KR100392014B1 - 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리결합체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 리드핀, 베이스 유리를 포함하는 음극선관용 베이스 유리 결합체에서, 상기 리드핀이 상기 베이스 유리를 관통하여 일체로서 내부핀과 외부핀을 형성하고, 상기 리드핀의 베이스 유리와의 접촉면에는 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 가지는 것을 특징으로 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체와 리드핀을 열처리하여 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 형성하는 단계, 일체형으로 음극선관용 베이스 유리의 양측을 연결하기 위해 상기 베이스 유리의 양측에 리드가 형성되도록 상기 베이스 유리의 국소 부위를 가열하여 상기 리드핀의 한쪽을 상기 베이스 유리를 관통시켜 리드핀과 베이스 유리를 융착하는 단계, 및 상기 융착된 리드핀의 노출부에 산세처리를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명을 통하여 기존의 듀멧 와이어 방식의 내부핀과 외부핀을 별도로 제작한 후 융착함으로써 발생할 수 있는 상기 두 핀의 연결에 따른 구조 및 공정의 복잡성 및 불량 발생을 최소화하고, 제조공정 및 부품구조의 단순화가 가능할 뿐만 아니라 산화피막과 베이스 유리의 융착이 보다 용이하게 이루어질 수 있어 안정된 제품의 생산이 가능하다.

Description

산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체 및 그 제조방법{Base glass assembly including a unified lead pin with protective surface oxide and method producing the same}

본 발명은 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

음극선관의 제작에서 음극선관 내부의 진공유지를 위하여 네크(Neck)를 봉합하고 외부에서 음극선관 내부로 전력을 공급하기 위한 베이스 유리 결합체는 현재까지는 일반적으로 듀멧(Dumet) 와이어 방식을 이용하여 왔다. 듀멧 와이어방식의 경우는 도1에 나타낸 바와 같이 가스 토오치로 가열된 상부 유리(3)에 듀멧선과 기결합되어 있는 내부핀(Inner Pin: 1)과 외부핀(Outer Pin: 2)의 융착을 동시에 진행하는 일관 프로세스의 형태로 진행되었다.

따라서 상기 듀멧 와이어 방식의 경우는 두 핀(1, 2)의 결합을 위하여 정확한 정렬이 필요하고 두 핀간의 융착상태가 리드핀의 전력 공급 성능을 결정하게 되므로 베이스 유리의 품질에 두 핀의 정렬불량 또는 융착 불량이 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 이러한 두개의 핀을 조립하는 형태의 구조는 항상 이러한 문제를 발생시키므로 이에 대한 개선이 필요하다.

뿐만 아니라 상기 리드핀과 베이스 유리의 밀착성이 떨어질 경우에는 유리에 균열이 발생할 우려가 있으므로 상기 밀착성의 개선 또한 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 일체형의 리드핀으로서 모재와 밀착성이 우수하고 유리와 융착이 원활한 산화피막을 갖는 리드핀을 갖는 베이스 유리 결합체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

도1은 종래의 듀멧 와이어 방식 베이스 유리 결합체의 제작방법을 나타낸 도면이다.

도2는 본 발명의 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 단면도이다.

도3은 본 발명의 베이스 유리 결합체용 리드핀의 열처리 분위기 형성 방법을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 내부핀 2: 외부핀

3: 상부 유리 (베이스 유리중) 4: 베이스 유리 결합체

5: 리드핀 6: 버블러

7: 유량계 8: 증류수

본 발명은 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 리드핀, 베이스유리를 포함하는 음극선관용 베이스 유리 결합체에서, 상기 리드핀이 상기 베이스 유리를 관통하여 일체로서 내부핀과 외부핀을 형성하고, 상기 리드핀의 베이스 유리와의 접촉면에는 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 가지는 것을 특징으로 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체와 리드핀을 열처리하여 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 형성하는 단계, 일체형으로 음극선관용 베이스 유리의 양측을 연결하기 위해 상기 베이스 유리의 양측에 리드가 형성되도록 상기 베이스 유리의 국소 부위를 가열하여 상기 리드핀의 한쪽을 상기 베이스 유리를 관통시켜 리드핀과 베이스 유리를 융착하는 단계, 및 상기 융착된 리드핀의 노출부에 산세처리를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 대한 실시예를 아래에 설명한다. 리드핀의 재료는 베이스 유리와 열팽창 계수가 유사하여 베이스 유리와 용접이 유리한 Fe-Ni-Cr계열 합금을 사용한다. 상기 합금의 조성비로는 Ni 47∼48중량%, Cr 7∼8중량%에 나머지는 주로 Fe로 구성되고 이외에 합금과정에 따라 불가피하게 합금내부에 함유되는 기타 불순물로 구성될 수 있다. 상기 조성의 Fe-Ni-Cr합금으로서 지름이 1.08mm정도의 와이어형태의 리드핀 원재료를 필요한 길이로 절단하고 절단된 리드핀의 양쪽 끝을 둥글게 가공한다.

