KR102294111B1 - 메탈 마스크용 박판의 제조 방법 및 메탈 마스크용 박판 - Google Patents

Abstract

두께가 1.0㎜ 이하의 메탈 마스크용 박판에 있어서, 휨을 억제하면서 평탄도도 양호하고, 또한 광폭화가 되어도 핸들링성이 양호한 메탈 마스크용 박판과 그 제조 방법을 제공한다. 질량%로, C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%(단, Co는 0∼20%)를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 냉간 압연용 소재에 대하여, 압하율 5%∼50%의 마무리 냉간 압연을 실시해서 박판으로 하는 마무리 냉간 압연 공정과, 상기 마무리 냉간 압연 후의 박판에 신장률 0.25%∼0.6%의 형상 교정을 행하는 형상 교정 공정과, 상기 형상 교정 후의 박판에 박판의 비커스 경도가 0.85n∼0.97n(n=형상 교정 후의 박판의 비커스 경도)으로 되도록 열처리하는 최종 열처리 공정을 구비하고, 두께 1.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판의 제조 방법 및 메탈 마스크용 박판.

Description

메탈 마스크용 박판의 제조 방법 및 메탈 마스크용 박판

본 발명은 메탈 마스크용 박판의 제조 방법 및 메탈 마스크용 박판에 관한 것이다.

예를 들면 유기 EL 디스플레이의 제작에 있어서, 기판에 증착하여 컬러 패터닝을 형성하기 위해서 메탈 마스크가 사용되고 있다. 이러한 메탈 마스크는 개공부를 제작하는 방법의 하나로서, Fe-Ni계 합금의 박판에 에칭 가공을 행하는 방법이 알려져 있다. 이 에칭 정밀도를 향상시키기 위해서, 종래부터 여러가지 검토가 이루어져 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, Ni를 32∼38wt% 포함하는 Fe-Ni계 합금을, 냉간 압연 후, 신장률 0.4∼3%의 변형을 부여해서 형상 교정을 행하고, 계속해서 박판 온도 550∼690℃, 장력 2kgf/㎟ 이하의 조건에서 응력제거 소둔을 행하는 것을 특징으로 하는 판 형상 및 내열 수축성이 우수한 Fe-Ni계 저열팽창 합금 박판의 제조 방법에 대해서 개시되어 있다. 또 특허문헌 2에는, Fe-Ni-Co계 저열팽창 합금 박판의 에칭 속도와 에칭 정밀도를 향상시키기 위해서, 열연재에 냉간 압연 및 소둔을 각각 1회 이상 행하고, 최종 재결정 소둔 전의 냉간 압연의 냉압률을 90% 이상, 최종 재결정 소둔의 소둔 온도를 850℃ 이상, 최종 냉압률을 30% 이하로 하는 저열팽창 합금 박판의 제조 방법에 대해서 개시되어 있다.

