JPH1150145A - Production of low thermal expansion alloy sheet for electronic parts, excellent in segregation inhibiting effect and oxide layer inhibiting effect - Google Patents
Production of low thermal expansion alloy sheet for electronic parts, excellent in segregation inhibiting effect and oxide layer inhibiting effectInfo
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- JPH1150145A JPH1150145A JP9222023A JP22202397A JPH1150145A JP H1150145 A JPH1150145 A JP H1150145A JP 9222023 A JP9222023 A JP 9222023A JP 22202397 A JP22202397 A JP 22202397A JP H1150145 A JPH1150145 A JP H1150145A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シャドウマスクや
リードフレーム等の微細なエッチング加工を施す電子部
品に使用される低熱膨張合金薄板に関し、特に、コンピ
ューターディスプレイに使用される高精細用シャドウマ
スクとして好適な、偏析抑制効果と酸化層抑制効果に優
れた低熱膨張合金の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low thermal expansion alloy thin plate used for electronic parts subjected to fine etching such as a shadow mask and a lead frame, and more particularly to a high definition shadow mask used for a computer display. The present invention relates to a method for producing a low-thermal-expansion alloy which is excellent in a segregation suppressing effect and an oxide layer suppressing effect.
【0002】[0002]
【従来の技術】シャドウマスクやリードフレーム等の電
子部品は一般にエッチング加工が施されて使用される。
この際に、エッチング速度が速く、かつエッチング後の
孔の端部形状と寸法精度に優れたエッチング性の高い材
料が要求されている。2. Description of the Related Art Electronic parts such as shadow masks and lead frames are generally used after being subjected to etching.
At this time, there is a demand for a material having a high etching rate and a high etching property which is excellent in the end shape and dimensional accuracy of the hole after etching.
【0003】以下、シャドウマスクを例にとって説明す
る。シャドウマスクはテレビジョンのブラウン管に使用
されており、電子銃から発射された電子ビームをガラス
体によって支持された蛍光面上の所定の位置に正確に照
射して特定の色調を与えるための多数の細孔を有してい
る。この場合に、発射された電子ビームのうち細孔を通
過して蛍光体に照射されるのは約2割であり、残りの8
割はシャドウマスクに衝突するため、シャドウマスクは
蛍光面を支持するガラス体に比較して高温になる。その
上、シャドウマスク用素材として従来より用いられてき
た低炭素リムド鋼や低炭素アルミキルド鋼等の軟鋼板
は、蛍光面を支持するガラス体に比べて熱膨張率がはる
かに大きいため、これらの間に位置ずれが生じて電子ビ
ームを蛍光面上の所定の位置へ正確に照射することがで
きなくなり、画像が不鮮明になることが多かった。Hereinafter, a shadow mask will be described as an example. Shadow masks are used in television cathode-ray tubes, and are used to provide a specific color tone by precisely irradiating an electron beam emitted from an electron gun to a predetermined position on a phosphor screen supported by a glass body. Has pores. In this case, about 20% of the emitted electron beam passes through the pores and is irradiated on the phosphor, and the remaining 8
Since the crack collides with the shadow mask, the temperature of the shadow mask becomes higher than that of the glass body supporting the phosphor screen. In addition, mild steel sheets such as low-carbon rimmed steel and low-carbon aluminum-killed steel that have been conventionally used as materials for shadow masks have a much larger coefficient of thermal expansion than the glass body that supports the phosphor screen, An electron beam cannot be accurately irradiated to a predetermined position on the phosphor screen due to a positional deviation between them, and the image often becomes unclear.
【0004】画像が不鮮明になることを防止するため
に、シャドウマスクの懸架位置となる支持体の構造を工
夫して、上記位置ずれを補償することも試みられている
が、必ずしも十分とはいえない。さらに近年は、テレビ
ジョン画面の大型化、高品位化や高輝度化に伴って、こ
れらの位置ずれの問題が顕在化している。In order to prevent the image from becoming unclear, attempts have been made to compensate for the above-mentioned misalignment by devising a structure of a support which is a suspension position of the shadow mask, but it is not always sufficient. Absent. Further, in recent years, with the enlargement, higher quality, and higher luminance of television screens, these positional shift problems have become apparent.
【0005】そこで、シャドウマスク用素材として、低
熱膨張材料である36wt%Niを含有するFe−Ni
系合金の使用が拡大している。この合金は従来の低炭素
鋼に比べて熱膨張係数が約1/10と小さく、高輝度画
面における電子ビームの加熱に対してもその低膨張性は
維持されるため、この材料を素材として作製されたシャ
ドウマスクでは、熱膨張による色ずれは生じにくい。[0005] Therefore, as a shadow mask material, Fe-Ni containing 36 wt% Ni, which is a low thermal expansion material, is used.
Use of base alloys is expanding. This alloy has a coefficient of thermal expansion of about 1/10 smaller than that of conventional low carbon steel, and maintains its low expansion property even with electron beam heating on a high-brightness screen. In the shadow mask thus manufactured, color shift due to thermal expansion hardly occurs.
