TW454043B - Fe-Ni alloys for electron gun parts and punched electron gun parts - Google Patents

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454 043 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 本發明係有關於適於作爲電子鎗零件、例如電子鎗電 極材料之可將沖孔加工性提高之Fe-Ni合金，並有關於藉 由將該合金素材施加沖孔加工，以在該素材上穿設電子束 通過用的微小孔之電子鎗沖孔加工零件，而以電子鎗電極 爲代表。 圖1係習知的蔭罩式彩色布朗管的斷面圖，面板1上 係塗布紅、綠、藍3原色發光用之螢光膜2，頸部上係裝 設電子束3發射用之電子鎗4。電子束3係被偏向軛5偏 向掃瞄。6代表蔭罩板，7代表磁屏。 圖2(a)及(b)係顯示裝配在電子鎗4上的沖孔加工零件 的一例之電極(柵極)10之立體圖和斷面圖。電極10的角色 ，係控制電子鎗的陰極所熱放出之電子，以形成電子束， 並將電子流量調變之。電極10上，係藉由壓印和沖孔加工 以形成分別爲紅、綠、藍發色用電子束通過用之微小孔 10a 、 10b 、 10c 。 4 一般而言，顯像管等所用之電子鎗零件，係將板厚 0.05〜0.5mm左右之非磁性不鏽鋼經由或未經由上述般之壓 印加工並藉由沖孔加工以形成出。 一般而言，顯像管等所甩之電子鎗零件用材料，係使 用非磁性不鏽鋼，最近，對於用以控制電子鎗的陰極所放 出的電子之電極，係著重在熱膨脹小方面而不是非磁性上 。詳而言之，伴隨著近年來電腦顯示器等顯像管之高精細 化、高機能化，電極零件之因熱膨脹所產生之微妙的尺寸 變化將對面板1(參照圖1)上的畫面性能(色純度)造成影響 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 71、裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —454 04 3 A7 齊 S 讨 1 B7 五、發明說明（ 。基於此，就開始使用具低熱膨脹特性之Fe-Ni合金、特 別是Fe-42%Ni合金(42合金)以作爲電極材料，習知之42 合金，在電極零件上進行微小孔10a、10b、l〇c之沖孔加 工時，藉由沖孔以將來自素材之沖孔屑切離時，在前端緣 l〇e(參照圖2)會有毛邊B之產生。沖孔加工時所產生之毛 邊，不僅會對電子束的控制產生不佳的影響，且會造成不 想要的電子放射，而對電子鎗而言係形成致命的缺陷。今 後的趨勢，由於顯像管的高精細度化之進展，故對電子鎗 零件所產生之毛邊的減少之要求乃是越來越嚴格。 習知之用以改善Fe-Ni合金的沖孔性之提案，有特開 平6-184703號、特開平6-122945號、特開平7-3400號、特 開平7-34199號等。 其中，特開平6-184703號係揭示出，將硫含量限定爲 0.002〜0.05%，並將硫或硫化合物分散於粒界_粒內；但僅 添加快削性元素之硫並限定其含量，對於最近之要求極高 精度的零件中之毛邊控制尙嫌不足。 又，特開平6-122945號、特開平7-3400號、特開平7-34199號係揭示出，添加鈦、鈮、釩、鉅、鎢、錐等強度 加強元素，藉由提高硬度和適度的脆化以抑制毛邊之產生 ，但因硬度之提高將帶來金屬模具的壽命減少之問題。 本發明係爲了解決上述習知技術的問題點所提出者， 其課題係提供一種不致產生金屬模具壽命減if問題、可改 善沖孔性之電子鎗零件用Fe-Ni合金，並提供藉由將該合 金沖孔加工所得之以電子鎗電極爲代表之電子鎗沖孔加工 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） {猜先0讀背面之注意事項再填寫本頁) --------- -訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 54 04 3 , A7 __ B7_._ 五、發明說明（$) 零件。" 