일본 특허공개 평 10-204541호 공보 일본 특허공개 2003-253398호 공보

`최근의 제품의 복잡화나 고정밀도화에 따라, 이것들의 소재가 되는 Fe-Ni계의 박판에도 광폭·에칭면의 높은 평탄도·에칭 후의 휨 억제가 요구되고 있다. 평탄도를 향상시키기 위해서는, 종래부터 형상 교정이 유효하지만, 형상 교정시에 박판에 부여되는 잔류응력이 에칭시에 해방됨으로써 휨이 발생하여 문제가 된다. 이러한 잔류응력을 저감 및 제거하는 방법으로서, 박판의 재결정 온도에 도달하지 않은 온도에서 소둔하여 변형을 제거하는 응력제거 소둔이 알려져 있다. 그러나 제품형상의 다양화나 복잡화에 따라서 광폭의 박판이 사용되게 되었지만, 광폭의 박판에 하프 에칭을 실시할 경우, 박판 내에 잔존하고 있는 가공 변형의 영향에 의해 휨이 발생하는 경향이 있었다. 한편 잔류응력을 완전하게 제거하기 위해서 응력제거 소둔의 온도를 높게 했을 경우, 재료의 연화에 의해 박판의 경도가 저하한다. 박판의 경도가 저하하면 판재의 반송시에 꺽임이나 구부러짐이 발생하기 쉬워져서 핸들링성의 저하가 염려된다. 특허문헌 1에 기재된 발명은 내열수축성이나 평탄도를 개선할 수 있는 발명이지만, 광폭의 박판에 하프 에칭을 실시했을 때에 발생하는 휨 억제에 대해서는 고려되어 있지 않아 검토의 여지가 남겨져 있다. 또한 특허문헌 2에 기재된 발명은, 압연면의 (200)면 집적도를 높여서 에칭 정밀도를 높일 수 있는 발명이지만, 마무리 압연 후의 형상 교정이나 최종 열처리에 대한 기재는 확인할 수 없어 더나은 휨 억제나 평탄도 향상에 대한 검토의 여지가 남겨져 있다.

그래서 본 발명의 목적은, 두께가 1.0㎜ 이하인 메탈 마스크용 박판에 있어서, 양호한 평탄도, 내에칭 휨성, 및 경도를 구비하는 것이 가능한 메탈 마스크용 박판과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일형태는, 질량%로 C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%(단, Co는 0∼20%)를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 냉간 압연용 소재에 대하여,

압하율 5∼50%의 마무리 냉간 압연을 실시해서 박판으로 하는 마무리 냉간 압연 공정과,

상기 마무리 냉간 압연 후의 박판에 신장률 0.25%∼0.6%의 형상 교정을 행하는 형상 교정 공정과,

상기 형상 교정 후의 박판에, 박판의 비커스 경도가 0.85n∼0.97n(n=형상 교정 후의 박판의 비커스 경도)으로 되도록 열처리하는 최종 열처리 공정을 구비하고, 두께 1.0㎜ 이하의 메탈 마스크용 박판를 얻는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판의 제조 방법이다. 바람직하게는, 상기 형상 교정 공정과 상기 최종 열처리 공정 사이에, 박판의 비커스 경도가 0.98n 이상으로 되도록 박판를 열처리하는 응력제거 소둔 공정을 구비한다.

본 발명의 다른 일형태는, 질량%로 C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%(단, Co는 0∼20%)를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 두께가 1.0㎜ 이하인 메탈 마스크용 박판에 있어서,

상기 박판의 비커스 경도가 160HV 이상이며,

상기 박판의 800㎜ 길이에 있어서의 최대 부상 높이는 2㎜ 이하이며,

상기 박판으로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 1/3을 제거했을 때의 휨량이 20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판이다.

바람직하게는, 상기 메탈 마스크용 박판의 결정 입도 번호는 8.0 초과이다.

본 발명에 의하면, 두께가 1.0㎜ 이하인 메탈 마스크용 박판에 있어서, 평탄도, 내에칭 휨성, 및 경도가 모두 양호한 특성을 나타내고, 깊은 하프 에칭에서도 재료가 변형하기 어려워, 고정밀도의 에칭을 가능하게 하는 메탈 마스크용 박판과 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 Fe-Ni계 합금 박판의 표면 확대 사진이다.
도 2는 비교예의 Fe-Ni계 합금 박판의 표면 확대 사진이다.

이하에 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 우선, 본 발명의 메탈 마스크용 박판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

<열간 압연재 조성>

본 발명에서는, 질량%로 C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 열간 압연재를 준비한다. 본 발명에서 규정하는 조성을 갖는 메탈 마스크용 강판의 열간 압연재는, 소망의 열팽창계수를 얻기 위해서 필요한 조성을 갖는 것이다. 상술한 조성 범위의 규정 이유는 이하와 같다.