【0006】シャドウマスク用Fe−Ni系合金薄板
は、通常、連続鋳造法または造塊法によって合金鋼塊を
調整し、次いで分塊圧延、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を
施して製造される。この合金薄板にフォトエッチング加
工により電子ビームの通過孔を形成した後、焼鈍、成型
加工および黒化処理等の各工程を施すことによりシャド
ウマスクが製造される。[0006] Fe-Ni alloy thin sheets for shadow masks are usually produced by adjusting an alloy steel ingot by a continuous casting method or an ingot-making method, and then subjecting it to slab rolling, hot rolling, cold rolling and annealing. You. After forming an electron beam passage hole in the alloy thin plate by photo-etching, the shadow mask is manufactured by performing various processes such as annealing, molding, and blackening.
【0007】しかし、Fe−Ni系合金薄板を素材とす
るシャドウマスクは、優れた低熱膨張特性を有する一方
で、エッチング性に劣るため、フォトエッチング加工で
良好な孔形状を得ることは困難であり、エッチング不良
により局部的に画像の鮮明度不良を生じることがある。
そこで、このFe−Ni系合金薄板についてエッチング
性を改善する試みがなされている。[0007] However, a shadow mask made of a Fe-Ni alloy thin plate has excellent low thermal expansion characteristics, but is poor in etching properties, so that it is difficult to obtain a good hole shape by photoetching. In some cases, poor definition of an image may occur due to poor etching.
Therefore, attempts have been made to improve the etching properties of this Fe—Ni-based alloy thin plate.
【0008】例えば、特公昭59−32859号公報で
は、フォトエッチング加工後の孔形状をシャドウマスク
全面にわたって均一にするためには、エッチング面の結
晶方位の不揃いを防いで、エッチング速度を一定にする
必要があるとして{100}結晶面の配向度を35%以
上とすることによって改善を図っている。For example, in Japanese Patent Publication No. 59-32859, in order to make the hole shape after photoetching uniform over the entire shadow mask, the etching rate is kept constant by preventing the crystal orientation of the etching surface from being irregular. If necessary, the degree of orientation of the {100} crystal plane is improved to 35% or more to achieve improvement.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
テレビジョン画面の大型化およびコンピューターのディ
スプレイへの適用拡大にともない画像のきめ細かさや高
輝度化への要求が一段と高まってきており、このために
電子ビームの通過孔をより高輝度に穿孔するようなエッ
チング加工が必要となってきている。However, in recent years,
With the enlargement of television screens and the expansion of applications to computer displays, the demand for finer images and higher brightness has been further increased, and as a result, holes for passing electron beams have been drilled with higher brightness. Etching has become necessary.
【0010】特に、コンピューターディスプレイに使用
される高精細のシャドウマスクでは主として板厚0.1
5mm以下の素材が使用され、例えば直径120μm
の孔が270μmピッチで穿孔されており、さらなるフ
ァインピッチ化も試行されている。In particular, a high-definition shadow mask used for a computer display mainly has a thickness of 0.1 mm.
5 mm or less material is used, for example, 120 μm in diameter
Are pierced at a pitch of 270 μm, and further fine pitching is being attempted.
【0011】このような微細な孔をエッチング面内にお
いて精度よく穿孔するために、エッチング技術の向上と
ともに、素材の材質の向上が図られてきたが、依然とし
て局部的なエッチング不良に起因する孔形状の不良が発
生しており、画像の局部的な鮮明度不良の一因となって
いる。[0011] In order to accurately drill such fine holes in the etching surface, the material of the raw material has been improved together with the improvement of the etching technique, but the hole shape caused by the local etching defect still remains. Has occurred, which is one of the causes of the local poor definition of the image.
【0012】このエッチング不良は、マスク部において
合金薄板の圧延方向に沿った微細な線状のむらとして観
察され、「スジむら」と呼ばれている。このスジむらの
多くは数十μm〜数mmの幅を有し、マスク部の一辺か
ら対辺に達する。これまでNiの偏析あるいは不純物の
偏析によりスジむらが発生することが知られており、ス
ジむらを抑制するために均熱による偏析拡散処理に関し
ていくつかの技術が提案されている。[0012] This etching defect is observed as fine linear unevenness in the mask portion along the rolling direction of the alloy thin plate, and is called "line unevenness". Most of the stripe unevenness has a width of several tens μm to several mm, and reaches from one side of the mask portion to the opposite side. It has been known that uneven stripes occur due to segregation of Ni or impurities, and several techniques have been proposed for the segregation diffusion treatment by soaking to suppress the uneven stripes.
【0013】例えば、特開平2−54744号公報で
は、スジむらがC、Si、Mn、Cr等の不純物元素の
偏析、あるいは鋳造時の凝固組織により発生するものと
し、0.001〜0.03wt%のBを添加するととも
に、特定条件でスラブを加熱することにより偏析を阻止
し、柱状晶組織を低減してスジむらの抑制を図ってい
る。しかし、実際には、例えばシャドウマスクのように
微細なエッチング加工と低熱膨張が要求される材料で
は、特性を劣化させないためにC、Si、Mn、Cr等
の元素は合計しても1wt%に満たない量に極力低減し
ており、このような偏析によるスジむらは生じ得ず、こ
の技術はFe−36%Ni合金薄板で発生するスジむら
を解消するものではない。一方で、シャドウマスクの黒
化処理では0.02wt%を超えてBが存在すると、黒
化むらが発生して局部的な色ずれが生じる。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-54744, it is assumed that streak unevenness is caused by segregation of impurity elements such as C, Si, Mn, and Cr, or by a solidified structure at the time of casting. % Of B and heating the slab under specific conditions to prevent segregation, reduce the columnar crystal structure, and suppress streak unevenness. However, in actuality, in a material such as a shadow mask which requires fine etching and low thermal expansion, elements such as C, Si, Mn, and Cr are reduced to 1 wt% in total so as not to deteriorate the characteristics. The amount is reduced as much as possible, and streak unevenness due to such segregation cannot occur, and this technique does not eliminate uneven streak occurring in the Fe-36% Ni alloy thin plate. On the other hand, in the blackening process of the shadow mask, if B exceeds 0.02 wt%, uneven blackening occurs and local color shift occurs.