本發明者等，將會影響沖孔性的夾雜物@組成深入探 討的結果，藉由將硫含量和易形成硫夾雜物的元素之鈦、 鎂、鈽、鈣的含量控制在特定的範圍內，以控制夾雜物的 組成，藉此以改善電子鎗零件用Fe-Ni合金的沖孔性，而 成功地將上述課題解決。具體而言，經詳細硏究的結果係 發現到，沖孔性提高的效果最佳之夾雜物係硫化物系夾雜 物，且，該硫化物系夾雜物的量和分布並未僅由硫含量所 決定出，鈦、鎂、鈽、鈣的含量也會產生大的影響。因此 ，依本發明，藉由添加適當的硫量，並配合+添加易形成 硫化物系夾雜物的元素之鈦、鎂、鈽、鈣，且將其含量控 制在特定的範圍內，即可供給出符合對電子鎗零件的毛邊 之嚴格要求之材料。又，就算依本發明之添加鈦、鎂、姉 、鈣，由於其等之添加係將所形成的硫化物夾雜物控制在 材料硬度上昇效果小之範圍內，因此不致因硬度之上昇而 產生金屬模具壽命減低之目題。 基於上述般之認知，本發明係提供一種電子鎗零件用 Fe-Ni合金，在重量％下，係含有：30~55%鎳， 0.0010〜0.0200%硫，0.8%以下錳，合計爲0.005%以上0.5% 以下之擇自鈦、鎂、鈽、鈣中的一種或二種以上元素，其 他係鐵和不可避免的不純物；並提供一種該Fe-Ni合金製 電子鎗沖孔加工零件。 又，亦發現到，將結晶粒度控制在依JIS G0551之沃 斯田體粒度編號7.0以上效果極佳。基於此，本發明更提 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 i 4 54 04 3 A7 B7 五、發明說明（…） 供一種電子鎗零件用Fe-Ni合金，在重量％下，係含有： 30~55% 鎳，0.0010-0.0200%硫，〇.8%以下鐘，合計爲 0.005%以上0.5%以下之擇自鈦、鎂、鈽、與中的—種或二 種以上元素，其他係鐵和不可避免的不純物，又該合金之 結晶粒度係依JIS G0551之沃斯田體粒度編號J.0以上；並 提供一種該Fe-Ni合金製電子鎗沖孔加工零件° 電子鎗沖孔加工零件之代表例係柵電極般之電子鎗電 極。 【圖式之簡單說明】 圖1係蔭罩式布朗管的斷面圖。 圖2係顯示依本發明的電子鎗沖孔加工零件的一例之 電子鎗的電極之立體圖⑻和斷面圖(b)。一 以下，將說明本發明之數値限定理由。； (鎳）：鎳係決定Fe-Ni合金的熱膨脹特性之重要元素’ 若未滿30%或超過50%，熱膨脹係數將過大而不佳。因此 ，鎳的成分範圍係限定在30-55%。 (硫）：硫可配合鈦、鎂、鈮、或鈣以形成沖孔性提高 用之硫化系夾雜物。其適當的範圍，雖然硫化物形成元素 的量也會有影響，但最少必須0.0010% ’若超過0.0200%因 效果將保持一定，故將硫成分範圍限定在0.0010〜0.0200% 0 . (錳）：錳可配合硫以形成沖孔性提高用之MnS，本發 明中，由於添加比錳更易形成硫化物之鈦、鎂、鈮、鈣中 之一種以上，故錳的存在並非特別重要。然而，若超過 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 454 3 叫 A7 B7 五、發明說明（/) 0.8%，由於會和不可避免的殘存氧結合而易形成不想要@ 氧化物系夾雜物，故將錳的成分範圍限定在0.8%以下。 (鈦、鎂、鈮、銘）：鈦、鎂、鈮、鹤，係比鏡更易形 成硫化物之元素，可在合金中形成硫化物夾雜物，以將沖 孔性提高。比錳更少量下即可展現效果，藉時令這些元素 的一種或二種以上合計含有0.005%以上，即可提高沖孔性 «然而，就算添加0.5%以上，由於效果已飽和而會造成成 本的上昇，故將上限限定爲0.5%。 上述以外的成分係不可避免的不純物和鐵。不純物， 係碳、磷、鉻、鈷等通常的不純物，由於對熱膨脹特性而 言爲有害，故這些不純物元素的量宜爲總計10~2000ppm。 又，若結晶粒度爲沃斯田體粒度編號7.0以上，由於 可適當地控制基體的延性，故可將沖孔性提if。粒度編號 ，係依據JIS · G · 0551所記載之結晶粒度試驗方法的規定 〇 本發明者等，在將沖孔時剪切變形和接續的延性破壞 的過程詳細解析時，不僅發覌到習知之以夾雜物作爲起點 的破壞會很快的產生，同時了解到所產生之龜裂會經由夾 雜物而快速地傳開，此乃將毛邊減少之重要的因素。又了 解到’對龜裂的傳播方面，有效的並非氧化物系夾雜物而 是硫化物系夾雜物。 