[C:≤0.01질량%]

C는 에칭성에 영향을 미치는 원소이다. C가 과도하게 많이 포함되면 에칭성을 저해하기 때문에, C의 상한을 0.01%로 했다. 하한은 0%라도 좋지만, 제조 공정 상 적지 않게 포함되는 것이기 때문에 특별하게 한정하지 않는다.

[Si:≤0.5질량%, Mn:≤1.0질량%]

Si, Mn은, 통상 탈산의 목적으로 사용되고, Fe-Ni계 합금에 미량 함유되어 있다. 과잉으로 함유하면 편석을 일으키기 쉬워지기 때문에, Si:0.5% 이하, Mn:1.0% 이하로 했다. 바람직한 Si량과 Mn량은 Si:0.1% 이하, Mn:0.5% 이하이다. Si와 Mn의 하한은 특별하게 한정하지 않지만, 예를 들면 Si는 0.05%, Mn은 0.05%로 설정할 수 있다.

[Ni+Co:28∼52질량%]

Ni는 열팽창계수를 조정하는 작용을 갖고, 저열팽창 특성에 큰 영향을 미치는 원소이다. 함유량이 28%보다 적거나, 또는 52%를 초과하는 것에서는 열팽창계수를 저감시키는 효과가 없어지기 때문에, Ni의 범위는 28∼52%로로 한다. 바람직한 Ni량의 하한은 30%이며, 보다 바람직한 Ni량의 하한은 32%이며, 더 바람직한 Ni량의 하한은 34%이다. 또한, 바람직한 Ni량의 상한은 50%이며, 보다 바람직한 Ni량의 상한은 45%이며, 더 바람직한 Ni량의 상한은 38%이다. 상기 이외를 구성하는 것은 Fe 및 불가피적 불순물이다. 이 열간 압연재의 판두께는 특별히 규정하지 않지만, 지나치게 두꺼우면 후공정의 냉간 압연 공정의 패스수가 증가하거나, 압연시의 형상 조정이 곤란하게 될 경우가 있으므로, 두께 상한을 5㎜로 설정하는 것이 현실적이다. 또한 본 실시형태에서는, 열팽창 특성의 조정이나 고강도를 갖게 하기 위해서 Ni의 일부를 Co로 치환할 수 있다. 상술한 효과를 재료에 부여시키기 쉽게 하기 위해서, Co의 상한은 20%로 설정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 Co의 상한은 18%이며, 더 바람직한 Co의 상한은 6%이며, 가장 바람직한 Co의 상한은 1%이다.

<냉간 압연용 소재>

본 실시형태에서는 상술의 열간 압연재를 이용하여 냉간 압연용 소재로 한다. 상술한 열간 압연재에는 산화층이 형성되어 있기 때문에, 그 산화층을, 예를 들면 기계적 또는 화학적으로 제거해도 좋다. 또한, 냉간 압연 중의 냉간 압연재의 엣지로부터 균열 등의 불량이 발생하지 않도록, 엣지를 트리밍 등에 의해 정돈해 두어도 좋다. 또한 필요에 따라서, 냉간 압연 전의 단계에서 1200℃ 정도로 균질화 열처리를 행해도 좋다. 이러한 가공을 행해서 냉간 압연용 소재로 할 수 있다.