【0014】また特開昭60−128253号公報で
は、スジむらの発生原因はNiの成分偏析であり、Fe
−Ni系合金鋼塊を850℃〜融点以下の温度で加熱
し、1ヒートまたは2ヒート以上で40%以上の断面減
少率で鍛造することによりNi偏析を改善することで、
エッチング孔形状を良くし、スジむらをなくす方法を提
案している。しかし、より微細なエッチング孔を高密度
に穿孔する必要のあるコンピューターディスプレー用の
シャドウマスクでは、このように単に断面減少率を40
%以上とするだけではスジむらを解消することができ
ず、また高温での均熱を長時間行うためスラブ表面に酸
化スケールおよびNiが濃化した合金層であるサブスケ
ールが発生し、スラブ手入れに多大な時間が必要であ
る。In Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-128253, the cause of the stripe unevenness is the segregation of the Ni component,
By heating the Ni-based alloy steel ingot at a temperature of 850 ° C. to the melting point or less and forging with one or more heats and a cross-sectional reduction rate of 40% or more, to improve Ni segregation,
A method has been proposed in which the shape of the etching hole is improved and uneven stripes are eliminated. However, in a shadow mask for a computer display which needs to form finer etching holes at a high density, the cross-sectional reduction rate is simply reduced by 40%.
% Or more does not eliminate uneven streaks, and because long-term soaking at a high temperature results in oxide scale and sub-scale, which is an alloy layer enriched with Ni, on the slab surface, Requires a lot of time.
【0015】また特公平6−68128号公報では、ス
ジむらの発生原因は成分偏析が最も支配的であるとし、
1350℃以下の温度範囲でlogt≧8.28−6.
09×10-3T(ただしtは保定時間(hr)、Tは材
料温度)で熱処理することを提案している。しかし、こ
の技術のように単に高温で長時間の均熱を施すだけで
は、スラブ表面に酸化スケールおよびサブスケールが発
生し、スラブ手入れに多大な時間を要し、生産性が低下
する。According to Japanese Patent Publication No. 6-68128, it is assumed that the cause of uneven stripes is component segregation most dominantly.
Logt ≧ 8.28-6. In a temperature range of 1350 ° C. or less.
It is proposed to perform heat treatment at 09 × 10 −3 T (where t is the retention time (hr) and T is the material temperature). However, simply performing high-temperature soaking at a high temperature as in this technique generates oxidized scales and sub-scales on the slab surface, requires much time for slab maintenance, and reduces productivity.
【0016】以上述べたように、上記いずれの技術を用
いてもFe−36%Ni合金薄板で発生するようなエッ
チング加工によるスジむらを有効に防止することができ
ず、また、高温および長時間の均熱処理により酸化スケ
ール等が発生する。そして、画像の高品位化に伴って、
スジむら等のエッチング不良は増加する傾向にあり、偏
析改善のための均熱処理は一層高温かつ長時間化する傾
向にある。これに伴って酸化スケール等の発生が増加す
る傾向にあり、表面疵防止のためのグラインダー手入れ
量が増加することに対する対策が求められている。As described above, even if any of the above-mentioned techniques is used, it is impossible to effectively prevent uneven stripes due to etching, such as occurs in an Fe-36% Ni alloy thin plate. Oxide scale and the like are generated by the soaking treatment. And, with the high quality of the image,
Etching defects such as uneven stripes tend to increase, and soaking treatment for improving segregation tends to be higher in temperature and longer. Accompanying this, the generation of oxide scale and the like tends to increase, and measures against the increase in grinder care for preventing surface flaws are required.
【0017】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、偏析を有効に防止して、画像の局部的な鮮明
度の低下をもたらすスジむら等のエッチング不良を防止
することができ、かつ高精度のエッチングが可能であ
り、しかも酸化スケールおよびサブスケールを抑制する
ことができる電子部品用低熱膨張合金薄板の製造方法を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and can effectively prevent segregation and prevent etching defects such as uneven stripes which locally reduce the sharpness of an image. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a low thermal expansion alloy thin plate for electronic components, which enables high-accuracy etching and suppresses oxide scale and subscale.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Fe−N
i系低熱膨張合金薄板のエッチング性について種々検討
を行った結果、上述のスジむらはNi偏析に起因して発
生し、Ni偏析を改善するためには1200℃以上の加
熱温度でトータル20時間以上の均熱処理を行うことが
必要なこと、およびスラブの手入れ量を減少するには酸
化スケールおよびサブスケールに亀裂を入れるために鋳
塊およびスラブの最終均熱後に10%以上の圧下率で分
塊圧延あるいは鍛造することが有効であることを見出し
た。Means for Solving the Problems The present inventors have proposed Fe-N
As a result of various studies on the etching properties of the i-type low thermal expansion alloy thin plate, the above-described streak unevenness is caused by Ni segregation. In order to improve Ni segregation, a total heating time of 1200 ° C. or more at a heating temperature of not less than 20 hours or more To reduce the amount of slab care required, and to reduce the amount of slab care required to reduce cracks in the oxide scale and subscale. It has been found that rolling or forging is effective.