又’本發明中硫之效果，並非習知之所謂快削性的改 善’亦即因硫之潤滑效果，而完全是有關剪切域的延丨生破 壞中龜裂之傳播。因此，和快削性改善所需的硫量相較下 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------k 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -V6· 454043 A7 B7 五、發明說明（士） ，本發明中所需的硫量係在少量下即可展現效果。 在使用矽或鋁般之脫氧元素之場合’爲了將不想要的 氧化物系夾雜物的殘存量減少，宜爲矽：0·3%以下、錦·· 0.05%以下。又，氧量，亦基於爲了將不想要的氧化物系夾 雜物的殘存量減少，宜爲未滿0.005%。 在製造時，係將熔製成上述既定成分之Fe-Ni合金_ 塊或連續鑄造扁塊經由或未經由鍛造而進行熱壓延’並重 覆地進行回火和冷壓延以形成最終厚度，再施加最終回火 以得出板厚0.05〜0.5mm左右之沖孔用素材。又，藉由適切 地控制回火條件以使得結晶粒度形成粒度編號7.0以上， 則可得更佳的結果。電子鎗零件，係藉由將素材經由或未 經由壓印加工再施加沖孔加工以完成出。 【實施例】 以下，使用實施例和比較例以說明本發明。 將以Fe-42重量％犯爲主成分之Fe-Ni合金藉由感應型 真空熔解爐以熔製成重量約6kg之鑄塊。原料，係使用電 解鐵、電解鎳、電解錳、金屬鈦、Ni-Mg母合金、Ni-Ce母 合金、Ni-Ca母合金，硫量之調整係藉由Fe-S(硫化鐵)的添 加以進行之。 、 各鑄塊，係在120(TC熱壓延而形成厚4mm的板。將 該板回火，經酸洗後冷壓延成1.5mm厚，接著經回火後再 冷壓延至0.5mm厚。接著，將其在真空中回火1小時以得 出供試材。 沖孔性的評價，係將供試材印壓加工成板厚〇.28mm 8 本紐尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱) ' " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 . 4540^3 A7 ' _^_JB7___ 五、發明說明（7) 厚，沖10個直徑0.4mm的孔，並求出此時所產生之最大毛 邊高和沖孔面的斷裂面比例。又，依本發明者等之沖孔性 硏究，係顯示斷裂面比例越大則毛邊的高度越小。表1係 顯示出本發明和比較例的化學成分、最大毛邊高和斷裂面 比例。 此處，所謂毛邊高，係對加工後的孔從孔斷面觀察的 場合毛邊之從孔下面算起的距離(突出長）。斷裂面比例(％) ，係定義成(斷裂面厚/板厚）X100。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧时轰笱員1-肖乍土 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 54 0 4 A7 B7 五、發明說明（ 經齊郎皆慧讨菱nr?— U 乍t卩·^ 堪氓谠《«眾《«氓 兴兴关关兴兴兴兴兴 S>. S Si. Si ix ix ii ii ix T^rW-^oaoc^icocQ ――〇t—(寸—C^tQO cncodc^cococccrocQ as 寸 N C- N 0^0—»^ —< CM c^z C<I .阁=t -K ^ cacaC3CT3f-<C3iN'r-(t—< '〇3 i> d co cr- Φ ic Ο Ο ΙΟ °.1 ο m ^ d d c〇· ο 2 .〇 d .2 2 〇 〇 〇 〇 〇 〇 Q 〇 CO 〇 Μ η <R 釙 眾迄s窀豸 C»· r-( O H d o ed o o 〇 .cicq^^co ^ 〇 O 〇 · 〇 〇 〇 〇 〇 s J <0 匀-二·二 〇 二•二 a η β g 〇 O 〇 d ?； 9 ? • · — cs d .· ? S o a oico^^aoac^^c*- rH»-HCaiC〇〇—<C^O 〇〇〇〇〇〇〇。