JPS62120432A

JPS62120432A - シヤドウマスクの製造方法

Info

Publication number: JPS62120432A
Application number: JP25772785A
Authority: JP
Inventors: Norio Yuki; 典夫結城; Morinori Kamio; 守則神尾; Masahiro Tsuji; 正博辻
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1987-06-01

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Ａ１キルド冷延鋼板が用いら
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
わけであるが、Ｆｅ−Ｎｉ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Ｆａ−Ｎｉ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−Ｎ１−
Ｃａｒ系アファンバー合金明した。

ところが、このＦｅ−Ｎｉ−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Ｆａ−Ｎｉ−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、Ｆｅ−Ｎｉ−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。本発明を提示するに当り、これ
らのＦａ−Ｎｉ系アンバー合金及びＦ　ｅ−Ｎ　ｉ−Ｃ
ｒ系アンバー合金の持つ問題点をさらに具体的に述べる
。

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
レス成型性を付与する工程と、その他点化処理等の工程
からなるが、Ｆｅ−Ｎｉ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、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
、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の場合、１０００℃以上の
高温で焼鈍を行っても耐力は２４ｋｇ／ｍｍ”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
も成型性を向上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／ａｍ”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、Ｆｅ
−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
しく遅らせる原因となっている。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、耐座屈性の悪さである。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ＷＲ’ｌｌや応力でヘタリを生じるものであり
、ヤング率が低（、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慢ず、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／ｍ”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α、。−４゜。＝３．０〜６．ＯＸ　
１０４／”Ｃとなり、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の（Ｅ
３１１−ｚｏｏ　＝　１　、５　Ｘ　１０４／℃よりも
大きくなってしまう、そのため、色純度は、従来のＡ１
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、Ｆ　ａ　−Ｎ　ｉ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Ｃ３
゜−ＬＯａが３．０Ｘ１０４／’Ｃ以下であることが望
まれる。

（発明の構成）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−Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｃｏ系鉄基合金を提案したが、この合金は適
正な製造方法で製造することにより、より優れた特性を
引出すことが可能であることを見出したものである。す
なわち、重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０％以
下、Ａｔ０．３０％以下、Ｍ　ｎ　０　、１〜１　、０
％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２
．０〜５．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる
鉄基合金を圧下率２０％以上で最終冷間圧延することを
特徴とするシャドウマスクの製造方法及び重量％でＣ０
，１０％以下、５ｉＯ８３０％以下、ＡＩ０．３０％以
下、Ｍｎ０．１〜１．０％。

Ｎｉ　３０〜３４％、ＣｒＬ。０〜４．０％、Ｇ。

２．０〜５．０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
る鉄基合金を焼鈍により結晶粒度を結晶粒度番号で７．
０以上に調整し、引き続き圧下率２０％以上で最終冷間
圧延する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．ｔ。

％以下、Ｓｉ０．３０％以下、Ａｌ０．３０％以下、Ｍ
　ｎ　０　、１〜１　、０％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ
１．ｏ　〜４．０％、　Ｃｏ２．０〜５．０％、残部Ｆ
ｅ及び不可避的不純物からなる鉄基合金を圧下率４０％
以上で冷間圧延後、焼鈍により結晶粒度を結晶粒度番号
で　７．０以上に調整し、引き続き圧下率２０％以上で
最終冷間圧延することを特徴とするシャドウマスクの製
造方法並びに重量％でＣ０．１０％以下、Ｓｉ０．３０
％以下、Ａｌ０．３０％以下、Ｍ　ｎ　０　、１−１　
、０％、Ｎｉ３０〜３４％、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃ
ｏ２．０〜５．Ｏ％及びＴｉ、Ｚｌ−、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及び不可避的不純物からなる
鉄基合金を圧下率２０％以上で最終冷間圧延することを
特徴とするシャドウマスクの製造方法及び重量％でｃ０
．ｉｏ％以下、Ｓｉ０．３０％以下、Ａｌ０．３０％以
下、Ｍ　ｎ　０　、１〜１　、０％、Ｎｉ３０〜３４％
、Ｃｒ１．０〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．０％及びＴ
ｉ、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
び不可避的不純物からなる鉄基合金を焼鈍により結晶粒
度を結晶粒度番号で７．０以上に調整し、引き続き圧下
率２０％以上で最終冷間圧延する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Ｃ０．１０％以下、
Ｓｉ０．３０％以下、Ａｌ０．３０％以下、Ｍ　ｎ　０
　、１〜１　、０％、Ｎｉ　３０〜３４％、Ｃｒ１．０
〜４．０％、Ｃｏ２．０〜５．０％及びＴｉ、Ｚｒ、Ｍ
０．　　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及び不可避
的不純物からなる鉄基合金を圧下率４０％以上で冷間圧
延後、焼鈍により結晶粒度を結晶粒度番号で７．０以ト
に調整し、引き続き圧下率２０％以上で最終冷間圧延す
ることを特徴とするシャドウマスクの製造方法並びに最
終冷間圧延後３００〜１０００℃の温度で再結晶させな
い熱処理を行う上記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。

Ｃ；Ｃ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。

Ｓ　ｉ’　；　Ｓ　ｉは脱酸目的に添加するものである
が、０．３０％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０．３
０％以下とする。

Ａｌ　；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。Ｃｏ含有量が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、耐座屈性を向上せしめる。

