JPS62120431A - シヤドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （目　的） 本発明はカラーテレビ用受像管に用いられるシャドウマ
スクの製造方法に関する。

（従来技術及び問題点） 一般にカラーテレビ受像管用シャドウマスク材には低炭
素リムド冷延鋼板や低炭素Δｌキルト冷延鋼板が用いら
れているが、最近これらの材料より低熱膨張特性を有し
ているＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金が提案され、工業上の
使用も試みられている。

カラー受像管を動作させた際、シャドウマスクの開孔を
通過する電子ビームは全体の１／３以下であり、残りの
電子ビームはシャドウマスクに射突してシャドウマスク
は時として８０℃にも達する程に加熱される。　この際
シャドウマスクの熱膨張によって色純度の低下が生じる
オ）けであるが。

Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ系アンバー合金の使用によりこの熱膨
張を軽減しようというものである。

しかし、このＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系アンバー合金はプレス
成型性の悪さ、耐共振性の悪さと耐座屈性の悪さという
欠点を持っており、実用化の大きな障害となっている。

そこで、本発明者らはＣｒを含有させることによりプレ
ス成型性、耐共振性、耐座屈性を改善したＦｅ−Ｎｉ−
Ｃｒ系アンバー合金を発明した。

ところが、このＦ　ａ　−Ｎ　ｉ　−Ｃｒ系アンバー合
金はプレス成型性、耐共振性、耐座屈性の点で著しい改
善が見られたが、熱膨張係数は従来のＦｅ−Ｎｉ系アン
バー合金に比べて若干劣っていた。

しかるに、最近のカラー受像管の高精細度化が進められ
ている中ではこのような改良型のＦｅ−Ｎ　ｉ　−Ｃｒ
系アンバー合金であっても熱膨張係数の低下の不十分さ
が指摘される状況にある。したがって、Ｆｅ−Ｎｉ系ア
ンバー合金、Ｆ　ｅ　−Ｎ　１−Ｃｒ系アンバー合金の
どちらの合金を用いても、満足できるカラー受像管の製
造が実現できていない状態である１本発明を提示するに
当り、これらのＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金及びＦ　＜！
−Ｎ　ｉ　−（”、　ｒ系アンバー合金の持つ問題点を
さらに）Ｌ体的に述べる。

まず、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の問題点であるが、第
１はプレス成型性の悪さである。一般にシャドウマスク
の製造は、おおよそエツチングによる穿孔する工程とプ
レス成型性を付１テする工程と、その他点化処理等の工
程からなるが、Ｆｅ−Ｎｊ系アンバー合金はＡ１キルド
鋼やリムド鋼やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金とは焼
鈍軟化特性が異なり１通常の焼鈍では十分に耐力が低下
しないという問題が生じる。その結果、スプリングバッ
クが生じ形状に微妙な狂いを生じるうえに、局部的な歪
みが残留するため球面成型性が劣ってしまう＊　Ｆ　ｅ
　−Ｎ　ｘ系アンバー合金の場合、１゜００℃以上の高
温で焼鈍を行っても耐力は２４．　ｋｇ／ｍ”位までし
か低下せず、金型等のプレス条件をいろいろ変えてみて
も成型性を向−ヒさせることが難しい。工業的に安定し
てプレス成型ができ、良好なシャドウマスクを得るため
には、プレス成型前の耐力が２０ｋｇ／ｍｍ”以下であ
ることが必要とされている。

第２は、耐共振性の悪さである。共振現象とはシャドウ
マスクをカラー受像管に組立てた際、スピーカーの音等
の外部振動によりシャ・ドウマスク自体が共振してしま
う現象であり、その結果、シャドウマスクの孔と電子ビ
ームの微妙な位置関係がずれ、色純度の低下につながる
ものである。従来からＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金は、低
周波数で共振し、また振動の減衰も遅いことが問題とな
っていたが、その原因は次の２点である。１点目は、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系アンバー合金のヤング率が低いことで、ヤン
グ率が低いことが共振周波数を低下させている。２点目
は、第１の問題点と共通するところもあるが、球面成型
性が悪いことである。すなわち、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー
合金は、プレス成型性が悪く球面成型性が劣るため、成
型後の球面に局部的な歪が残留し、さらには局部的なへ
こみやたるみが生じ、これがマスク全体の振動の減衰を
著しく遅らせるＩｉＮ因となっている。なお、最近の本
発明者らの研究によると、耐共振性にはヤング率よりも
むしろ球面成型性の方が大きく影響を及ぼすことが確認
されている。