<중간 냉간 압연, 중간 소둔>

본 발명에서는 후술하는 마무리 냉간 압연의 전에, 판두께를 조정하기 위해서 1회 이상의 중간 냉간 압연을 실시해도 좋다. 본 실시형태에서는 중간 냉간 압연을 도입했을 경우에 대하여 설명하지만, 열간 압연 후의 시점에서 소망의 판두께로 조정되어 있는 경우에는 중간 냉간 압연을 생략해도 좋다. 또한, 중간 냉간 압연 후의 박판에는 가공 경화한 재료를 연화시키고, 가공 변형을 제거하기 위해서 중간 소둔을 실시해도 좋다. 이 중간 소둔의 온도는 800℃ 이상의 온도로 설정하면 좋다. 소둔시의 온도가 800℃ 미만인 경우, 재료가 충분하게 연화되지 않아 소망의 특성이 얻어지지 않을 가능성이 있다. 소둔 온도의 상한은 특별하게 한정하지 않지만, 과잉으로 온도를 지나치게 높였을 경우도 소망의 특성이 얻어지지 않을 가능성이 높기 때문에, 1100℃ 정도로 설정할 수 있다. 이 때의 가열 유지 시간은 재료의 조성이나 판두께에 맞춰서 적당하게 조정하면 좋다. 또한, 이 재결정 소둔은 소망의 온도로 설정된 가열로에 중간 냉간 압연 후의 박판를 연속적으로 통과시켜서 행할 수 있다. 예를 들면, 중간 냉간 압연 후의 박판이 롤 형상으로 감긴 상태로부터 인출하여, 가열로를 통과시켜 롤 형상으로 권취하는 방법으로 행할 수 있다.

<마무리 냉간 압연>

본 실시형태의 제조 방법에서는, 상술한 중간 냉간 압연 후 또는 중간 소둔 후의 재료에, 또는 중간 냉간 압연을 실시하지 않는 냉간 압연용 소재에, 압하율 5% 이상 50% 이하의 마무리 냉간 압연을 실시하는 것을 특징으로 한다. 상술한 압하율의 범위에 포함함으로써 마무리 냉간 압연재의 중앙부와 단부의 신장 차를 축소함으로써 과대한 파형상의 발생을 억제하고, 후술하는 형상 교정 공정 후에 평탄한 형상으로 조정해 쉽게 할 수 있다. 압하율이 5%를 밑돌 경우, 중간신장이 발생하고, 형상 교정 후의 박판 중앙부의 평탄도가 저하하는 경향이 있다. 또한 압하율이 5%를 밑돌 경우, 후술하는 최종 열처리에 있어서 박판의 재결정화가 과대하게 촉진되기 쉬워지기 때문에, 박판의 경도가 저하하는 경향이 있다. 압하율이 50% 초과인 경우, 단파가 강해지고, 형상 교정 후에 평탄도가 저하하는 경향이 있다. 바람직한 압하율의 하한은 15%이며, 보다 바람직한 압하율의 하한은 20%이다. 또한, 바람직한 압하율의 상한은 40%이며, 더 바람직한 압하율의 상한은 30%이다. 여기에서 마무리 냉간 압연의 패스수는 1패스인 것이 바람직하다. 또 본 실시형태의 제조 방법은, 폭이 300∼1100㎜인 강대에 적용하는 것이 바람직하다. 바람직한 강대의 폭의 하한은 500㎜이며, 더 바람직한 강대의 폭의 하한은 700㎜이다. 또한, 본 실시형태의 메탈 마스크용 박판에 적합한 판두께는 1㎜ 이하이며, 바람직하게는 0.8㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.5㎜ 이하이다. 또 판두께의 하한은 특별하게 한정하지 않지만, 너무 지나치게 얇으면 하프 에칭에 부적합하기 때문에, 예를 들면 0.01㎜로 설정할 수 있다. 바람직하게는, 0.05㎜이며, 보다 바람직하게는 0.08㎜이며, 더 바람직하게는 0.1㎜이다.

<형상 교정 공정>

본 실시형태의 제조 방법에서는, 마무리 냉간 압연을 끝낸 박판에 형상 교정을 행한다. 이것에 의해 박판에 잔존하고 있는 과대한 에지파나 중간신장을 교정하여, 평탄도를 대폭 향상시키는 것이 가능해진다. 이 형상 교정에 사용하는 장치는, 롤러 레벨러나 텐션 레벨러 등, 종래부터 사용되고 있는 형상 교정 장치를 사용할 수 있다(본 실시형태에서는 텐션 레벨러를 사용한다). 여기에서 형상 교정은, 신장률을 0.25%∼0.6%로 설정한다. 신장률이 0.6%를 초과할 경우, 박판에 과대한 장력이 부여되기 때문에 박판이 파단될 리스크가 높아진다. 또한 신장률이 0.25% 미만으로 될 경우, 형상 교정 효과가 불충분하게 되고, 목표의 평탄도에 도달할 수 없을 가능성이 있다. 보다 바람직한 신장률의 하한은 0.3%이며, 보다 바람직한 신장률의 상한은 0.5%이다. 또 본 실시형태에 있어서의 형상 교정의 횟수 상한은, 횟수가 지나치게 많으면 소망의 형상이 얻어지지 않을 가능성이 있기 때문에 2회로 설정할 수 있다. 2회 정도이면 충분한 형상 교정 효과가 얻어지는 경향이 있다.