【0019】図1は、Fe−36wt%Ni合金材(ア
ンバー材)において、鋼塊あるいはスラブの均熱条件
と、その中のNi偏析度との関係を示した図である。加
熱温度が高いほど加熱時間が長いほどNi偏析度は小さ
くなることが示されている。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the soaking condition of a steel ingot or a slab and the degree of Ni segregation therein in a Fe-36 wt% Ni alloy material (amber material). It is shown that the higher the heating temperature, the longer the heating time, the smaller the Ni segregation degree.
【0020】一方、Fe−Ni合金を高温で酸化すると
表面には酸化鉄が層状に成長し、合金内部には金属/酸
化物混合部と粒界酸化部からなるサブスケールが成長す
る(引用文献 松野二三朗,錦田俊一:鉄と鋼,Vo
l.68(1982)P109〜116,草開清志,土
岐浩之,石黒隆義、大岡耕之:鉄と鋼,Vol.74
(1988)P119〜126)。On the other hand, when the Fe—Ni alloy is oxidized at a high temperature, iron oxide grows in a layer on the surface, and a subscale consisting of a mixed metal / oxide portion and a grain boundary oxide portion grows inside the alloy (Cited Document). Nisaburo Matsuno, Shunichi Nishida: Iron and Steel, Vo
l. 68 (1982) P109-116, Kiyoshi Kusakai, Hiroyuki Toki, Takayoshi Ishiguro, Koji Ooka: Iron and Steel, Vol. 74
(1988) P119-126).
【0021】図2にスラブにおける酸化鉄とサブスケー
ルの模式図を示す。表面の酸化鉄は次工程の熱間圧延で
剥離するが、サブスケールは熱延鋼板に埋め込まれ島状
に点在し、冷間圧延時に合金とサブスケールの伸び率の
差が生じて表面疵となるため、グラインダー研削や酸洗
によるスラブ手入によって、サブスケールを除去する必
要があることがわかる。FIG. 2 is a schematic diagram of iron oxide and subscale in the slab. The iron oxide on the surface peels off in the next step of hot rolling, but the sub-scale is embedded in the hot-rolled steel sheet and is scattered in islands, causing a difference in elongation between the alloy and the sub-scale during cold rolling, resulting in surface flaws. Therefore, it is understood that it is necessary to remove the sub-scale by slab care by grinder grinding or pickling.
【0022】図3に均熱後の圧下率とサブスケール厚の
関係を示す。粒界酸化部が鋼板内部に最も伸びるが、圧
下率が大きくなるほどサブスケール厚(粒界酸化部の厚
さ)が薄くなることが示されている。最終の均熱後10
%以上の圧下を加えることによって均熱処理により伸び
た粒界酸化部を曲げるとともに、金属/酸化物混合部あ
るいは金属部と粒界酸化部との伸び率が異なり亀裂を生
ずるため、サブスケールが割れやすくなり、スラブ手入
れの負荷が軽減される。FIG. 3 shows the relationship between the reduction ratio after soaking and the thickness of the sub-scale. It is shown that the grain boundary oxidized portion extends most inside the steel sheet, but the sub-scale thickness (the thickness of the grain boundary oxidized portion) decreases as the rolling reduction increases. 10 after final soaking
% Or more, the grain boundary oxidized portion extended by the soaking process is bent, and the elongation rate between the metal / oxide mixed portion or the metal portion and the grain boundary oxidized portion is different to cause a crack. And the load of slab care is reduced.
【0023】本発明はこのような知見に基づいて完成さ
れたものであり、第1に、Ni:30〜50wt%を含
有するFe−Ni系合金からなり、造塊法で溶製された
鋼塊または連続鋳造法により溶製されたスラブに対して
1200℃以上の加熱温度でトータル20時間以上の均
熱処理を行い、鋼塊またはスラブの最終均熱後に10%
以上の圧下率で分塊圧延あるいは鍛造し、その後熱間圧
延および冷間圧延することを特徴とする、偏析抑制効果
と酸化層抑制効果に優れた電子部品用低熱膨張合金薄板
の製造方法を提供するものである。The present invention has been completed on the basis of these findings. First, a steel made of an Fe-Ni-based alloy containing 30 to 50 wt% of Ni and produced by an ingot-making method. The ingot or the slab produced by continuous casting is subjected to a soaking heat treatment at a heating temperature of 1200 ° C. or more for a total of 20 hours or more, and after the final soaking of the steel ingot or slab, 10%
The present invention provides a method for producing a low thermal expansion alloy sheet for electronic components, which is excellent in segregation suppression effect and oxide layer suppression effect, characterized by performing slab rolling or forging at the above reduction ratio, followed by hot rolling and cold rolling. Is what you do.