第３は、耐Ｍ　Ａ−１１性の悪さである。座屈というの
は特にシャドウマスクが大型の場合に問題とされており
、成型後シャドウマスクの特に中央部がカラー受像管組
立て時のわずかな？＃撃や応力でヘタリを生じるもので
あり、ヤング率が低く、結晶粒が大きいほど座屈しやす
い、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金は耐力の低下を狙うため
高温での焼鈍を行わざるを得す、このため結晶粒が粗大
化してしまい、また上記のようにヤング率も低いので座
屈が一層おこりやすくなっている。

次にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金の問題点であるが
、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アンバー合金は適切な焼鈍により
耐力は２０ｋｇ／ａａ”以下に低下し、また、ヤング率
もＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金より高いため、プレス成型
性、耐共振性とも問題はない。　しかし、　Ｃｒを含有
するため熱膨張係数（！３Ｏ−ｔｏｏ＝　３．０〜６．
ＯＸ　１０″″／℃となり、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金
の（Ｚｓｏ−＞ｏｎ　＝　１　、５　Ｘ　１０’／’Ｃ
よりも大きくなってしまう、そのため。

色純度は、従来のＡｌキルド鋼やリムド鋼に比べれば大
幅に向上しているものの、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金に
比べるとまだ不十分といわざるを得ない。前述のように
今後、さらに高精細度化が進むことが予想されるので熱
膨張係数はα、。−１゜。が本発明者らは、かかる点に
鑑み種々の研究を行った結果、これらの要求特性を満足
する合金として先にＦｅ−Ｎ１−Ｃｒ−Ｇｏ系銑鉄基合
金提案したが、この合金を用いてシャドウマスクとして
さらに適した特性を付与せしめるためにはある限定され
た条件があることを見出した。それは上記合金板をエツ
チング穿孔により多数の開孔を設けた後プレス成型性を
付与するための焼鈍に関するもので、耐力と結晶粒度の
両方を制御することにより、優れたプレス成型性を付与
し、かつプレス後のシャドウマスクにおいては共振や座
屈の心配がない良好な特性を示すものである。すなわち
、重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下、Ａ
１．０．３０％以下、Ｍ　ｎ　０　、１〜１　、０％、
Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｔ＝１゜０〜４．０％、Ｃｏ２゜
０〜５．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鉄
基合金板をエツチング穿孔により多数の開孔を設けた後
、８００〜１１００℃の温度で５〜６０分間非酸化性雰
囲気中で焼鈍を行うことを特徴とするシャドウマスクの
製造方法及び重量％でＣ０，１，０％以下、Ｓｉ０．３
０％以下、ＡＬｏ。

３０％以下、Ｍ　ｎ　０　、１〜１　、０％、Ｎ１３０
−３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０−５゜０
％及びＴｉ、Ｚｒ、Ｍ０．Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅのうち１
種または２種以上を総計で０．０１〜１゜０％含み、残
部Ｆｅ及び不避的不純物からなる鉄基合金板をエツチン
グ穿孔により多数の開孔を設けた後、８００〜１１００
℃の温度で５〜６０分間非酸化性雰囲気中で焼鈍を行う
ことを特徴とするシャドウマスクの製造方法に関する。

（発明の詳細な説明） 次に本発明における成分の限定理由を述べる。

ＣＴＣが０．１０％を超えると熱膨張係数が高くなる。

また、鉄炭化物の生成のためエツチング性が阻害されシ
ャドウマスクに適さない、よってＣは０．１０％以下と
する。

ｓｉ；ｓｉは脱酸目的に添加するものであるが、０．３
０％を超えて含有すると合金の硬さを増し、焼鈍後の耐
力の低下が十分でない。よってＳｉは０．３０％以下と
する。

Ａｔ；ＡｌもＳｉと同様に脱酸目的であり、０．３０％
を超えて含有すると焼鈍後に十分に低い耐力が得られな
い。よってＡ１は０．３０％以下とする。

Ｍ　ｎ　；　Ｍ　ｎは脱酸目的と熱間加工性を付与する
目的とで添加するが、０．１％より少ないと効果がなく
、１．０％を超えて含有すると熱膨張係数が上昇し、焼
鈍後の耐力の低下も十分でない、よって、その成分範囲
を０．１〜１．０％とする。

