KR100297041B1

KR100297041B1 - 전자총 전극용 합금

Info

Publication number: KR100297041B1
Application number: KR1019980035335A
Authority: KR
Inventors: 노리오 유끼; 마사히로 쓰지
Original assignee: 사카모토 다까시; 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-08-29
Publication date: 2001-08-07
Also published as: JPH11106873A; KR19990029368A; CN1213012A; CN1081681C; MY124530A; TW476794B

Abstract

개시된 것은 전자총 전극용 합금이다. 하기로 구성된 합금 : 15 내지 20 중량 % 의 Cr ; 9 내지 15 중량 % 의 Ni ; 0.12 중량 % 이하의 C ; 0.005 내지 1.0 중량 % 의 Si ; 0.005 내지 2.5 중량 % 의 Mn ; 0.03 중량 % 이하의 P ; 0.0003 내지 0.0100 중량 % 의 S ; 2.0 중량 % 이하의 Mo ; 0.001 내지 0.2 중량 % 의 Al ; 0.005 중량 % 이하의 O ; 0.1 중량 % 이하의 N ; 0.1 중량 % 이하의 Ti ; 0.1 중량 % 이하의 Nb ; 0.1 중량 % 이하의 V ; 0.1 중량 % 이하의 Zr ; 0.05 중량 % 이하의 Ca ; 0.02 중량 % 이하의 Mg ; 및 나머지 Fe 및 불가피적인 불순물. S 및 Mn 의 함량 뿐 아니라 이전까지 고려되지 않았던 Al, O 등의 함량도 또한 엄격하게 조절함으로써, 합금이 디프 드로잉성 및 고 버링성 모두 우수하여, 그로인해 전자총 전극용으로 최적이다.

Description

전자총 전극용 합금{ALLOY USED FOR ELECTRON GUN ELECTRODES}

본 발명은 전자총 전극용 비자성 합금, 특히 디프(deep) 드로잉성 및 버링(burring) 성이 모두 우수한 합금에 관한 것이다.

전자총용 부재, 특히 컬러 수상기용 전자총의 전극으로는, 비자성 스테인레스 스틸이 사용되어 왔고, 이는 일본 특허 공고 공보 소 32(1957)-751 호 및 평 4(1992)-43372 호에 기재되어 있다. 상기 공지의 기술 중에, 일본 특허 공고 공보 평 4(1992)-43372 호는 디프 드로잉성 및 버링성이 모두 우수하고 ; 통상의 수상기의 전자총 전극용 재료로서 적합한 특성을 가진 합금을 개시하고 있다. 본원에서 사용된 "버링" 이란 용어는 홀 가장자리에서 튀어나온 버어(burr) 또는 플랜지를 형성하는 동안 시이트 금속내에 둥근 홀이 생성되는 가공 기술을 의미한다.

그런데, 근년에 더욱 선명하고 밝은 컴퓨터용 수상기가 급속히 출현하여 디프 드로잉성 및 버링성 모두의 향상이 요구되어 왔다. 즉, 전자총의 포커스 (focus) 특성을 향상시키기 위해, 더욱 정밀한 버링을 수행하면서 전극의 렌즈 구경을 증대시킬 필요가 있게 되었다. 그 결과, 디프 드로잉성 및 버링성에 대한 요구가 지금까지보다 더 엄격해졌고, 그로 인해 종래의 합금에서는 제조불량이 증가하여 수율이 하락하게 되었다. 또한, 근년에 재료비를 절감시키기 위한 요구가 강해졌다. 하지만, 고가의 재료인 Ni 의 함량을 저감시키면, 디프 드로잉성 및 버링성 모두 저하되므로, 종래의 합금은 상기 요구를 충족시킬 수 없었다.

