WO2004035849A1 - ｶﾗｰ受像管用ｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ用素材、ｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙおよびｶﾗｰ受像管 - Google Patents

ｶﾗｰ受像管用ｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ用素材、ｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙおよびｶﾗｰ受像管 Download PDF

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Toshiyuki Ueda
Hideo Ikeda
Shinichi Aoki
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Toyo Kohan Co., Ltd.
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    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07—Shadow masks for colour television tubes

Definitions

  • the present invention relates to a material for an aperture grill for a color picture tube, an aperture grill, and a color picture tube incorporating the same. More specifically, excellent tensile strength and lightness
  • the present invention relates to a material for an aperture-grill for a color picture tube having a high-temperature creep strength, an aperture-daryl, and a color picture tube incorporating the same.
  • the aperture grille used for color picture tubes is welded to the frame with a large tension applied during manufacture, so the material for the aperture grille for color picture tubes has a tensile strength of at least 75 OMPa It is needed. For this reason, a low carbon steel plate which has been subjected to strong processing and reinforced is used as the material for the aperture and grill for the color picture tube which is currently used.
  • heat treatment for blackening is performed after welding to the frame, but heat treatment is performed to maintain the tensioned state without loosening the tapes that make up the aperture grille after blackening. Is carried out at a temperature of 450 ° C below the recrystallization temperature of the steel in a short time of about 15 minutes.
  • the diffusion phenomenon cannot be avoided under these black heat treatment conditions, and the diffusion causes the tape to elongate, causing the tape to be twisted or cut.
  • the color picture tube is composed of an electron gun and a phosphor screen for converting an electron beam into an image.
  • the inside of the picture tube is covered with a magnetic shield material to prevent the electron beam from being deflected by geomagnetism. .
  • the aperture grill must also have the function as a magnetic shield material, and has a large magnetic flux density (Br) and a small coercive force (He) as magnetic properties. Materials with a large coercivity ratio (BrZHc) are required.
  • the magnetic flux density is 0.8 Tesla (T) or less.
  • Japanese Patent No. 25481333 discloses that N contains 40 to 100 PPM and Mn is 0.20.
  • a method has been disclosed for reducing the creep elongation during the blackening treatment due to the high strength and high temperature creep properties of the ultra-low carbon steel sheet containing up to 0.60% by weight.
  • the solute atom N since the solute atom N has a significantly smaller atomic radius than the solvent atom F e, N forms an interstitial solid solution in the Fe crystal lattice and forms a so-called Cottrell atmosphere.
  • N in Fe has a high diffusion rate, so creep elongation, that is, N atoms gather around dislocation creep to form a Cottrell atmosphere like a cloud, dislocation creep Creep elongation is reduced due to the effect of suppressing the movement of It is believed to have the effect.
  • the aperture grill must also have a function as a magnetic shielding material, and high soft magnetic characteristics are required, and these methods have limitations.
  • An object of the present invention is to provide a material for an aperture grille for a color picture tube, which has excellent tensile strength and high-temperature creep strength and also has excellent magnetic properties as compared with current materials, and a method for producing the same. Disclosure of the invention
  • the present inventor has conducted various studies to solve the above technical problem. As a result, by setting 1 to 0.05% by weight or more, the solid solution strengthening phenomenon of Si was found, and the excellent handling property was obtained. Thus, the present invention has achieved high strength characteristics, and has led to the present invention.
  • the most important technical problem disclosed by the present invention is that by setting 31 to 0.051% by weight or more, the solid solution strengthening method of Si can realize high strength characteristics with excellent handling properties. .
  • a color picture tube for aperture one grill material of the invention is, Mn and 0.60 weight 0/0 or more, the S i 0. 051% by weight or more, and A 1 0. 03 wt% or less, the balance F e Oyo ⁇ It is made of low carbon alloy steel consisting of unavoidable impurities.
  • a color picture tube for aperture one grill material of the invention is, C and 0.05 wt% or less, Mn of 0.60 wt% or more, 3 1 0.051 weight 0/0 or more, and 0.1 a A 1 0 It is characterized by being made of a low-carbon alloy steel containing 3% by weight or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • a color picture tube for aperture one grill material of the invention is a 0.60 wt% or more Mn, the S i 0. 05 1% by weight or more, and A 1 0. 03 weight 0/0 or less, the balance F e It is characterized in that the low carbon alloy steel strip consisting of unavoidable impurities is subjected to shape modification by heat treatment at a temperature without recrystallization.
  • C is 0.03% by weight or less and Mn is 0.60% by weight. /.
  • the material for an aperture and a grill for a color picture tube according to the present invention comprises: Mn of 0.60% by weight or more, 31 of 0.051% by weight or more, and A1 of 0.03% by weight or less, with the balance Fe and inevitable
  • a low-carbon alloy steel strip made of impurities is subjected to surface roughness treatment so that the surface roughness Ra (JISB 0601) is 0.1 to 0.8 ⁇ , and heat treatment is performed at a temperature that does not cause recrystallization. It is characterized by performing shape correction processing.
  • the material for the aperture grille of the color picture tube of the present invention is as follows: C is 0.03% by weight or less, Mn is 0.60% by weight or more, 31 is 0.051% by weight or more, and A1 is 0.03% by weight. % Or less, and the low carbon alloy steel strip consisting of the balance Fe and unavoidable impurities is subjected to a surface roughness treatment so that the surface roughness Ra (JISB 0601) is in the range of 0.8 to 0.8 ⁇ m.