<최종 열처리 공정>

본 실시형태에서는 형상 교정을 끝낸 박판에 대하여 박판의 비커스 경도가 0.85n∼0.97n(n=형상 교정 후의 박판의 비커스 경도)으로 되도록 열처리를 행하는, 최종 열처리 공정을 갖는다. 상술한 형상 교정 공정에 의해, 본 실시형태의 박판은 겉보기상 평탄하게 되어 있지만, 내부응력의 밸런스를 조정하고 있는 것 뿐이며, 변형 자체는 잔존하고 있다. 이 열처리를 행함으로써 박판 내의 잔류 변형을 보다 해방할 수 있고, 에칭 후의 박판의 휨 및 평탄도를 대폭 향상시키는 것이 가능해진다. 여기에서 비커스 경도를 상기 범위 내에 포함시키기 위해서는, 박판의 재질이나 사이즈에 맞춰서 열처리 온도나 열처리 시간을 적당하게 조정하면 좋다. 예를 들면 Ni:34∼38%를 포함하고, 두께가 1.0㎜ 이하이며, 마무리 냉간 압연 후의 박판의 경도가 180∼220HV인 Fe-Ni계 합금 박판의 경우, 열처리 온도는 750℃ 이상 800℃ 미만, 열처리 시간은 30∼70초로 설정함으로써 박판의 비커스 경도를 0.85n∼0.97n으로 조정하는 것이 가능해진다. 보다 바람직한 열처리 온도는 770℃ 이상 790℃ 미만이다. 비커스 경도가 0.85n 미만으로 되는 열처리를 행했을 경우, 경도가 지나치게 낮기 때문에 특히 광폭의 박판에 있어서 반송시에 꺽임이나 구부러짐이 발생할 경향이 있다. 비커스 경도가 0.97n 초과인 경우, 박판 내의 변형을 충분하게 제거할 수 없어 에칭시에 휨이 발생할 가능성이 있다. 보다 바람직한 경도의 하한은 0.88n이며, 더 바람직한 경도의 하한은 0.90n이다. 또한, 보다 바람직한 경도의 상한은 0.95n이며, 더 바람직한 경도의 상한은 0.92n이다.

또 본 실시형태에서는 상술한 형상 교정 공정과 최종 열처리 공정 사이에, 재결정 온도 이하에서 소둔하여 박판 내의 변형을 제거하는 응력제거 소둔 공정을 추가해도 좋다. 이 응력제거 소둔을 도입함으로써 최종 열처리 후의 박판의 휨을 더욱 억제하는 것이 가능하다. 응력제거 소둔 온도는 박판의 비커스 경도가 0.98n 이상으로 되도록 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 예를 들면 400℃ 이상 750℃ 미만으로 설정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 응력제거 소둔 온도의 하한은 550℃이며, 보다 바람직한 응력제거 소둔 온도의 상한은 710℃이다.