본 발명은 전술한 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 디프 드로잉성 및 버링성 모두를 향상시키기 위해 근년에 더욱 엄격해진 요구를 충족시킬 수 있는 전자총 전극용 합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 디프 드로잉성 및 버링성 모두를 향상시키기 위해 합금의 화학적 조성을 심도 있게 연구해왔다. 그 결과, 본 발명자들은 이제껏 고려되지 않았던 P, N, Ti, Nb, V, Zr 및 Ca 와, S 가 상기 언급된 특성에 영향을 미친다는 것을 알았다. 종래, S 는 열간 압연 특성 및 내부식성을 저하시키는 바람직하지 못한 원소로 알려져 왔다. 디프 드로잉성 및 버링성 모두의 특성과 관련하여, S 함량이 가능한 한 적게 유지되어야한다고 인식되었다. 본 출원인은 또한 일본 특허 공보 평 4(1992)-43372 호에서도, S 함량의 감소가 디프 드로잉성 및 버링성 모두의 향상에 기여한다는 것을 제안하였다. 한편, 일본특허출원 평6(1994)-336866 호에서 제안된 합금은 적당량의 S 를 함유하므로써, S 또는 S 화합물 (주로 MnS) 이 합금 내의 입계 또는 입자내에 균일하게 분산되므로써, 펀칭(punching) 특성을 개선시킨 것이다.

최근에, 본 발명자들은 S 가 적절하게 함유되지 않을 때, 펀칭 특성이 저하되고, 그에 따라 다이가 마모되어 큰 버어가 발생되며, 이것이 버링 균열을 야기시킨다는 것을 알았다. 따라서, 버링성을 위해서는 적정량의 S 의 함유가 바람직하지만, 일본특허출원 평6(1994)-336866 호에 기재된 바와 같이 S 의 상한치를 0.003 % 으로 규정하면, 원료의 관리가 복잡하고 탈황비용이 증가할 수 있다.

따라서, 본 발명자들은 합금의 화학적 조성을 심도있게 연구한 결과, P, N, Ti, Nb, V, Zr 및 Ca 를 포함하는 원소의 함량을 엄격하게 규정한다면, S 의 상한치를 0.003 % 로 규정할 필요가 없다는 것을 알았다.

본 발명은 상기 언급된 연구를 바탕으로 화학적 성분을 정량적으로 분석하여 완성되었다. 상기 발명은 하기로 구성된 전자총 전극용 합금을 제공한다. 즉, 15 내지 20 중량 % 의 Cr ; 9 내지 15 중량 % 의 Ni ; 0.12 중량 % 이하의 C ; 0.005 내지 1.0 중량 % 의 Si ; 0.005 내지 2.5 중량 % 의 Mn ; 0.03 중량 % 이하의 P ; 0.0003 내지 0.0100 중량 % 의 S ; 2.0 중량 % 이하의 Mo ; 0.001 내지 0.2 중량 % 의 Al ; 0.005 중량 % 이하의 O ; 0.1 중량 % 이하의 N ; 0.1 중량 % 이하의 Ti ; 0.1 중량 % 이하의 Nb ; 0.1 중량 % 이하의 V ; 0.1 중량 % 이하의 Zr ; 0.05 중량 % 이하의 Ca ; 0.02 중량 % 이하의 Mg ; 및 나머지 Fe 및 불가피적인 불순물로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 정량 수치한정에 대한 이유를 본 발명의 효과와 함께 설명키로 한다. 하기 설명중, "%" 는 "중량 %" 를 의미한다.

(Cr) : 전자총 전극용 합금에는 비자성이 필수적으로 요구된다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, Cr 및 Ni 의 함량을 적합한 범위내로 조절해야만 한다. 따라서, Cr 함량은 비자성 특성을 달성하기 위해 15 내지 20 % 의 범위로 한정된다. 더욱 바람직한 Cr 함량의 범위는 15 내지 17 % 이다.

(Ni) : 비자성 특성을 달성하기 위해 9 % 이상의 Ni 이 요구된다. Ni 함량이 15 % 를 초과하면, 재료비가 너무 증가한다. 그러므로 Ni 함량은 9 내지 15 % 의 범위내로 한정된다. 더욱 바람직한 Ni 함량의 범위는 13 내지 15 % 이다.