  • the material is subjected to shape correction by heat treatment at a temperature that does not cause recrystallization.
  • P is 0.10% by weight or less
  • N is 0.0040 to 0.030% by weight
  • ⁇ 1 ⁇ is 0.1% by weight. It is preferable that one or more of any one of 001% by weight or more and S is 0.10% by weight or less be contained within the above-mentioned respective component amounts.
  • An aperture grill for a color picture tube according to the present invention is characterized by using the material for an aperture grill described above.
  • a color picture tube according to the present invention is characterized in that the above-mentioned aperture grill is incorporated.
  • the low-carbon steel used as the material of the aperture grill of the present invention is preferably a steel obtained by decarburizing and denitrifying using a vacuum degassing method to reduce carbides and nitrides in the steel and hot-rolled.
  • the upper limit is preferably 0.05% by weight, more preferably 0.01% by weight or less, and the lower limit is vacuum degassing or open by a box-type annealing furnace.
  • the content is preferably 0.0001% by weight, more preferably 0.0002% by weight or more, and more preferably 0.005% by weight, which can be practically reduced by coil annealing (OCA). % Or more.
  • Mn is an important component of the present invention, and in order to improve the creep characteristics of the aperture grill, the content of Mn is preferably as large as possible, and the lower limit is set to 0.60% by weight. From the viewpoint of properties, the content is preferably 3.0% by weight or less.
  • Si is in the range of 0.051 to 6.0% by weight. More preferably, the content is 0.051 to 1.0% by weight. More preferably, the content is set to 0.06 to 0.5% by weight.
  • Si degrades the adhesion of the blackened film, so the amount was restricted to a small amount.
  • the amount of Si can be relaxed from the conventional regulation by improving the annealing conditions for blackening and reducing the variation in surface roughness. Therefore, Si is positively added for the purpose of improving mechanical properties and reducing magnetic properties, especially coercive force (He), by using solid solution strengthening. At less than 0.051% by weight, no improvement in tensile strength due to solid solution is observed. Conversely, if the content exceeds 6.0% by weight, the adhesion of the blackened film is deteriorated. 6 to 6.0%.
  • the content of S is preferably as small as possible, and is preferably 0.10% by weight or less. More preferably, the content is 0.05% by weight or less.
  • A1 is an important element of the present invention like Mn, and is used as a deoxidizing agent in a steelmaking process, and has an effect of improving the cleanliness of steel. Therefore, the content is preferably 0.001% by weight or more.
  • the upper limit should be 0.03% by weight or less.
  • N must be added because it forms a solid solution in steel, increases the hardness of the material, and improves the tensile strength and creep strength. Furthermore, in order to form a nitride of high hardness, since the nitride is finely dispersed in crystal grains, it has an effect of inhibiting the movement of dislocation creep, and thus has an effect of particularly improving creep strength. You.
  • 0.0040 weight. / 0 or more is preferable. More preferably, the content is 0.007% by weight or more.
  • the amount of N is large, the amount of nitrides increases excessively and the material becomes embrittled. More preferably, the content is 0.017% by weight or less.
  • Cu may be added as a solid solution in steel to increase the material hardness and improve the tensile strength and creep strength.
  • the content is preferably more than 0.001% by weight.
  • the content is more preferably 0.002% by weight or more, and even more preferably 0.003% by weight or more.
  • the etching rate is reduced and the etching solution is contaminated, so that the content is preferably 2.0% by weight or less. More preferably, the content is 0.1% by weight or less.
  • Cr may be added since it forms a solid solution in copper to increase the material hardness and improve the tensile strength and creep strength. When added, Cr suppresses the diffusion of N, which forms the Cottrell atmosphere, through interaction with the solid solution nitrogen (N) remaining in the steel. In particular, at high temperatures such as 455 ° C, the diffusion rate of N becomes extremely high, so that the effect of suppressing the movement of dislocations at high temperatures only with N is small.
  • the lower limit of the amount of Cr added is preferably set to 0.001% by weight or more. More preferably, the content is 0.002% by weight or more. More preferably, the content is 0.003% by weight or more. On the other hand, if the Cr content is large, carbides are formed and the magnetic properties are impaired. The content is preferably not more than 0.1% by weight. More preferably, the content is 0.09% by weight or less. More preferably, the content is 0.08% by weight or less.
  • the upper limit is 0.10% by weight.
  • Ti may be added if necessary. If added, 0.10% by weight or less is desirable. If the content exceeds 0.1% by weight, recrystallization during annealing is suppressed, and magnetic properties are degraded, or annealing at a higher temperature is performed, and a heat buckle is generated, which is not preferable.
  • Nb may be added if necessary.
  • 0.10% by weight or less is desirable. 0.10 weight. If the ratio exceeds / 0 , recrystallization during annealing is suppressed and the magnetic properties are degraded, or annealing at a higher temperature results in heat buckle, which is not preferable.
  • B can be added as needed.
  • the content is preferably 0.010% by weight or less. If the content exceeds 0.010% by weight, B evaporates during a high vacuum in the cathode ray tube, deteriorating the vacuum, which is not preferable.
  • a method for producing a thin steel sheet as a material for an aperture grille of the present invention will be described.
