．０１〜２．０重量％、Ｂ：０．０００３〜０．
    ００５０重量％の一種若しくは２種以上を含む請求項１
    記載の枠状電極構体用高強度鋼板。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の組成を持つ鋼スラ
    ブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４
    ００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯
    にスキンパス圧延後、酸洗を施すか、或いは得られた熱
    延鋼帯を酸洗後にスキンパス圧延を施す枠状電極構体用
    高強度鋼板の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の組成を持つ鋼スラ
    ブを、仕上げ温度：８２０〜９５０℃、巻取り温度：４
    ００〜７００℃の条件で熱間圧延し、得られた熱延鋼帯
    を酸洗し、冷間圧延し、最終焼鈍後にスキンパス圧延を
    施す枠状電極構体用高強度鋼板の製造方法。
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