(C) : C 함량이 0.12 % 를 초과하면, 대량의 탄화물이 생성되어, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두를 저하시키므로, C 함량은 0.12 % 이하로 한정된다.

(Si) : Si 를 탈산화를 위해 첨가한다. Si 함량이 0.005 % 미만이면, 탈산화제로서의 효과를 얻을 수 없다. 반면에, Si 함량이 1.0 % 를 초과하면, 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Si 함량은 0.005 내지 1.0 % 의 범위내로 한정된다.

(Mn) : Mn 을 탈산화 및 MnS 형성을 위해 첨가하여 상기 언급된 효과를 얻는다. Mn 함량이 0.005 % 미만이면, 상기 효과를 기대할 수 없다. Mn 함량이 2.5 % 를 초과하면, 합금의 경도가 뚜렷이 증가하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Mn 함량은 0.005 내지 2.5 % 의 범위내로 한정된다.

(P) P 함량이 0.03 % 를 초과하면, 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. P 함량은 0.03 % 이하 여야 한다.

(S) 적합한 양으로 함유될 때, S 는 Mn 과 함께 MnS 를 형성하고, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성을 향상시킨다. S 함량이 0.0003 % 미만이면, 상기 효과를 기대할 수 없다. S 함량이 0.0100 % 를 초과하면, 조대한 MnS 가 형성되고, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 S 함량은 0.0003 내지 0.0100 % 의 범위내로 한정된다.

(Mo) : Mo 는 내부식성을 향상시키므로, 특별한 내부식성이 요구될 때, Mo 를 첨가하는 것이 바람직하다.

하지만, Mo 함량이 2.0 % 를 초과하면, 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Mo 함량은 2.0 % 이하가 되어야한다.

(Al) : Al 은 탈산화를 위해 첨가되며, 이는 Al 가 0.001 % 이상일 때 효과적이다. Al 함량이 0.2 % 를 초과하면, 합금의 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Al 함량은 0.001 내지 0.2 % 의 범위내로 한정된다.

(O) : 대량의 O 가 함유되면, 산화물 형태의 함유물 양이 증가하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 O 함량은 0.005 % 이하가 되어야한다.

(N) : N 함량이 너무 크면, 합금의 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 N 함량은 0.1 % 이하여야 한다.

(Ti) : Ti 는 탄화물, 황화물, 산화물 및 질화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Ti 함량은 0.1 % 이하 여야 한다. 더욱 바람직한 Ti 함량은 0.02 % 이하이다.

(Nb) : Nb 는 탄화물, 황화물, 산화물 및 질화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Nb 함량은 0.1 % 이하여야 한다. 더욱 바람직한 Nb 함량은 0.02 % 이하이다.

(V) : V 는 탄화물 및 질화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 V 함량은 0.1 % 이하여야 한다. 더욱 바람직한 V 함량은 0.02 % 이하이다.

(Zr) : Zr 는 산화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Zr 함량은 0.1 % 이하여야 한다. 더욱 바람직한 Zr 함량은 0.02 % 이하이다.

(Ca) : Ca 은 황화물 및 산화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 Ca 함량은 0.05 % 이하여야 한다. 더욱 바람직한 Ca 함량은 0.01 % 이하이다.

(Mg) : Mg 은 산화물을 형성하여, 그로 인해 디프 드로잉성 및 버링성이 저하된다. 그러므로 Mg 함량은 0.02 % 이하여야 한다. 더욱 바람직한 Mg 함량은 0.005 % 이하이다.

또한, 합금의 JIS G0555 에 규정된 청정도가 0.03 % 을 초과하면, 디프 드로잉성 및 버링성 모두가 저하된다. 그러므로 합금의 청정도는 0.03 % 이하가 되어야한다. JIS G0555 에 규정된 측정 방법을 사용하면 탄화물 및 질화물의분석은 어렵다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 청정도가 0.03 % 이하가 되도록 하는 조건을 만족시키는 것만으로는 충분치 않고, 합금의 화학조성을 본 발명의 범위내로 엄격히 조절해야 한다.