계속해서 본 발명의 제법에 의해 얻어진 메탈 마스크용 박판에 대하여 설명한다. 본 발명의 메탈 마스크용 박판은 판두께 1.0㎜ 이하이며, 비커스 경도가 160HV 이상이며, 박판의 800㎜ 길이에 있어서의 최대 부상 높이는 2㎜ 이하이며, 메탈 마스크용 박판으로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 1/3을 제거했을 때의 휨량이 20㎜ 이하이다. 또 판두께는, 바람직하게는 0.8㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.5㎜ 이하이다. 또 판두께의 하한은 특별하게 한정하지 않지만, 너무 지나치게 얇으면 하프 에칭에 부적합하기 때문에, 예를 들면 0.01㎜로 설정할 수 있다. 바람직하게는 0.05㎜이며, 보다 바람직하게는 0.08㎜이며, 더 바람직하게는 0.1㎜이다.

<휨량>

본 실시형태의 메탈 마스크용 박판은 길이 방향(압연 방향)으로 150㎜, 폭 방향(압연 직각 방향)으로 30㎜의 시료 사이즈로 절단하고, 그 시료를 편측으로부터 에칭하여 시료의 판두께의 1/3을 제거했을 때에 있어서의 휨량이 20㎜ 이하인 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 본 실시형태의 박판는 판두께 중앙의 위치에 있어서의 압축 잔류응력이 저감되어 있는 것을 알 수 있고, 응력의 밸런스가 보다 무너지는 판두께 중앙의 깊이까지 에칭을 행해도 변형을 억제하여 양호하게 에칭 가공을 진행시킬 수 있다. 판두께의 1/3을 제거했을 때의 휨량이 20㎜ 이하이면, 깊은 단면 위치의 잔류변형도 해방되어 있다고 간주할 수 있다. 그 때문에 다양한 깊이의 하프 에칭에 대응할 수 있고, 에칭 패턴의 자유도를 향상시킬 수 있다. 보다 바람직한 휨량의 상한은 15㎜이며, 더 바람직한 휨량의 상한은 13㎜이다. 또 본 실시형태에서는 길이 방향이 압연 방향으로 되도록 시료를 절단해서 길이 150㎜, 폭 30㎜의 컷 샘플을 제작하고, 판두께의 1/3을 편측으로부터 에칭으로 제거한 후, 컷 샘플의 상단을 수직정반에 접하는 상태에서 매달아, 휨에 의해 수직정반으로부터 떨어진 컷 샘플의 하단과 수직정반의 수평 거리를 휨량으로서 측정하고 있다. 본 실시형태에서는 에칭면이 오목측으로 휘었을 경우를 「+」의 휨, 에칭면이 볼록측으로 휘었을 경우를 「-」의 휨으로 하고 있다. 이 휨량의 절대값은 작으면 작은 쪽이 바람직하다. 이 컷 샘플은 메탈 마스크용 박판의 임의의 개소로부터 잘라내면 되지만, 박판의 폭 방향의 중앙부 부근으로부터 잘라내는 것이 바람직하다.

<부상 높이>

본 실시형태의 메탈 마스크용 박판은 800㎜ 길이에 있어서의 최대 부상 높이가 2.0㎜ 이하인 것도 특징이다. 상술한 수치범위 내에 부상 높이를 포함시킴으로써 에칭의 진행 불균일을 억제하고, 에칭의 형상 정밀도를 보다 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 보다 바람직한 최대 부상 높이의 값은 1.8㎜ 이하이며, 더욱 바람직한 최대 부상 높이의 값은 1.6㎜ 이하이다. 또 본 실시형태에서는 삼차원 형상 측정기를 이용하여 시험편을 수평정반에 둔 상태로부터, 삼차원 형상 측정기를 이용하여 부상 높이를 측정했다. 이 부상 높이도 작으면 작은 쪽이 바람직하다.

<경도>

본 실시형태의 메탈 마스크용 박판은 비커스 경도로 160HV 이상이다. 이것에 의해 본 실시형태의 메탈 마스크용 박판은, 예를 들면 300㎜ 이상이라고 하는 광폭의 박판에 있어서도 핸들링성의 저하를 억제하는 것이 가능하다. 보다 바람직하게는 70HV 이상, 더 바람직하게는 180HV 이상이다. 경도의 상한은 특별하게 한정하지 않지만, 특별한 강화 원소를 함유하고 있지 않기 때문에, 350HV 정도로 설정할 수 있다.