  • the molten metal having the above composition obtained by the ordinary melting method is subjected to vacuum degassing or deoxidizing treatment by A1, Si or the like, and is subjected to a continuous forming and hot rolling step to obtain a hot rolled sheet. In the pickling process, after descaling, cold rolling is performed to a thickness of 0.2 to 0.3 mm.
  • finishing force is applied by cold rolling to a predetermined plate thickness of 0.05 to 0.20 mm.
  • a box annealing furnace or a continuous annealing furnace may be used.
  • heat treatment is performed in a temperature range where recrystallization is not performed without applying a surface roughness treatment, or in a temperature range where recrystallization is not performed after performing a surface roughness treatment.
  • the atmosphere is preferably a non-oxidizing atmosphere, for example, particularly preferably a reducing atmosphere containing nitrogen and hydrogen.
  • the surface roughness imparting treatment may be performed by a well-known method, for example, may be performed in a temper rolling step, and is further performed during cold rolling to a predetermined thickness of 0.05 to 0.2 Omm. You may. Before and after the heat treatment in a temperature range that does not cause recrystallization, a treatment for correcting the shape of the plate using a mechanical type tension leveler or a hydro tension leveler may be performed.
  • the surface roughness Ra (JISB0601) of the cold rolled sheet is preferably in the range of 0.1 to 0.8 ⁇ . More preferably, the range is 0.4 to 0.6 / zm. If it is less than 0.1 / im, the adhesion to the resist is poor. If it exceeds 0.8, the adhesion is too good, and the resist at the portion to be dissolved during development tends to remain.
  • Table 1 shows that steels having different chemical compositions (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5) were degassed under vacuum, and the molten slab was hot-rolled. Shows the chemical composition of a plate.
  • FT in Table 1 indicates the finishing temperature of the hot rolled sheet.
  • These hot-rolled sheets were washed with sulfuric acid and cold-rolled to obtain cold-rolled sheets having a thickness of 0.2 to 0.3 mm. afterwards An annealing treatment was performed using a continuous annealing furnace, and the sheet thickness was reduced to 0.10 mm by cold rolling. During this cold rolling, a constant surface roughness was given to the rolling rolls to adjust the surface roughness Ra of the cold rolled sheet.
  • Table 2 summarizes the characteristic test results for the test materials obtained in this way.
  • the tensile test at installation Tron type tensile testing machine, creep elongation is using creep testing machine (manufactured by Tokai Seisakusho), by applying a load stress 2 9 4 N Roh mm 2, 4 5 5 X 6 0 minute hold in the air And the elongation (%) when three cycles of holding at 455 ° C for 20 minutes in the air with a load stress of 2 94 ⁇ 2 were measured and evaluated. did.
  • This creep strength test evaluation was determined based on the following criteria. That is, if the creep elongation in the column of “Characteristics” for the aperture-grill material shown in Table 2 was “0.3% or less”, it was judged to be acceptable. The reason is that after the aperture grill is welded to the frame, heat treatment for blackening is performed. The test conditions for the aperture grill material were set so that the aperture grill could be maintained in tension without loosening even after the aperture grill was attached to the frame under tension. Things. Under these conditions, the creep elongation was measured after applying a load stress of 29 A NZmm 2 to the aperture grill material and holding it at 455 ° C for 60 minutes.
  • the tapes that make up the aperture grill can be maintained in tension without loosening even after the aperture grille is installed in the picture tube.
  • An aperture grill for a color picture tube can be obtained.
  • the electron beam is prevented from being deflected by geomagnetism, and a clear color picture tube without distortion can be obtained.
  • the surface roughness Ra was measured according to JIS B0601.
  • the adhesion to the resist is as follows: After applying water-soluble casein so that the thickness after drying is 5 to 6 m, apply a grid with a cutter to reach the steel plate and forcibly peel off with cellophane tape The test was performed. A case where there was no peeling was judged as pass (indicated by ⁇ in Table 2), and a case where there was a peeled part was judged as failed (indicated by X in Table 2).
  • the ABBA one Chiya one grill material, 2 9 4 over N Bruno mm 2 load stress, cold and heat retention 2 0 min at 4 5 5 ° C The elongation after three cooling cycles is set to 0.6% or less.
  • the aperture is a daryl material that can cope with the aperture grille even after the aperture grille is incorporated into the picture tube.
  • the magnetic properties were determined by annealing at 455 ° C for 10 minutes, followed by the Epstein method (primary winding). Then, measure the residual magnetic flux density B r (T) and coercive force He (A / m) using the method of applying a secondary winding and applying an external magnetic field (measurement applied a magnetic field of 796 AZm). B r (T) / He (A / m) was determined. It is desirable that this magnetic property be at least 0.0025. Characteristic evaluation results
  • Table 2 shows that the product of the present invention is excellent in any of the above-mentioned characteristics. Therefore, as a comprehensive evaluation, a symbol of ⁇ or ⁇ is shown in the column of judgment. ⁇ or ⁇ indicates the acceptable range, the tensile strength is 75 OMPa or more, the creep elongation under the test conditions shown above is 0.3% or less, the magnetic property (Br / Hc) is 0.0025 or more, Surface roughness Ra (JIS
  • B 0601 shows a material having a characteristic of 0.1 to 0.8 / xm or more in force and good adhesion to a resist.