본 발명을 실시예 및 비교예와 더불어 보다 상세하게 기술키로 한다. 재료의 화학적 조성은 표 1 에 나타낸다. 18 개의 주괴를 VOD 또는 진공 용융에 의해 제조하였다. 주괴를 단조, 연마, 열간 압연 및 산세척 하였다. 다음에, 0.4 mm 두께의 소둔 시이트가 될 때까지, 시료를 반복적으로 냉간압연 및 소둔 하였다. 공정 조건을 조절하여 입경 번호 8.0의 동일한 입자 크기를 수득하였다. 디프 드로잉 시험을 수행하고 한계 드로잉비 (LDR) 을 측정하였다. 홀 팽창 시험을 또한 수행하여 버링성을 평가하였다. 둥근 10 mm - 직경 홀을 가진 평평한 시이트 시료를 앵글 팁(angled tip) 60。 의 원추 펀치로 변형시켜, 최종적으로 홀의 연부(edge)에 균열이 생길 때까지 팽창시켰다. 버링성을 하기 수식으로 정의된 홀 팽창 λ 로서 평가하였다 :

λ = (h₁- h₀)/h₀

이때, h₀및 h₁는 각각 초기 및 최종 홀 직경이다.

시료의 LDR 및 홀 팽창을 표 2 에 나타냈다. 각 시료의 청정도를 JIS G0555 에 따라 측정하였고 그 결과를 표 2 에 나타냈다.

표 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 1 내지 6 의 모든 실시예에서, 한계 드로잉비는 2.20 이상이고 홀 팽창은 1.50 이상이고 디프 드로잉성 및 버링성 모두 우수하게 나타났다. 실시예 6 의 청정도는 0.03 % 를 초과하고, 그에 의해 한계 드로잉비 및 홀 팽창은 본 발명의 다른 실시예와 비교하여 상대적으로 낮다. 따라서, 바람직한 청정도는 0.03 % 이하이다.

반면에, 비교예 7 의 P 함량 (0.07 %) 은 본 발명의 상한 (0.03 %) 를 초과하며, 그에 의해 한계 드로잉비 및 홀 팽창이 낮다. 비교예 8 의 S 함량 (0.0001 %) 은 본 발명의 하한 (0.0003 %) 의 미만이므로, 한계 드로잉비는 높지만 홀 팽창은 낮다. 비교예 9 내지 18 은 S, Al, O, N, Ti, Nb, V, Zr, Ca 및Mg 의 함량에서 본 발명의 범위를 초과하며, 그에 의해 한계 드로잉비 및 홀 팽창이 낮다.

본 발명은 상기 언급된 범위내로 S 및 Mn 함량을 한정하고 이전까지 고려되지 않았던 Al, O 등의 함량을 엄격히 조절한다. 그러므로, 본 발명은 근년에 더 엄격해진 디프 드로잉성 및 버링성을 향상시키기 위한 요구를 충족시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 전자총 전극용으로 최적의 합금을 제공할 수 있다.

Claims

하기로 구성된 전자 총 전극용으로 사용되는 합금 :

15 내지 20 중량 % 의 Cr ; 9 내지 15 중량 % 의 Ni ; 0.12 중량 % 이하의 C ; 0.005 내지 1.0 중량 % 의 Si ; 0.005 내지 2.5 중량 % 의 Mn ; 0.03 중량 % 이하의 P ; 0.0003 내지 0.0100 중량 % 의 S ; 2.0 중량 % 이하의 Mo ; 0.001 내지 0.2 중량 % 의 Al ; 0.005 중량 % 이하의 O ; 0.1 중량 % 이하의 N ; 0.1 중량 % 이하의 Ti ; 0.1 중량 % 이하의 Nb ; 0.1 중량 % 이하의 V ; 0.1 중량 % 이하의 Zr ; 0.05 중량 % 이하의 Ca ; 0.02 중량 % 이하의 Mg ; 및 나머지 Fe 및 불가피적인 불순물.
제 1 항에 있어서, JIS G0555 에 규정되어 있는 청정도 0.03 중량 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 총 전극용으로 사용된 합금.