その効果が０．０１％以上で現れる。また５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。

シャドウマスクは一般に板厚０．２ｍｍ以下程度のシャ
ドウマスク材をエツチング穿孔し、フラットマスクを製
造した後焼鈍を施しプレス成型性を付与した上でシャド
ウマスクの形状に球面成型され、その後黒化処理等を施
され製造される。シャドウマスク材の製造工程において
最終冷間圧延の圧下率が十分でない場合シャドウマスク
の製造工程中のプレス成型性を付与する焼鈍で同一の焼
鈍条件では十分に０．２％耐力が低下しない、この限界
が圧下率２０％である。さらに圧下率２０％以上で最終
冷間圧延したシャドウマスク材を用いたシャドウマスク
は同一条件での焼鈍後も圧下率が小さいものにくらべ耐
座屈性、耐共振性にも優れる。

又、最終冷間圧延前の焼鈍で結晶粒を結晶粒度番号で７
．０以上に調整することで上記シャドウマスク製造工程
中の焼鈍後の０．２％耐力は低下しプレス成型性が改善
される。加えて結晶粒が微細化していることでエツチン
グ穿孔時の均質性にも優れている。さらに圧下率４０％
以上の冷間圧延後、焼鈍により結晶粒度を調整、最終冷
間圧延を施すことで熱間圧延等で生じた優先方位の悪影
響を低減することができ、その結果プレス成型性に優れ
たシャドウマスクの製造が可能となる０本発明による製
造方法は通常のＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金の製造方法に
くらべ高圧下率の冷間圧延を施すことになるためエツチ
ング穿孔後の形状不良発生のｉｉＪ能性がある。そこで
最終冷間圧延後に再結晶をさせない熱処理を施すことが
より望ましい。

その際の温度は３００”Ｃより低いと効果がなく１００
０℃を超えると実際上再結晶させない熱処理を施すこと
が難しい。

尚本発明で用いる合金中には不純物としてＯｌＳ、Ｎが
含まれており、そのうちのどれか１つでもＯは０．０１
０％、Ｎは０．００５０％、Ｓは０゜０２０％を超えて
含有するとエツチング穿孔性を害す。

従って本発明内容はｏ０．ｏｉｏ％以下、ＮＯ，００５
０％以下、５Ｏ００２０％以下を含んだものであること
は当然である。

次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、最終冷間圧延、又は熱間圧延までは同一
でそれ以降酸洗、冷間圧延、焼鈍。

冷間圧延後、焼鈍、最終冷間圧延なる工程で板厚０．１
５ｍの冷延板としたものであり、４種の成分のものを用
いた。又一部のものは最終冷間圧延後、再結晶をさせな
い熱処理を施した。供試材の成分を第１表に示す。

第１表又、供試材の冷間圧延の圧下率、焼鈍後の結晶粒度を第
２表に示す。供試材を脱脂後レジスト液を塗布、乾燥、
現象、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９５０’ＣＸｌ０分、２５％Ｈ２−
残Ｎ２の雰囲気中で焼鈍を行い、プレス成型性、耐共振
性、耐座屈性を調査した。調査結果は第２表に併記する
。

以下余白第２表（◎特に良好、○良好、Δやや劣る、ｘ不良）第２表よ
り明らかな様に本発明１−］、４はプレス成型性、耐共
振性、耐座屈性に優れている。特に冷間圧延を圧下率４
０％以−１−で行い、焼鈍で結晶粒度を結晶粒度番号で
７゜０以上とし、圧ド率２０％以上で最終冷間圧延を施
した本発明例１〜１０は特に優れた結果を得ている。な
お、最終冷間圧延後再結晶させない熱処理を施すことで
プレス成型性、耐共振性、耐座屈性を損なうことなくよ
り形状の優れたフラットマスクを製造することが可能で
あった。

比較例１５は最終冷間圧延での圧下率が低いため、プレ
ス成型性、耐共振性、耐座屈性がやや劣り、比較例１６
．１８は焼鈍で結晶粒が若干粗大化しており最終冷間圧
延での圧下率が低いためプレス成型性、耐共振性、耐座
屈性がやや劣る。

比較例１７．１９は冷間圧延の圧下率も十分でなく、焼
鈍により結晶粒も粗大化したためプレス成型性、耐共振
性で劣る。

Claims

【特許請求の範囲】

（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を
圧下率２０％以上で最終冷間圧延することを特徴とする
シャドウマスクの製造方法。
（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％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鉄基合金を
焼鈍により結晶粒度を結晶粒度番号で７．０以上に調整
し、引き続き圧下率２０％以上で最終冷間圧延すること
を特徴とするシャドウマスクの製造方法。
（３）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を
圧下率４０％以上で冷間圧延後、焼鈍により結晶粒度を
結晶粒度番号で７．０以上に調整し、引き続き圧下率２
０％以上で最終冷間圧延することを特徴とするシャドウ
マスクの製造方法。
（４）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及び不可避的不純物からなる鉄基合金を圧下率
２０％以上で最終冷間圧延することを特徴とするシャド
ウマスクの製造方法。
（５）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及び不可避的不純物からなる鉄基合金を焼鈍に
より結晶粒度を結晶粒度番号で７．０以上に調整し、引
き続き圧下率２０％以上で最終冷間圧延することを特徴
とするシャドウマスクの製造方法。
（６）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及び不可避的不純物からなる鉄基合金を圧下率
４０％以上で冷間圧延後、焼鈍により結晶粒度を結晶粒
度番号で７．０以上に調整し、引き続き圧下率２０％以
上で最終冷間圧延することを特徴とするシャドウマスク
の製造方法。
（７）最終冷間圧延後３００〜１０００℃の温度で再結
晶させない熱処理を行う特許請求の範囲（１）〜（６）
記載のシャドウマスクの製造方法。