  • ⁇ particularly indicates the case where the magnetic properties (Br / Hc) are as excellent as 0.003 or more.
  • the comparative examples that do not fall within the scope of the present invention are inferior in any of the above-mentioned characteristics, and therefore, are indicated by the symbol X or ⁇ as the overall evaluation.
  • ⁇ indicates a case where the tensile strength is slightly inferior.
  • the material for the aperture grille of the color picture tube of the present invention is excellent in etching properties, and particularly, the rigidity and tensile strength are enhanced by the solid solution strengthening effect of Si for handling.
  • Aperture grille made of this material has high tensile strength, high temperature creep strength and adhesion to resist, and has excellent magnetic properties (Br / Hc). ), It is possible to obtain an aperture-grill type color picture tube without color shift on the screen.

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Abstract

ｺｲﾙ内で均一で優れた磁気特性を有するｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ用素材、そのｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ用素材を用いたｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ及びそのｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙを組み込んだ色ずれのないｶﾗｰ受像管を提供することを目的とする。Ｍｎを０．６重量％以上、Ｓｉを０．０５１重量％以上、およびＡｌを０．０３重量％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼からなるｶﾗｰ受像管用ｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ用素材、その素材を用いたｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙ及びそのｱﾊﾟｰﾁｬｰｸﾞﾘﾙを組み込んだ受像管を得る。

Description

カラ一受像管用アパーチャーグリル用素材、 アパーチャーグリルおよびカラー受像 管
技術分野
本発明は、 カラー受像管用アパーチャ一グリル用素材、 アパーチャ一グリルおよ びそれを組み込んだカラー受像管に関する。 より詳細には、 優れた引張強度および 明
高温クリープ強度を有するカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材、 アパーチャ 一ダリルおよびそれを組み込んだカラー受像管に関する。
書 背景技術
カラー受像管に使用されるアパーチャーグリルは、 その製造に際して大きな張力 を負荷した状態でフレームに溶接されるため、 カラー受像管用アパーチャ一グリル 用素材は少なくとも 7 5 O M P aの引張強度を有していることが必要とされている 。 そのため現在使用されているカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材としては 、 強加工を施して加工強化した低炭素鋼板が使用されている。
さらに、 フレームに溶接された後黒化するための熱処理が施されるが、 黒化後の アパーチャーグリルを構成している各テープが弛むことなく張力が負荷された状態 を保持するために、 熱処理は鋼の再結晶温度以下の 4 5 5 °Cで 1 5分程度の短時間 で実施されている。 しかし。 この黒ィヒ熱処理条件では拡散現象を回避することがで きず、 拡散によりテープに延びが生じ、 テ一プが捻れたり切れたりする原因となつ ている。 このため、 カラー受像管用アパーチャ一グリル用素材としては、 7 5 0 M P a以上の引張強度と、 4 5 5 °C X 1 5分の黒化熱処理で延びが生じない、 すなわ ち 2 9 4 M P aの引っ張り応力を負荷した際の伸びが 0 . 4 %以下であるクリー プ強度を有していることが必要とされる。 カラー受像管は、 電子銃と電子ビームを映像に換える蛍光面から構成されており 、 電子ビームが地磁気により偏向されることを防止するため、 受像管内部は磁気シ 一ルド材で被覆されている。 アパーチャ一グリルは、 この磁気シールド材としての 作用をも有している必要があり、 磁気特性としての磁束密度 （B r ) が大きく、 保 磁力 （H e ) が小さレ、、 すなわち磁束密度と保磁力の比 （B r ZH c ) が大きい材 料が求められる。 し力 し、 上記のように高い降伏強度を得るために強加工が施され 、 かつ黒化熱処理も再結晶温度以下で行われる低炭素鋼板においては、 磁束密度が 0 . 8テスラ （T) 以下と小さく、 また保磁力が約 4 0 0 AZmと大きく、 したが つて B r ( T) /H c (A/m) 力 ^ 約 0 . 0 0 2と小さく、 磁気シールド材として 劣っている。