〇 cs C- UD CO ο «—<〇〇〇〇 〇〇〇〇〇 cn CQiO-r^f—<C^?C^C30〇 〇〇〇〇〇〇〇 — — 〇〇〇〇〇〇〇〇〇 〇 〇 a ο ο ο o a o 1C Οί U2 o cc tQ —< —< ·—< ^ o o o o o o o o o o d d ο o d ca〇a〇C5 卜卜 fHMOO — — 〇 — — O 〇 1—i 〇 CO 〇 T-Λ 〇 *—* 〇 S ^HC^cn^U3〇r-a〇C3 〇 <-h <n — d — 一 — —----------ί裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 154 04 3 經濟部智慧时轰笱員!-肖Jar4s.n乍土 A7 B7 五、發明說明（y) 由表1可明顯地看出，本發明例和任一比較例相較下 ’其沖孔性優異，最大毛邊高小，斷裂面比例大。本發明 例之最大毛邊高僅3/zm。 ； 比較例No.10中硫量、以及比較例No.ll〜14中之鈦、 鎂 '鈮、鈣之添加元素量，由於係在本發明的範圍外，故 無法顯現添加效果，而造成最大毛邊高大、斷裂面比例小 、沖孔性不佳。 又，本發明例中，和結晶粒度係粒度編號未滿7.0之 No.6相較下，具有相同成分之粒度編號7.0以上的No.5之 最大毛邊高小、斷裂面比例大。 如上所述般，藉由可將沖孔性顯著地改善之本發明的 電子鎗零件用Fe-Ni合金，即可將用作電子鎗零件時致命 的毛邊問題解決，而得出符合顯像管的高品質化之優異的 電子鎗零件。 【符號之說明】 ----------------. --------訂·-------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 面板， 2 螢光膜 3 電子束 4 電子鎗 5 偏向軛 6 蔭罩板 7 磁屏 10 電極 10a ' 10b ' 10c 微小孔 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 前端緣 毛邊。 4 54-s A7 _ B7 五、發明說明（/φ

10e B ------------- 裝--- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂.. 經濟部智慧財產咼員1.消費^昨^.平鞑 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4 5 4 u A8 B8 G8 D8 If1,!)：：.. __Jj 齐, 六、申請專利範圍 ;----------- f --- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1. —種電子鎗零件用Fe-Ni合金，在重量％下，係含有： 30~55%鎳，0.0010-0.0200%硫，0.8%以下錳，合計爲 0.005%以 上0.5%以下之擇自鈦、鎂、鈽、鈣中的一種或數種元素，其他 係鐵和不可避免的不純物。 2. —種Fe-Ni合金製電子鎗沖孔加工零件，在重量％下， 係含有：30〜55%鎳，0.0010〜0.0200%硫，0.8%以下錳，合計爲 0.005%以上0.5%以下之擇自鈦、鎂、鈽、鈣中的一種或數種元 素，其他係鐵和不可避免的不純物。 3. —種Fe-Ni合金製電子鎗電極，在重量％下，係含有： 30~55%鎳，0.0010~0.0200%硫，0.8%以下錳，合計爲 0.005%以 上0.5%以下之擇自鈦、鎂、姉、鈣中的一種或數種元素，其他 係鐵和不可避免的不純物。 4. 根據申請專利範圍第1項之電子鎗零件用Fe-Ni合金， 其中該合金之結晶粒度爲依HS G0551之沃斯田體粒度編號7.0 或以上。 5. 根據申請專利範圍第2項之Fe-Ni合金製電子鎗沖孔加 工零件，其中該合金之結晶粒度爲依JIS G055J之沃斯田體粒 度編號7.0或以上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 根據申請專利範圍第3項之Fe-Ni合金製電子鎗電極， 其中該合金之結晶粒度爲依nS G0551之沃斯田體粒度編號7.0 或以上。 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公髮）