Ｎｉ；Ｎｉ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色純度の低下につながる。

Ｎｉを３４％を超えて含有すると後述するＧｏの効果が
ほとんどなく、熱膨張係数が小さくならないためその成
分範囲を３０〜：３４％とする。

Ｃｒ；Ｃｒは焼鈍後の耐力を低下させ、またヤング率を
上昇させる。Ｃｒの含有量が１．０％より少ないと耐力
の低下が十分でなく、ヤング率もほとんど上昇しない、
Ｃｒを４．０％を超えて含有すると熱膨張係数が大きく
なりすぎる。よって、その成分範囲を１．０〜４．０％
とする。

Ｃｏ：Ｃｏは熱膨張係数を小さくし、耐力を上昇させ、
ヤング率を低下させる。Ｇｏ含有址が２．０％より少な
いと熱膨張係数が大きすぎ、５．０％を超えると耐力が
高くなりすぎ、ヤング率が低くなりすぎる。よって、そ
の成分範囲を２．０〜５．０％とする。

Ｔｉ、　Ｚｒ、Ｍ０．Ｎｂ、　　Ｂ、Ｖ、　　Ｂｅ　　
；−これらの元素はヤング率の上昇及び結晶粒の微細化
を目的とし、耐共振性、耐座屈性を向」―せしめる。

その効果が０．０１％以上で現れる。また１合計で１．
０％を超えて含有すると合金が硬度を増し。

その結果焼鈍後の耐力の低下が十分でなく、熱膨張係数
も上昇する。よって、その成分範囲を０゜０１〜１．０
％とする。

焼鈍温度が８００℃より低い場合プレス成型性を良好に
せしめることは実際的に不可能であり。

また、焼鈍温度が１１００℃より高い場合は、結晶粒が
粗大化する傾向にあるうえに安定性に欠け、しかも高温
に加熱しなければならないのでコスト高となる。また、
焼鈍時間が５分より短い場合にはフラットマスク全体の
特性値の均一性に問題があり、焼鈍時間が６０分より長
い場合にはコスト高となり生産性も悪く実際的でない、
また、焼鈍の雰囲気が酸化性雰囲気の場合１表面及び粒
界の酸化が生じるため表面性状が悪くなりシャドウマス
クとして適さない、したがって、焼鈍雰囲気は非酸化性
雰囲気とする必要がある。

以下に実施例を示し、本発明を説明する。

（実施例） 供試材は真空溶解、鋳造後鍛造、熱間圧延、酸洗、冷間
圧延、焼鈍、冷間圧延の工程で製造し、板厚０．１５ｍ
ｍの冷延板としてものであり、４種の成分のものを用い
た。この供試材の成分を第１表に示す。

（Ｖ下ｆ瀞 第１表 供試材を脱脂後、レジスト液を塗布、乾燥、現像、焼き
付は等の工程を経てエツチング穿孔により多数の開孔を
設けた後、種々の条件で焼鈍を施したうえで、プレス成
型性、耐共振性、耐座屈性を調査した。この際の焼鈍条
件及び調査結果を第２表に示した。

以下余白 第２表 （Ｏ印良好、　ｘ印不良） 第２表の結果から、本発明例１〜・１２の焼鈍条件にお
いては、プレス成型性、耐共振性、耐座屈性とも良好で
あることが明らかである。比較例１３〜２０においては
、焼鈍温度が低すぎたり、高すぎたり、焼鈍時間が十分
でなかったりするためシャドウマスクとして１分満足な
特性を付与することができない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   ０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鉄基合金板
   をエッチング穿孔により多数の開孔を設けた後、８００
   〜１１００℃の温度で５〜６０分間非酸化性雰囲気中で
   焼鈍を行うことを特徴とするシャドウマスクの製造方法
   。
2. （２）重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以下
   、Ａｌ０．３０％以下、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｎｉ３
   ０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．
   ０％及びＴｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｂｅのうち
   １種または２種以上を総計で０．０１〜１．０％含み、
   残部Ｆｅ及び不避的不純物からなる鉄基合金板をエッチ
   ング穿孔により多数の開孔を設けた後、８００〜１１０
   ０℃の温度で５〜６０分間非酸化性雰囲気中で焼鈍を行
   うことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。