従来、 低炭素鋼板の引張降伏強度を向上させる方法としては、 Cや Nなどによる 固溶強化法があるが、 鋼中の Cや Nの量が多くなると炭化物や窒化物が増加し、 磁 壁の移動が妨げられるようになり、 磁気特性が劣化する。 また、 クリープ強度を向 上させる方法として鋼中に炭化物などを析出させる方法があるが、 これらの析出物 のほとんどは粒径がミクロンオーダーで大きく、 これらは磁壁の移動を妨害し、 磁 気特性を大きく劣化させるため、 このような方法は、 現行のカラー受像管用ァパー チヤ一グリル用の素材の製造方法として適用されていない。
また、 その他のアパーチャグリルタイプのマスク用鋼板素材に関し、 例えば、 特 許第 2 5 4 8 1 3 3号公報には、 Nを 4 0〜1 0 0 P P M含有し、 M nを 0 . 2 0 〜 0 . 6 0重量％含有する極低炭素鋼板が有する高強度および高温クリープ特性に より、 黒化処理時のクリープ伸びを低減する方法が公開されている。 この場合、 溶 質原子 Nは溶媒原子 F eに比べて、 原子半径が著しく小さいため、 Nは F e結晶格 子中において侵入型固溶体を形成し、 所謂、 コットレル雰囲気を形成する。 黒化処 理温度のような高温において、 F e中の Nは拡散速度が速いので、 クリープ伸び、 すなわち転位クリープのまわりに N原子が集まって、 雲のようなコットレル雰囲気 を形成し、 転位クリープの動きを抑制する作用を生じるので、 クリープ伸びが低減 される効果を有すると考えられている。
これらの方法では、 アパーチャ一グリルが磁気シールド材としての作用をも有し ている必要があり、 高い軟磁気特性を要求されており、 これらの方法では限界があ る。
本発明は、 優れた引張強度および高温クリープ強度を有するとともに、 現行材ょ りも優れた磁気特性を有するカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材およびその 製造方法を提供することを課題とする。 発明の開示
本発明者は、 上記技術課題を解決するために種々研究した結果、 1を0. 05 1重量％以上とすることで、 S iの固溶強化現象を見出したことにより、 ハンドリ ング性の優れた高強度特性を実現でき、 本発明に至ったものである。
すなわち、 本発明が開示する最も重要な技術的課題は、 3 1を0. 051重量％ 以上とすることで、 S iの固溶強化法により、 ハンドリング性の優れた高強度特性 を実現できた。
本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Mnを 0. 60重量0 /0 以上、 S iを 0. 051重量％以上、 および A 1を 0. 03重量％以下、 残部 F e およぴ不可避的不純物からなる低炭素合金鋼からなることを特徴とする。
本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Cを 0. 05重量％以下 、 Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 051重量0 /0以上、 および A 1を 0. 0 3重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼からなること を特徴とする。
本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Mnを 0. 60重量％以 上、 S iを 0. 05 1重量％以上、 および A 1を 0. 03重量0 /0以下、 残部 F eお よび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼帯に、 再結晶しなレ、温度で熱処理による 形状修正処理を施すことを特徴とする。 本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Cを 0. 03重量％以下 、 Mnを 0. 60重量。/。以上、 31を0. 051重量％以上、 および A 1を 0. 0 3重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼帯に、 再結晶 しない温度で熱処理による形状修正処理を施すことを特 ¾とする。 本発明のカラ 一受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 051重量％以上、 および A 1を 0. 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不 純物からなる低炭素合金鋼帯に表面粗さ R a (J I S B 0601) が 0. 1〜 0. 8 μπιとなるように表面粗度付与処理を施し、 再結晶しない温度で熱処理によ る形状修正処理を施すことを特徴とする。
本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材は、 Cを 0. 03重量％以下 、 Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 051重量％以上、 および A 1を 0. 0 3重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼帯に表面粗さ R a (J I S B 0601) が 0. ：!〜 0. 8 μ mとなるように表面粗度付与処 理を施し、 再結晶しない温度で熱処理による形状修正処理を施すことを特徴とする 前記各素材は、 Pを 0. 10重量％以下、 Nを 0. 0040〜0. 030重量％ 、 〇1^を0. 001重量％以上、 あるいは Sを 0. 10重量％以下、 のうちの何れ かの成分の 1種又は 2種以上を前記したそれぞれの成分量の範囲内で含有すること が望ましい。