【0024】また、第2に、Ni:20〜40wt%、
Co:7wt%以下を含有し、かつNi+Coが27〜
40wt%であるFe−Ni−Co系合金からなり、造
塊法で溶製された鋼塊または連続鋳造法により溶製され
たスラブに対して1200℃以上の加熱温度でトータル
20時間以上の均熱処理を行い、鋼塊またはスラブの最
終均熱後に10%以上の圧下率で分塊圧延あるいは鍛造
し、その後熱間圧延および冷間圧延することを特徴とす
る、偏析抑制効果と酸化層抑制効果に優れた電子部品用
低熱膨張合金薄板の製造方法を提供するものである。Second, Ni: 20 to 40 wt%,
Co: contains 7 wt% or less, and Ni + Co is 27 to
40% by weight of a Fe-Ni-Co-based alloy, and a steel ingot ingot by the ingot method or a slab ingot by the continuous casting method at a heating temperature of 1200 ° C or more for a total of 20 hours or more. After the final soaking of the steel ingot or slab, it is subjected to slab rolling or forging at a rolling reduction of 10% or more, followed by hot rolling and cold rolling. It is intended to provide a method for producing a low thermal expansion alloy thin plate for electronic parts which is excellent in electronic components.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明においては、電子部品の性能を低下させる
寸法変化や位置ずれが生じないような十分な低熱膨張性
を得るために、Niを30〜45wt%を含有するFe
−Ni系合金を用いる。このような合金を用いることに
より、室温〜100℃の平均熱膨張係数が2.0×10
-6/℃以下の低熱膨張が実現される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, in order to obtain a sufficiently low thermal expansion property so as not to cause a dimensional change or a positional shift that deteriorates the performance of an electronic component, Fe containing 30 to 45 wt% of Ni is used.
-Use a Ni-based alloy. By using such an alloy, the average coefficient of thermal expansion from room temperature to 100 ° C. is 2.0 × 10
Low thermal expansion of -6 / ° C or less is realized.
【0026】また、本発明の他の形態においては、7w
t%以下のCoを添加したFe−Ni−Co系合金を用
いる。この場合には、Ni:20〜40wt%、Co:
7wt%以下を含有し、かつNi+Coが27〜40w
t%である。このような組成の合金を用いることによ
り、上記Fe−Ni系合金と同様の低熱膨張性を得るこ
とができる。Coが7wt%を超えるとエッチング性が
著しく低下するため、Co量の上限を7wt%とする。In another embodiment of the present invention, 7w
An Fe-Ni-Co alloy to which t or less Co is added is used. In this case, Ni: 20 to 40 wt%, Co:
7 wt% or less, and Ni + Co is 27 to 40 w
t%. By using an alloy having such a composition, the same low thermal expansion property as that of the above-described Fe—Ni-based alloy can be obtained. If the Co content exceeds 7 wt%, the etching property is remarkably reduced. Therefore, the upper limit of the Co content is set to 7 wt%.
【0027】本発明の合金は、上記元素の他に、本発明
の効果が損なわれない範囲であればSi、Mn、B、
N、Oを含有してもよいが、Si≦0.07wt%、M
n≦0.5wt%、B≦0.02wt%、N≦0.00
5wt%、O≦0.002wt%の範囲に制限すること
が望ましい。[0027] In addition to the above-mentioned elements, the alloy of the present invention contains Si, Mn, B, and so on as long as the effects of the present invention are not impaired.
Although N and O may be contained, Si ≦ 0.07 wt%, M
n ≦ 0.5 wt%, B ≦ 0.02 wt%, N ≦ 0.00
It is desirable to limit the range to 5 wt% and O ≦ 0.002 wt%.
【0028】これらの元素のうち、Siは溶鋼の脱酸元
素として使用することができるが、過剰に存在すると黒
化処理において板表層に濃化し、均質で黒色の酸化膜形
成を阻害するため0.07wt%以下であることが望ま
しい。Mnは良好な熱間加工性を確保する上で有用であ
るが、過剰に存在するとエッチング性を低下させ、また
黒化処理において板の表層に濃化し、均質で黒色の酸化
膜形成を阻害するため、0.5wt%以下であることが
望ましい。Bは熱間加工性の向上やスケール生成を抑制
する効果があるが、過剰に存在すると黒化処理において
板の表層に濃化し、均質で黒色の酸化膜形成を阻害する
ため、0.02wt%以下とすることが望ましい。Nは
プレス加工性の劣化やエッチング性の劣化をもたらすた
め、0.005wt%以下とすることが望ましい。Oは
プレス前の軟質化焼鈍時に結晶粒の成長を阻害し、プレ
ス成形性を劣化させるので、0.002wt%以下であ
ることが望ましい。Of these elements, Si can be used as a deoxidizing element for molten steel. However, if it is present in excess, it is concentrated in the surface layer of the sheet during the blackening treatment and hinders the formation of a homogeneous black oxide film. It is desirably 0.07 wt% or less. Mn is useful for ensuring good hot workability, but when present excessively, it lowers the etching property, and in the blackening treatment, it concentrates on the surface layer of the plate, hindering the formation of a uniform and black oxide film. Therefore, the content is desirably 0.5 wt% or less. B has the effect of improving hot workability and suppressing scale formation. However, if B is excessively present, it is concentrated on the surface layer of the plate during the blackening treatment and inhibits the formation of a uniform black oxide film. It is desirable to make the following. Since N causes deterioration of press workability and etching property, it is preferable to set N to 0.005 wt% or less. O inhibits the growth of crystal grains during softening annealing before pressing and degrades the press formability. Therefore, the content of O is preferably 0.002 wt% or less.