상기 합금조성 이외에도 42Ni-6Cr-Fe 초합금 또는 페라이트계 스테인레스 강, 예를 들면 Fe에 20∼35중량%Cr, 0.05∼0.5중량%Si, 0.05∼0.5중량%Al을 함유하는 합금(일본특허 공개 (소) 60-103159)이나 Fe에 Cr:18∼21중량%, Ti:0.2∼0.5중량%, Al:0.01∼0.05중량%, C≤0.30중량%, N≤0.03중량%, Si≤0.3중량%, Mn≤0.5중량%을 함유하는 합금(대한민국 특허공개 1998-034057) 등이 사용되어질 수 있다.

상기 가공된 리드핀을 베이스 유리에 융착이 용이하게 이루어지도록 하기 위해서 모재의 표면에 모재와의 밀착성이 우수한 크롬산화물을 주성분으로 하는 청색계열의 산화피막을 형성한다. 모재의 표면에 산화피막을 형성하기 위해서 사용되어지는 습식 수소분위기는 일반적으로 건조한 수소에 수분을 포함하도록 하고, 이의 이슬점을 관리하고, 이를 통하여 모재의 산화를 조절하기 위한 것으로서 상기 습식 수소분위기에서 산화피막 형성 열처리를 실시한다. 또한 필요에 따라서 상기 습식 수소분위기에 추가로 질소 가스 또는 불활성기체가 더 포함되어질 수도 있다.

상기 산화피막을 형성하기 위해서 도3에 본 발명의 베이스 유리 결합체용 리드핀의 열처리 분위기 형성 방법의 일예를 나타내었다. 즉, 본 발명의 열처리 분위기 방법은 습식 수소 분위기로서 900∼950℃의 온도에서, 1시간∼1시간15분 동안 열처리한다. 상기 열처리를 통하여 형성될 수 있는 산화피막은 청색계열의 산화피막과 흑회색 계열의 산화피막이 형성될 수 있다. 그러나 이중에서 청색계열의 산화피막이 Cr₂O₃를 주로 하는 산화피막으로서 모재와의 밀착성이 뛰어난 산화피막이므로 본 발명에서 상기 열처리공정을 통하여 형성하고자 하는 산화피막은 청색 계열의 크롬산화물을 주성분으로 하는 산화피막이다. 상기 청색계열의 산화피막을 얻기 위해서는 열처리시 공급되는 수소가스의 이슬점을 관리하여 청색계열의 산화피막을 얻을 수 있다.

습식 수소분위기의 이슬점 조절은 도3에 나타낸 바와 같이 건조한 수소가스를, 물(8)을 담고 있는 버블러(Bubbler:6)에 공급하여 수분을 포함하는 수소가스로 만든 후 상기 수분을 포함하는 수소와 건조한 수소가스의 혼합량을 조절하는 방법과 수분을 포함하는 수소가스의 온도를 조절하여 온도에 따른 포화수증기압에 따른 함습량을 조절하는 방법을 통하여 조절할 수 있다.

상기 수분함량 조절의 예로서 상기 버블러에 10℃의 물을 담고 건조한 수소가스를 통과시켜 수분을 포함하는 수소가스를 만드는데 상기 방법으로 형성된 수분을 포함하는 수소가스 1∼2입방미터에 대하여 건조 수소가스 4∼5입방미터의 비율로 혼합하여 최종적으로 상기 열처리 조건의 열처리로에 분위기 가스로서 공급할 수 있다.

상기 공정을 통하여 크롬산화물을 주성분으로 하는 청색계열의 산화피막이 형성되어진 리드핀은 융착 공정을 통하여 베이스 유리에 고정되어진다. 도2는 본 발명의 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 단면도이다. 즉, 국소 불꽃으로 베이스 유리의 상부 유리를 녹여 상기 리드핀을 융착시킨다.

상기 융착공정의 완료후, 전자총의 용접공정을 위해 리드핀과 베이스유리의 융착부위를 제외한 리드핀의 나머지 부분의 산화피막을 제거하여야 한다.

상기 청색계열의 산화피막을 제거하기 위한 공정으로 리드핀의 노출부위에 대하여 산세처리(Pickling)를 한다. 상기 산세처리에 이용되어지는 용액은 다양한 산성 용액을 혼합한 산세처리 용액을 사용하는 것이 가능하지만, 불산 용액과 질산 용액 또는 불산, 질산과 초산용액의 혼합 용액을 사용하는 것이 반응속도 및 산세처리 후의 모재의 표면상태에서 가장 적절한 조합으로 나타났으며 특히, 불산 4∼5%, 질산 5∼6%, 초산 8∼11%와 나머지는 물로 구성된 용액을 사용하는 것이 최적 조건으로 나타났다. 또한 빠른 산화피막 제거를 위해서는 용액의 온도를 45∼100℃에서 유지하는 것이 가장 적당하며 온도가 높을수록 산화피막 제거 시간을 줄일 수 있다. 이외에 용액의 순환운동이 있을 경우에, 보다 빠른 제거효과를 얻을 수 있다.