本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリルは、 前記の何れかに記載のァパーチ ヤーグリル用素材を用いたものであることを特徴とする。
さらに、 本発明のカラー受像管は、 前記のアパーチャ一グリルを組み込んだもの であることを特徴とする。 発明を実施するための最良の形態
本発明者の研究によって、 3 1を0. 06重量％以上とすることで、 S iの固溶 強化現象により 75 OMP a以上の引張強度を実現でき、 更に、 時効処理による焼 鈍で B r (T) /He (A/m) は、 0. 0025以上となり優れた磁気特性が得 られることが判明した。 本発明のアパーチャ一グリルの素材として用いる低炭素鋼としては、 真空脱ガス 法を用いて脱炭および脱窒処理し、 鋼中の炭化物および窒化物を減少させ、 熱延し たものが好ましい。 まず、 本発明のアパーチャ一グリルの素材に用いる鋼に含有さ れる元素の種類、 およびその含有量の限定理由について説明する。
Cは、 鋼中に固溶して、 材料硬さを増し、 引張強度およびクリープ強度が向上す るので、 添加する必要があるが、 C量が多いと炭化物が増加し、 エッチング特 1"生が 妨げられる原因となるので、 上限を 0. 05重量％の含有量とするのが好ましい。 より望ましくは 0. 01重量％以下とする。 下限は、 真空脱ガス処理あるいは箱形 焼鈍炉によるオープンコイル焼鈍 （OCA) で実用的に低減可能な、 0. 0001 重量％の含有量とするのが好ましい。 より好ましくは 0. 0002重量％以上の含 有量であり、 さらに好ましくは 0. 005重量％以上の含有量である。
Mnは本発明の重要な成分であり、 アパーチャ一グリルとしてのクリープ特性を 向上させるためには Mnの含有量は多い程好ましく、 下限を 0. 60重量％とする が、 上限は製造コストとエッチング性の観点より、 3. 0重量％以下が好ましい。
S iは 0. 051〜 6. 0重量％の範囲とする。 より望ましくは、 0. 051〜 1. 0重量％とする。 更に、 より望ましくは、 0. 06〜0. 5重量％とする。 従 来のアバチヤ一グリルにおいて、 S iは黒化膜の密着性を劣化するため、 その量を 少なく規制していた。 しカゝし、 黒化の焼鈍条件の改善や表面粗度のバラツキ低減な どから、 S i量を従来の規制からの緩和が可能となった。 そこで、 固溶強化のアツ プによる機械特性アップと磁気特性、 特に保磁力 （He) の低減を目的に、 S iを 積極的に添加する。 0. 051重量％未満では、 固溶による引張強度の向上が認め られない。 逆に 6. 0重量％を超えると、 黒化膜の密着性を劣化するため、 0. 0 6〜6. 0%とする。
Sは、 結晶粒界に偏祈し、 エッチング特性を著しく阻害するうえ、 素材の脆化の 原因にもなるので、 含有量は少ないほうが好ましく、 0. 10重量％以下とするの が好ましい。 さらに好ましくは 0. 05重量％以下の含有量である。
A1は、 Mnと同様に本発明の重要な元素であり、 脱酸剤として製鋼工程において 用いられ、 鋼の清浄度を向上する効果を有する。 このため、 0. 001重量％以上 の含有量とすることが好ましい。 一方、 A 1を多量に含有すると、 固溶硬化による 脆ィ匕を生じるうえ、 エッチング特性を劣化するだけでなく、 鋼中の固溶 Nと結合 し A1Nとなり、 固溶 Nを低減させてクリープ特性を劣化させるため、 上限を 0. 03重量％以下の含有量とする。
Nは前記のように、 鋼中に固溶して、 材料硬さを増し、 引張強度およびクリープ 強度が向上するので、 添加する必要がある。 さらには高硬度の窒化物を形成するう え、 この窒化物が結晶粒内に微細に分散することにより、 転位クリープの移動を阻 止する効果を有するので、 特にクリープ強度を向上する効果を有す。
このため、 0. 0040重量。 /0以上の含有量とすることが好ましい。 より好まし くは 0. 007重量％以上の含有量である。
一方、 N量が多いと窒化物が増加し過ぎて、 材料を脆化するので、 0. 03重量 %以下の含有量とするのが好ましい。 より好ましくは 0. 017重量％以下の含有 量である。
Cuは鋼中に固溶して、 材料硬さを増し、 引張強度およびクリープ強度が向上す るので、 添カ卩しても良い。 添加する場合、 0. 001重量％を超えた含有量とする ことが好ましい。 より好ましくは 0. 002重量％以上の含有量であり、 さらに好 ましくは 0. 003重量％以上の含有量である。
一方、 Cu量が多いとエッチング速度を低下し、 エッチング液を汚染するので、 2. 0重量％以下の含有量とするのが好ましい。 さらに好ましくは 0. 1重量％以 下の含有量である。 C rは、 銅中に固溶して、 材料硬さを増し、 引張強度およびクリープ強度が向上 するので、 添加しても良い。 添加する場合、 C rは鋼中に残存する固溶窒素 （N) との相互作用により、 コットレル雰囲気を形成した Nの拡散を抑制する。 特に、 455°Cのような高温では Nの拡散速度は著しく高くなるため、 Nのみでの高温 の転位の移動を抑制する効果は小さい。 C rは 455°Cの高温でも Nに比べ、 拡 散速度は小さいため、 Nと相互作用を生じた Crが結果的に Nの拡散を抑え、 結果 的に転位の移動を妨げることとなる。 すなわち、 クリープ伸びを低減させる。 しか し、 一方で、 過多の C r量は磁気特性を劣化させるため、 C r添加量の下限は、 0 . 001重量％以上の含有量とすることが好ましい。 より好ましくは 0. 002重 量％以上の含有量であり、 さらに好ましくは 0. 003重量％以上の含有量である 一方、 C r量が多いと炭化物を形成し、 磁気特性を阻害するので、 0. 1重量％ 以下の含有量とするのが好ましい。 より好ましくは 0. 09重量％以下の含有量と するのが好ましい。 さらに好ましくは 0. 08重量％以下の含有量である。
Pはエッチング 1生を阻害するため、 上限を 0. 10重量％とする。