【0029】上記成分組成の低熱膨張合金薄板を得るた
めに、本発明においては、まず、上記成分組成の合金を
転炉または電気炉で溶解し、連続鋳造法あるいは造塊法
でスラブ(連続鋳造法の場合)または鋼塊(造塊法の場
合)を製造する。これを1200℃以上でトータル20
時間以上の熱処理条件で均熱処理し、最終均熱後、10
%以上の圧下率で分塊圧延あるいは鍛造を行って厚さ1
20〜300mmとする。In order to obtain a low-thermal-expansion alloy sheet having the above-mentioned composition, in the present invention, first, an alloy having the above-mentioned composition is melted in a converter or an electric furnace and then slab (continuously cast) by a continuous casting method or an ingot casting method. Method (in the case of the ingot casting method) or ingot (in the case of the ingot making method). This is a total of 20
Heat treatment under heat treatment condition for more than 10 hours
Rolling or forging with a rolling reduction of at least
20 to 300 mm.
【0030】このように、上記成分組成の鋼塊またはス
ラブに対し1200℃以上の加熱温度でトータル20時
間以上の均熱処理を行うのは、均熱処理の加熱温度が1
200℃未満あるいはトータルの加熱時間が20時間未
満では、Ni偏析の拡散効果が小さく、スジむら等のエ
ッチング不良が発生しやすくなり、画像の局部的な鮮明
度の低下をもたらすからである。As described above, the soaking of the steel ingot or the slab having the above-mentioned composition at a heating temperature of 1200 ° C. or more for a total of 20 hours or more is performed when the heating temperature of the soaking heat is 1
If the temperature is less than 200 ° C. or the total heating time is less than 20 hours, the diffusion effect of Ni segregation is small, etching defects such as uneven stripes are likely to occur, and the local sharpness of an image is lowered.
【0031】また、最終均熱後に10%以上の圧下率で
分塊圧延あるいは鍛造を行うのは、これにより酸化スケ
ールおよびサブスケールに亀裂を入れ、これらを剥離さ
せて、スラブ手入れ量を低減させるためである。10%
未満の圧下率では粒界酸化部が合金内部に長く伸びてお
り、また粒界酸化部に割れが発生しにくいため、スラブ
手入れ量が増加する。In addition, the reason why slab rolling or forging is performed at a rolling reduction of 10% or more after final soaking is that cracks are formed in the oxide scale and sub-scale and these are peeled off, thereby reducing the amount of slab care. That's why. 10%
If the rolling reduction is less than 1, the grain boundary oxidized portion extends long inside the alloy, and the grain boundary oxidized portion is less likely to crack, so that the amount of slab care increases.
【0032】その後、1050〜1250℃で30分間
以上の熱処理を施し、熱間圧延により厚さ2〜3mmの
熱延鋼板を得る。この熱延鋼板について、冷間圧延と7
50℃以上での焼鈍を2回以上繰り返し、板厚0.10
〜0.25mmの薄板を製造する。この際に、鋼塊から
薄板までの累積圧下率は99.9%以上とする。これに
より、目的とする電子部品用低熱膨張合金薄板が得られ
る。Thereafter, heat treatment is performed at 1050 to 1250 ° C. for 30 minutes or more, and a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2 to 3 mm is obtained by hot rolling. About this hot rolled steel sheet, cold rolling and 7
Annealing at 50 ° C. or more is repeated twice or more to obtain a sheet thickness of 0.10
Produce thin plates of ~ 0.25 mm. At this time, the cumulative draft from the steel ingot to the thin plate is 99.9% or more. As a result, the desired low thermal expansion alloy thin plate for electronic components can be obtained.
【0033】なお、本発明においては、最終均熱処理の
後に、スケールを剥離させるために必ず10%以上の圧
下率で分塊圧延または鍛造を行うものであり、このよう
な条件を満たしている限り、その形態は問わず、最初の
均熱処理の後の形状制御のための分塊圧延または鍛造に
このような機能をもたせてもよい。しかし、一回目の均
熱処理の後、1回または複数回の形状制御のための分塊
圧延または鍛造を行い、その後最終均熱処理を施し、最
後にスケール剥離のための分塊圧延または鍛造を行うよ
うにすることが好ましい。In the present invention, after the final soaking treatment, slab rolling or forging is always performed at a rolling reduction of 10% or more in order to peel off the scale. Regardless of its form, such a function may be provided to slab rolling or forging for shape control after the first soaking. However, after the first soaking, one or more rounds of forging or forging for shape control are performed, followed by a final soaking, and finally a rounding or forging for scale exfoliation. It is preferable to do so.