본 실시형태의 메탈 마스크용 박판은, ASTM E112로 규정되는 결정 입도 번호가 8.0 초과인 것이 바람직하다. 이렇게 미세한 결정 입경을 가짐으로써 상술한 바와 같은 박판의 경도 등의 특성을 안정되게 발휘할 수 있다. 보다 바람직한 결정 입도 번호는 8.5 이상이며, 더 바람직하게는 9.0 이상이다. 결정 입도 번호의 상한은 규정하지 않지만, 너무 지나치게 미세하면 제조가 곤란하게 되기 때문에, 13.0 이하로 정의할 수 있다. 또 본 실시형태에서는 박판을 적당한 크기로 재단하고, 관찰하는 면을 산성 용액 등으로 용해한 뒤, 광학 현미경(배율: 200배)의 시야로부터 결정 입도 번호를 측정할 수 있다.

(실시예)

(실시예 1)

표 1의 조성을 갖는 Fe-Ni계 합금에 열간 프레스 및 열간 압연을 행해서 두께 3.0㎜의 열간 압연재를 준비했다. 상술의 열간 압연재를 화학연마, 기계연마로 열간 압연재 표면의 산화층을 제거하고, 트림 가공으로 소재 폭 방향의 양단부에 있는 열간 압연시의 균열을 제거해서 두께 1.55㎜, 폭 1040㎜의 냉간 압연용 소재를 준비했다. 다음에, 상술의 냉간 압연용 소재를 본 발명예와 비교예로 나누고, 각각 중간 냉간 압연 및 중간 소둔을 실시하여 두께 0.2㎜의 중간 냉간 압연 소재를 제작했다. 그 후에 본 발명예 및 비교예 함께, 압하율 27%로 1패스의 마무리 냉간 압연을 실시해서 박판 형상으로 했다. 그 후 표 2에 나타내는 공정을 실시하여 본 발명예와 비교예의 시료를 제작했다. 여기에서 형상 교정에 있어서의 신장률은 본 발명예·비교예 모두 0.4%로 했다. 또한 응력제거 소둔의 온도는, 본 발명예·비교예 모두 630℃이며, 최종 열처리 시간은 55초이었다.

제작한 본 발명예·비교예의 시료로부터 각종 시험편을 채취하고, 각각의 시험을 행하였다. 시험의 결과를 표 2에 나타낸다. 비커스 경도는 JIS-Z2244에 규정된 방법에 따라 3점 측정한 값의 평균값으로 했다. 하중은 1kg으로 설정했다. 또한 휨의 측정은 길이 150㎜, 폭 30㎜의 컷 샘플을 제작하고, 판두께의 1/3을 편측으로부터 에칭에 의해 제거한 후, 컷 샘플을 수직정반에 매달았을 때의 휨량을 측정하여 평가를 행하였다. 또 상기 컷 샘플은 길이 방향이 압연 방향으로 되도록, 제작한 시료의 폭 방향 중앙부에서 채취했다. 에칭액은 염화제2철 수용액을 사용하고, 액온 50℃의 에칭액을 분무시켜 시험편의 부식을 실시했다. 최대 부상 높이는 삼차원 형상 측정기를 이용하여 길이 800㎜로 절단한 시험편을 수평정반에 둔 상태로부터 부상 높이를 측정했다. 또 No.1, No.3에 있어서, 응력제거 소둔 후의 경도는 0.99n이었다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 적정한 조건으로 마무리 냉간 압연-형상 교정-최종 열처리를 행한 본 발명예의 시료는, 휨량, 부상 높이, 경도의 전부가 양호한 값을 나타내고, 에칭 후의 형상 변화를 억제할 수 있어 메탈 마스크 용도에 최적인 박판인 것을 확인할 수 있었다. 이에 대하여 형상 교정 후에 최종 열처리를 행하지 않고, 저온의 응력제거 소둔만 행한 비교예 No.11은, 에칭 후의 휨이 매우 큰 값이 되었다. 또한 최종 열처리의 온도가 높은 비교예 No.12는, 잔류응력의 해방에 의해 휨량은 매우 작지만, 경도가 지나치게 낮기 때문에 핸들링성의 관점으로부터 불량하다. 또한, 부상 높이도 실시예의 시료 중에서 가장 큰 값인 것을 확인했다.