T iは必要により添加しても良い。 添加する場合は、 0. 10重量％以下が望ま しい。 0. 10重量％を超えると、 焼鈍時の再結晶を抑制し、 磁気特性を劣化させ るか、 または、 より高温での焼鈍となり、 ヒートバックルが発生し、 好ましくない
Nbは必要により添加しても良い。 添カ卩する場合は、 0. 10重量％以下が望ま しい。 0. 10重量。 /0を超えると、 焼鈍時の再結晶を抑制し、 磁気特性を劣化させ る力、 または、 より高温での焼鈍となり、 ヒートバックルが発生し、 好ましくない
Bは必要により添カ卩しても良レ、。 添加する場合は、 0. 010重量％以下が望ま しい。 0. 010重量％を超えると、 ブラウン管内の高真空時に Bが蒸発し、 真空 を劣化させるので、 好ましくない。 次に、 本発明のアパーチャ一グリル用素材としての薄鋼板の製造方法を説明する 。 通常の熔解法により、 得られた上記組成の溶湯は真空脱ガスあるいは A 1、 S i 等による脱酸処理を施し、 連続铸造および熱間圧延工程を経て、 熱延板が得られる 。 酸洗工程において、 脱スケール後、 冷間圧延し、 0. 2〜0. 3 mmの板厚とす る。 次いで、 焼鈍処理により軟化処理後、 所定の板厚 0. 05〜0. 20mmまで 、 冷間圧延により仕上げ力卩ェを施す。 焼鈍処理は、 箱形焼鈍炉、 連続焼鈍炉のいず れかを用いても差し支えない。 更に、 冷間圧延による仕上げ加工後に、 表面粗度付 与処理を施さず、 再結晶しない温度範囲で熱処理を施すか、 あるいは、 表面粗度付 与処理を施した後、 再結晶しない温度範囲で熱処理を施す。 雰囲気は、 非酸化性の 雰囲気が良く、 例えば、 窒素と水素を含んだ還元性雰囲気が特に好ましい。 なお、 表面粗度付与処理は、 良く知られた方法で良く、 例えば調質圧延工程で行っても良 く、 更に所定の板厚 0. 05〜0. 2 Ommまで、 冷間圧延する時に行っても良い 。 また、 再結晶しない温度範囲での熱処理を行う前後で、 メカニカル方式テンショ ンレベラ一あるいはハイ ドロテンションレベラ一による板の形状を矯正する処理を 行っても良い。
冷延板の表面粗さ R a (J I S B 0601) は 0. 1〜0. 8 μπιの範囲が 良い。 より好ましくは、 0. 4〜0. 6 /zmの範囲が良い。 0. 1 /im未満では、 レジストとの密着性が悪く、 0. 8 を超えると、 密着个生が良すぎて、 現像時に 溶解すべき箇所のレジストが残存しやすい。 実施例
以下、 実施例について本発明をさらに詳細に説明する。
表 1には、 異なった種類の化学組成を有する鋼 （実施例 1〜4、 比較例 1〜5) を真空脱ガスして、 熔製したスラブを熱間圧延し、 2. Ommの熱延板とした際の 化学組成を示す。 なお、 表 1の FTは熱延板の仕上げ温度を示す。 これらの熱延板 を硫酸酸洗した後冷間圧延し、 板厚が 0. 2〜0. 3 mmの冷延板とした。 その後 、 連続式焼鈍炉を用いて、 焼鈍処理を施し、 さらに冷間圧延により板厚 0 . 1 0 m mとした。 この冷間圧延時、 圧延ロールに一定の表面粗度を付与して、 冷延板の表 面粗さ R aを調整した。 一定の表面粗さ R aを付与後、 更に再結晶しない程度の熱 処理を施した。 また、 上記冷間圧延後、 改めて粗度付与処理を行い、 再結晶しない 程度の熱処理を行った。 表 1及ぴ表 2において、 実施例 3〜4、 比較例 3〜5は表 面粗度付与処理を調質圧延により行つた。 実施例 1〜 2、 比較例 1 ~ 2は冷間圧延 時に表面粗度を付与した。 銅の化学成分及び熱延板の仕上げ温度 (FT)
Figure imgf000010_0001
表 2は、 このようにして得られた供試材について特性試験結果をまとめて示す。 引張試験はインス トロンタイプ引張試験機にて、 クリープ伸びはクリープ試験機 ( 東海製作所製） を用い、 負荷応力 2 9 4 Nノ mm2をかけて、 大気中において 4 5 5 X 6 0分保持した際の伸び （％) と、 負荷応力 2 9 4 ΝΖιηιη2をかけて、 大気中 において 4 5 5 °C X 2 0分保持を 3回繰り返した際の伸び （％) との両者を測定し 評価した。
このクリープ強度試験評価は次の基準で定めたものである。 すなわち、 表 2中に 記載のアパーチャ一グリル素材時の 「特性」 の欄におけるクリープ伸びを 「0 . 3 %以下」 であれば、 合格とした。 その理由は、 アパーチャ一グリルがフレームに溶 接された後、 黒ィヒするための熱処理が施されることを想定して、 黒化処理後におい て張力を負荷させた状態でフレームにアパーチャーグリルが取り付けられた後にお いても、 アパーチャ一グリルが弛むことなく張力を負荷された状態を保持させうる ためのアパーチャ一グリル素材の試験条件を定めたものである。 この条件として、 アパーチャ一グリル素材に負荷応力 2 9 A NZmm 2をかけて、 4 5 5 °Cで 6 0分間 保持をした後のクリープ伸びを測定したものである。 この伸びが 0 . 3 %以下であ れば、 アパーチャ一グリルが受像管に組み込まれた後においても、 アパーチャーグ リルを構成している各テープが弛むことなく、 張力を維持した状態で保持できる力 ラー受像管用アパーチャ一グリルを得ることができる。 そして、 該アパーチャーグ リルを組み込んだカラー受像管は電子ビームが地磁気により偏向されることが防止 され、 歪みのない鮮明なカラー受像管を得ることができる。
表面粗さ R aは J I S B 0 6 0 1に準じて測定した。 また、 レジストとの密 着性は、 乾燥後の厚みが 5〜6 mになるように、 水溶性カゼインを塗布した後、 カッターで、 鋼板まで達するように碁盤目を入れ、 セロハンテープによる強制剥離 試験を行った。 全く剥離がない場合を合格 （表 2では〇と表示） とし、 一部でも剥 離部があった場合を不合格 （表 2では Xと表示） とした。