【0034】本発明は、エッチング加工される電子部品
用の合金薄板全般を対象とするが、特に高精度のエッチ
ング加工と低熱膨張性が要求されるエッチング加工によ
る孔ピッチが300μm以下のシャドウマスク用素材の
製造方法として好適である。本発明における低熱膨張特
性を有するFe−Ni系またはFe−Ni−Co系合金
薄板を素材とするシャドウマスクは、熱膨張による位置
ずれが少ないので、これを用いたブラウン管の画像は一
段と鮮明になる。The present invention is generally applied to an alloy thin plate for an electronic component to be etched. In particular, the present invention is applied to a shadow mask having a hole pitch of 300 μm or less by an etching process requiring high precision etching and low thermal expansion. It is suitable as a method for producing a material. In the present invention, the shadow mask made of a Fe-Ni-based or Fe-Ni-Co-based alloy thin plate having a low thermal expansion characteristic has a small displacement due to thermal expansion, so that an image of a cathode ray tube using the same is sharper. .
【0035】[0035]
【実施例】以下、本発明の合金薄板をシャドウマスク用
素材として使用する場合の実施例について説明する。表
1に本実施例で用いた鋼の化学成分組成を示す。ここで
はシャドウマスク用素材として必要な低熱膨張特性、黒
化処理性およびプレス成形性が得られるA〜Dの3種類
を溶製した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the alloy thin plate of the present invention is used as a material for a shadow mask will be described below. Table 1 shows the chemical composition of the steel used in this example. Here, three types A to D, which can obtain low thermal expansion characteristics, blackening properties and press moldability required as a material for a shadow mask, were melted.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】これらの鋼を溶製した鋼塊およびスラブに
対して1100〜1300℃で5〜60時間の均熱処理
を施し、その後最終均熱後の圧下率が10%以上となる
ように分塊圧延あるいは鍛造を行った。引き続き105
0〜1150℃で1〜5時間の熱処理を行い、その後熱
間圧延して厚さ2.0〜4.0mmの熱延鋼板を得た。
さらに冷間圧延と700℃以上の温度での焼鈍を2から
4回行い、板厚0.10〜0.25mmの表2に示す薄
板No.1〜20を製造した。なお、No.1〜15が
本発明例であり、No.16〜20が比較例である。The ingots and slabs produced from these ingots are subjected to a soaking treatment at 1100 to 1300 ° C. for 5 to 60 hours, and thereafter, the ingot is subjected to a soot reduction so that the rolling reduction after the final soaking becomes 10% or more. Rolled or forged. Continue 105
Heat treatment was performed at 0 to 1150 ° C. for 1 to 5 hours, and then hot rolling was performed to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.0 to 4.0 mm.
Further, cold rolling and annealing at a temperature of 700 ° C. or more were performed 2 to 4 times to obtain a thin sheet No. 1 having a thickness of 0.10 to 0.25 mm shown in Table 2. 1-20 were produced. In addition, No. Nos. 1 to 15 are examples of the present invention. 16 to 20 are comparative examples.
【0038】これらNo.1〜20の薄板を製造した際
の、鋼塊およびスラブの均熱条件の均熱条件および圧下
率を表2に示す。これらの鋼塊およびスラブを使用して
製造した薄板について粒界酸化部の深さ、スラブ手入れ
負荷、Ni偏析度およびエッチング不良の有無を評価し
た。その結果を表3に示す。These Nos. Table 2 shows the soaking conditions and rolling reduction of the soaking conditions of the steel ingot and the slab when the thin plates of 1 to 20 were manufactured. The depth of the grain boundary oxidized portion, the slab care load, the degree of Ni segregation, and the presence / absence of poor etching were evaluated for thin plates manufactured using these ingots and slabs. Table 3 shows the results.
【0039】[0039]
【表2】 [Table 2]
【0040】[0040]
【表3】 [Table 3]
【0041】エッチング性の評価は電子ビーム通過孔の
孔径が110μmφ、孔ピッチ250μmであるフォト
マスクを使用してフォトエッチング穿孔試験を行い、加
工後のシャドウマスクの外観についてスジむら等のエッ
チング不良の有無と加工精度を判定した。このときのフ
ォトエッチングは、液温60℃、47ボーメ濃度の塩化
第二鉄水溶液をスプレー圧2.0kgf/cm2でスプ
レー処理する条件で行った。エッチング不良の有無は、
一方向光源を用いた透過光および反射光による目視観察
によって判定した。The etching performance was evaluated by performing a photoetching test using a photomask having an electron beam passing hole diameter of 110 μmφ and a hole pitch of 250 μm. Presence and processing accuracy were determined. The photoetching at this time was performed under the conditions of spraying an aqueous solution of ferric chloride having a solution temperature of 60 ° C. and a concentration of 47 Baume at a spray pressure of 2.0 kgf / cm 2 . Whether there is an etching defect
It was determined by visual observation using transmitted light and reflected light using a one-way light source.
【0042】表3に示すように、本発明例であるNo.
1〜15ではスラブ手入れ負荷が小さく、スジむらが微
小の低熱膨張合金薄板が得られた。これに対して、比較
例であるNo.16,19はいずれもNi偏析に伴うス
ジむらを生じた。また比較例であるNo.17,18,
20はいずれも粒界酸化部の厚さが大きく、スラブ手入
れ負荷が大きかった。As shown in Table 3, the sample No. 1 of the present invention was used.