상기 산세처리에 따라 노출된 리드핀 표면의 거칠기를 조절하기 위하여 세라믹 연마제와 광택제를 이용하여 세정작업을 실시한다.

도2는 본 발명의 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 단면도이다. 즉, 이상의 공정을 통하여 제조된 베이스 유리 결합체는 리드핀, 베이스유리를 포함하는 음극선관용 베이스 유리 결합체에서, 상기 리드핀이 상기 베이스 유리를 관통하여 일체로서 내부핀과 외부핀을 형성하고, 상기 리드핀의 베이스 유리와의 접촉면에는 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 가지는 것을 특징으로 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하게 된다.

특히, 상기 리드핀에 사용되는 합금으로는 Ni 47∼48중량%, Cr 7∼8중량%에 나머지는 주로 Fe로 구성되는 합금으로서 상기 합금원소이외에 합금과정을 진행하면서 불가피하게 합금내에 함유되는 기타 불순물이 미량으로 포함될 수 있다 또한 상기 합금뿐만 아니라 42Ni-6Cr-Fe 초합금 또는 페라이트계 스테인레스 강, 예를 들면 Cr 20∼35중량%, Si 0.05∼0.5중량%, Al 0.05∼0.5중량%에 나머지는 주로 Fe로 구성되는 합금(일본특허 공개 (소) 60-103159)이나 Cr 18∼21중량%, Ti 0.2∼0.5중량%, Al 0.01∼0.05중량%, C≤0.30중량%, N≤0.03중량%, Si≤0.3중량%, Mn≤0.5중량%에 나머지는 주로 Fe로 구성되는 합금(대한민국 특허공개 1998-034057) 등이 사용되어질 수 있다.

본 발명을 통하여 기존의 듀멧 와이어 방식의 내부핀과 외부핀을 별도로 제작한 후 융착함으로써 발생할 수 있는 상기 두 핀의 연결에 따른 베이스 유리 결합체의 구조 및 공정의 복잡성 및 불량 발생을 최소화하고, 제조공정 및 부품구조의 단순화가 가능하고 리드핀의 융착이 생략됨에 따라 리드핀 간의 융착면과 이와 접촉하는 유리와의 접촉면의 밀착성을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 안정된 산화피막의 제공에 따른 산화피막과 베이스 유리의 융착이 보다 용이하게 이루어질 수 있어 안정된 제품의 생산이 가능하다

또한 베이스유리와 리드피간의 융착후에, 산세처리 및 표면처리의 후처리를 통해 미세하게 잔류하는 유리성분의 잔류물을 완전히 제거함으로써 브라운관 제조공정에서 발생하는 마스크 막힘의 불량의 근본적인 해결이 가능하고 Fe-Ni-Cr 합금계열의 리드핀을 사용함으로써 전자총 결합후의 변형이 발생하지 않으므로 정렬의 품위가 좋아져 깨끗하고 선명한 화질을 구현할 수 있다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 리드핀, 베이스 유리를 포함하는 음극선관용 베이스 유리 결합체 제조방법에서,

   상기 리드핀은 Ni 47∼48중량%, Cr 7∼8중량%에 나머지는 Fe로 구성되는 합금, 42Ni-6Cr-Fe 초합금 또는 페라이트계 스테인레스 강인 것을 특징으로 하며, 상기 리드핀을 이슬점을 관리하는 습식 수소 분위기 또는 상기 습식 수소 분위기에 질소 또는 불활성기체가 더 포함되는 분위기의 900∼950℃의 온도에서, 1시간∼1시간15분 동안 열처리하여 크롬산화물이 주성분인 청색계열의 산화피막을 형성하는 단계;

   일체형으로 음극선관용 베이스 유리의 양측을 연결하기 위해 상기 베이스 유리의 양측에 리드가 형성되도록 상기 베이스 유리의 국소 부위를 가열하여 상기 리드핀의 한쪽을 상기 베이스 유리를 관통시켜 리드핀과 베이스 유리를 융착하는 단계;

   상기 융착된 리드핀의 노출부에 불산 4∼5%, 질산 5∼6%, 초산 8∼11%와 나머지는 물로 구성된 용액에서 산세처리하여 산화피막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 제조방법.
8. 제7항에서, 상기 페라이트계 스테인레스 강이 Cr 20∼35중량%, Si 0.05∼0.5중량%, Al 0.05∼0.5중량%에 나머지는 Fe로 구성되는 합금 또는 Cr 18∼21중량%, Ti 0.2∼0.5중량%, Al 0.01∼0.05중량%, C≤0.30중량%, N≤0.03중량%, Si≤0.3중량%, Mn≤0.5중량%에 나머지는 Fe로 구성되는 합금인 것을 특징으로 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 제조방법.
9. 제7항에서, 상기 산세처리 용액의 온도가 45∼100℃인 것을 특징으로 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리 결합체의 제조방법.
10. 상기 제7항 내지 제9항중의 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 산화피막을 갖는 일체형 리드핀을 포함하는 베이스 유리결합체.
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