さらに、 カラー受像管の実機においては、 黒化処理に続き、 受像管に組み込んだ 後に行うベーキング処理、 ガラス封着処理などの加熱処理が行われる。 このため、 ァパ一チヤ一グリルのクリーブ伸びは、 前記アパーチャ一グリル素材の伸びよりも 大きいものと想定される。 従って、 本発明では、 上記実機の製造工程に鑑み、 アバ 一チヤ一グリル素材に、 2 9 4 Nノ mm 2の負荷応力をかけて、 常温と 4 5 5 °Cで 2 0分間保持の加熱冷却繰り返しを 3回したときの伸びを 0 . 6 %以下になるように したものである。
この伸びが 0 . 6 %以下であれば、 アパーチャ一グリルが受像管に組み込まれた 後においても、 アパーチャ一グリルに対応できるアパーチャ一ダリル素材であるか らである。
磁気特性は、 4 5 5 °Cで 1 0分にて、 焼鈍を施した後、 ェプスタイン法 （1次捲 及び 2次捲線を施し、 外部磁場をかけて測定する方法 （評価は 796 AZmの磁場 をかけた） にて、 残留磁束密度 B r (T) と保磁力 He (A/m) を測定し、 B r (T) /He (A/m) を求めた。 この磁気特性は 0. 0025以上あることが望 ましい。 特性評価結果
Figure imgf000012_0001
表 2より、 上記いずれの特性においても本発明品は優れているので、 総合評価と して、 判定の欄に〇または◎の記号を示してある。 〇または◎は合格範囲を示し、 引張強度が 75 OMP a以上、 上記のように示した試験条件でのクリープ伸びが 0 . 3%以下、 磁気特性 （B r/Hc) が 0. 0025以上、 表面粗さ R a (J I S
B 0601) 力、 0. 1〜0· 8 /xm以上及びレジス トとの密着性が良好の特 性を有する材料を示している。 ◎は特に、 磁気特性 (B r/Hc) が 0. 003以 上と優れている場合を示している。 一方、 本発明の範囲内に入らない比較例品は、 上記いずれかの特性において劣っているので、 総合評価として Xまたは△の記号を 示してある。 △は若干引張強度が劣る場合を示している。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材はエッチング 性に優れ、 特に、 S iの固溶強化効果により剛性 ·引張強度を高めてハンドリング 性に優れた高強度特性を実現でき、 該素材により製造されたアパーチャ一グリルは 、 高引張強度、 高温クリープ強度およびレジストとの密着性を有し、 且つ優れた磁 気特性 （B r/Hc) を有するので、 画面の色ずれのないアパーチャ一グリル方式 カラー受像管を得ることができる。

Claims

1. Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 051重量％以上、 および A 1を 0 . 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼からなる ことを特徴とするカラ一受像管用ァパーチャ一ダリル用素材。
2. Cを 0. 05重量％以下、 Mnを 0. 60重量。 /。以上、 3 1を0. 051重 量％以上、 および A 1を 0. 請 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物から なる低炭素合金鋼からなることを特徴とするカラ一受像管用アパーチャ一グリル用 の 1
素材。
3
3. Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 051重量％以上、 および A 1を 0 囲
. 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼帯に、 再 結晶しない温度で熱処理による形状修正処理を施すことを特徴とするカラ一受像管 用アパーチャ一グリル用素材。
4. Cを 0. 03重量％以下、 Mnを 0. 60重量。/。以上、 S O. 051重 量％以上、 および A 1を 0. 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物から なる低炭素合金鋼帯に、 再結晶しない温度で熱処理による形状修正処理を施すこと を特徴とするカラ一受像管用アパーチャ一グリル用素材。
5. Mnを 0. 60重量％以上、 S iを 0. 051重量％以上、 および A 1を 0 . 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる低炭素合金鋼帯に表面 粗さ Ra (J I S B 0601) が 0. ：!〜 0. となるように表面粗度付 与処理を施し、 再結晶しない温度で熱処理による形状修正処理を施すことを特徴と するカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材。
6. Cを 0. 03重量％以下、 Mnを 0. 60重量％以上、 3 1を0. 06重量 %以上、 および A 1を 0. 03重量％以下、 残部 F eおよび不可避的不純物からな る低炭素合金鋼帯に表面粗さ R a (J I S B 0601) が 0. ：!〜 0. 8 μπι となるように表面粗度付与処理を施し、 再結晶しない温度で熱処理による形状修正 処理を施すことを特徴とするカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材。
7. Pを 0. 10重量％以下含有する、 請求項 1〜6のいずれかに記載のァパー チヤ一グリル用素材。
8. Nを 0. 0040〜0. 030重量％含有する、 請求項 1〜7のいずれかに 記載のカラー受像管用ァパーチヤ一ダリル用素材。
9. Cuを 0. 001重量％を超えて含有する、 請求項 1〜8のいずれかに記載 のカラー受像管用アパーチャ一グリル用素材。
10. Sを 0. 10重量％以下含有する、 請求項 1〜9のいずれか記載のカラー 受像管用アパーチャ一グリル用素材。
1 1. 請求項 1〜10のいずれかに記載のアパーチャ一グリル用素材を用いた力 ラー受像管用アパーチャ一グリル。
12. 請求項 1 1のアパーチャ一グリルを組み込んだカラー受像管。
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