In Nos. 1 to 15, slab care load was small, and a low thermal expansion alloy thin plate with minute uneven streaks was obtained. On the other hand, in Comparative Example No. In each of Nos. 16 and 19, streak unevenness occurred due to Ni segregation. In addition, in Comparative Example No. 17, 18,
No. 20, the thickness of the grain boundary oxidized portion was large, and the slab care load was large.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定組成のFe−Ni系合金またはFe−Ni−Co系
合金を素材として用い、均熱処理条件と最終均熱処理後
の圧下率を所定の範囲に規定することにより、スジむら
等のエッチング不良を防止することができるとともに、
酸化スケールおよびサブスケールを抑制することができ
る電子部品用低熱膨張合金の製造方法が提供される。本
発明の方法によって製造された電子部品用低熱膨張合金
薄板は、特に高精度の加工が必要なコンピューターディ
スプレイに使用されるシャドウマスク用素材として好適
である。As described above, according to the present invention,
Prevents etching defects such as uneven stripes by using a Fe-Ni-based alloy or Fe-Ni-Co-based alloy of a specific composition as a raw material and defining the soaking conditions and the rolling reduction after the final soaking in a predetermined range. Be able to
Provided is a method for manufacturing a low thermal expansion alloy for electronic components that can suppress an oxide scale and a subscale. The low-thermal-expansion alloy thin plate for electronic components manufactured by the method of the present invention is particularly suitable as a material for a shadow mask used for a computer display requiring high-precision processing.
【図1】Fe−36wt%Ni合金材(アンバー材)に
おいて、鋼塊あるいはスラブの均熱条件と、その中のN
i偏析度との関係を示した図。FIG. 1 shows a soaking condition of a steel ingot or a slab and an N content in a Fe-36 wt% Ni alloy material (amber material).
The figure which showed the relationship with i segregation degree.
【図2】Fe−Ni合金スラブにおける酸化鉄とサブス
ケールの模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of iron oxide and a subscale in an Fe—Ni alloy slab.
【図3】Fe−Ni合金スラブの均熱後の圧下率とサブ
スケール厚さ(粒界酸化部深さ)との関係を示す図。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a reduction ratio after soaking of a Fe—Ni alloy slab and a subscale thickness (grain boundary oxidized portion depth).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 内野 知彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 尾崎 大介 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山村 直一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masaki Omura 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Tomohiko Uchino 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun (72) Inventor Daisuke Ozaki 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Naoichi Yamamura 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (2)
−Ni系合金からなり、造塊法で溶製された鋼塊または
連続鋳造法により溶製されたスラブに対して1200℃
以上の加熱温度でトータル20時間以上の均熱処理を行
い、鋼塊またはスラブの最終均熱後に10%以上の圧下
率で分塊圧延あるいは鍛造し、その後熱間圧延および冷
間圧延することを特徴とする、偏析抑制効果と酸化層抑
制効果に優れた電子部品用低熱膨張合金薄板の製造方
法。1. Fe containing Ni: 30 to 50 wt%
1200 ° C. for a steel ingot formed by an ingot-making method or a slab manufactured by a continuous casting method
A total of 20 hours or more of heat treatment is performed at the above heating temperature, and after the final soaking of the steel ingot or slab, slab rolling or forging is performed at a rolling reduction of 10% or more, followed by hot rolling and cold rolling. A method for producing a low-thermal-expansion alloy sheet for electronic components, which is excellent in segregation suppression effect and oxide layer suppression effect.
%以下を含有し、かつNi+Coが27〜40wt%で
あるFe−Ni−Co系合金からなり、造塊法で溶製さ
れた鋼塊または連続鋳造法により溶製されたスラブに対
して1200℃以上の加熱温度でトータル20時間以上
の均熱処理を行い、鋼塊またはスラブの最終均熱後に1
0%以上の圧下率で分塊圧延あるいは鍛造し、その後熱
間圧延および冷間圧延することを特徴とする、偏析抑制
効果と酸化層抑制効果に優れた電子部品用低熱膨張合金
薄板の製造方法。2. Ni: 20 to 40 wt%, Co: 7 wt%
% Of Ni + Co is 27 to 40 wt%, and is 1200 ° C. for a steel ingot produced by the ingot-making method or a slab produced by the continuous casting method. Perform a soaking heat treatment at the above heating temperature for a total of 20 hours or more.
A method for producing a low thermal expansion alloy sheet for electronic components having excellent segregation suppressing effect and oxide layer suppressing effect, characterized by performing slab rolling or forging at a rolling reduction of 0% or more, followed by hot rolling and cold rolling. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9222023A JPH1150145A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Production of low thermal expansion alloy sheet for electronic parts, excellent in segregation inhibiting effect and oxide layer inhibiting effect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9222023A JPH1150145A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Production of low thermal expansion alloy sheet for electronic parts, excellent in segregation inhibiting effect and oxide layer inhibiting effect |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1150145A true JPH1150145A (en) | 1999-02-23 |
Family
ID=16775897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9222023A Pending JPH1150145A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Production of low thermal expansion alloy sheet for electronic parts, excellent in segregation inhibiting effect and oxide layer inhibiting effect |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1150145A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016011451A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 新報国製鉄株式会社 | Ultra low thermal expansion alloy and manufacturing method therefor |
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1997
- 1997-08-05 JP JP9222023A patent/JPH1150145A/en active Pending
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