(실시예 2)

계속해서, 본 발명예와 비교예의 시료의 조직을 관찰했다. 실시예 1의 No.1의 본 발명예의 제조 방법을 적용하고, 최종 열처리 조건을 조정해서 경도를 172HV(0.86n, n은 형상 교정 후의 박판의 경도)로 한 본 발명예인 시료 No.4와, 시료 No.4의 제법보다 최종 열처리의 온도를 높게 설정하고, 경도가 120HV(0.60n)로 되도록 조정한 비교예인 시료 No.13을 제작했다. 또 본 발명예 No.4는 사전에 휨량, 부상 높이를 측정하여, 실시예 1의 No.1과 동 수준인 것을 확인했다. 준비한 시료는 10×50㎜의 사이즈로 재단한 후, 결정립의 관찰을 쉽게 하기 위해서 산성 용액으로 시료 표면을 0.01㎜ 정도 용해하고, 광학 현미경으로 0.13㎟의 시야를 200배로 관찰했다. 본 발명예의 표면 사진을 도 1에, 비교예의 표면 사진을 도 2에 나타낸다. 도 1 및 도 2로부터 결정 입도 번호를 구한 결과, 비교예의 결정 입도 번호가 7.4이며, 본 발명예의 결정 입도 번호는 9.5이었다. 이것에 의해 본 발명예의 시료는 비교예보다 미립이며, 상술한 바와 같은 고경도, 저휨이라고 하는 특성을 발휘하기 쉬운 조직인 것을 확인할 수 있었다. 이상으로부터, 본 발명의 제조 방법을 적용해서 제작한 본 발명의 박판은 경도·휨·평탄도의 밸런스가 뛰어나고, 깊은 하프 에칭을 행해도 고정밀도의 에칭 가공을 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 질량%로, C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%(단, Co는 0∼20%)를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 냉간 압연용 소재에 대하여,
   압하율 5%∼50%의 마무리 냉간 압연을 실시해서 박판으로 하는 마무리 냉간 압연 공정과,
   상기 마무리 냉간 압연 후의 박판에 신장률 0.25%∼0.6%의 형상 교정을 행하는 형상 교정 공정과,
   상기 형상 교정 후의 박판에 박판의 비커스 경도가 0.85n∼0.97n(n=형상 교정 후의 박판의 비커스 경도)으로 되도록 열처리하는 최종 열처리 공정을 구비하고, 두께 1.0㎜ 이하의 메탈 마스크용 박판를 얻는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 형상 교정 공정과 상기 최종 열처리 공정 사이에, 박판의 비커스 경도가 0.98n 이상으로 되도록 박판을 열처리하는 응력제거 소둔 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판의 제조 방법.
3. 질량%로, C:≤0.01%, Si:≤0.5%, Mn:≤1.0%, Ni+Co:28∼52%(단, Co는 0∼20%)를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 두께가 1.0㎜ 이하인 메탈 마스크용 박판에 있어서,
   상기 메탈 마스크용 박판의 비커스 경도가 160HV 이상이며,
   상기 메탈 마스크용 박판의 800㎜ 길이에 있어서의 최대 부상 높이는 2㎜ 이하이며,
   상기 메탈 마스크용 박판으로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 1/3을 제거했을 때의 휨량이 20㎜ 이하이고,
   상기 메탈 마스크용 박판의 결정 입도 번호는 8.0 초과인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 박판.
4. 삭제

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