WO2005017221A1 - ｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材、その製造方法、ｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材からなるｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ及びそのｼｬﾄﾞｳﾏｽｸを組み込んだ受像管 - Google Patents

ｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材、その製造方法、ｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材からなるｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ及びそのｼｬﾄﾞｳﾏｽｸを組み込んだ受像管 Download PDF

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annealing
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Toshiyuki Ueda
Shinichi Aoki
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Toyo Kohan Co., Ltd.
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Definitions

  • Shadow mask material manufacturing method, shadow mask made of shadow mask material, and picture tube incorporating the shadow mask
  • the present invention relates to a shadow mask material used for a shadow mask used in a color picture tube, a method for manufacturing the same, a shadow mask using the shadow mask material, and a picture tube incorporating the shadow mask.
  • Cold rolled steel sheets which are materials for shadow masks, have conventionally been manufactured in the following manufacturing process. That is, ultra-low carbon steel manufactured by a steel manufacturer is hot-rolled. The finishing temperature may be higher or lower than the Ar 3 transformation point. After that, pickling and cold rolling are performed to obtain a predetermined thickness. After degreasing, decarburizing annealing is performed in a box-type annealing furnace, and then, if necessary, 50% or more of secondary cold rolling is performed. The final product thickness was determined by the rolling rate of the final product.
  • the decarburization reaction is controlled by controlling the atmosphere of the continuous annealing process using ultra-low carbon steel of C: ⁇ 0.025% by weight. It has been proposed to produce a material for shadow masks by accelerating it. At this time, it has been proposed that the addition of Nb is effective to stabilize solid solution C (Japanese Patent Laid-Open No. 8-26). 9 6 2 7).
  • the cold-rolled steel sheet manufactured by this manufacturing method is photoetched by an etching maker, annealed by a press maker for softening, pressed into a predetermined shape, and then reddish
  • a shadow mask is obtained by annealing in an oxidizing atmosphere to form an oxide film called a blackening film on the surface.
  • Shi An important characteristic required for the shadow mask material is that it has excellent soft magnetic properties and tensile strength properties, especially tensile strength properties in the direction perpendicular to the rolling direction in consideration of handling properties after photoetching. In addition to this, it is a material that does not have strainer strain during press forming of a mask using solid solution C.
  • the coercive force He is 13 OA / m or less
  • the tensile strength in the direction perpendicular to the rolling direction is 50 OMPa or more
  • the solid solution The purpose is to prevent the occurrence of strain and strain during press molding by reducing C and N, but the above-mentioned conventional method cannot obtain the above characteristics stably at low cost and is not yet satisfactory.
  • the present invention provides that the tensile strength in the direction perpendicular to the rolling direction is 50 OMPa or more, the coercive force Hc of the magnetic properties is 130 A / m or less in consideration of the handling properties after photoetching, and
  • the present invention provides a material for a shadow mask having no strain and strain during press forming of a mask by solid solution C and a method for producing the same, and a shadow mask is obtained from the material for a shadow mask, and the shadow mask is further incorporated. It is intended to obtain a picture tube. Disclosure of the invention
  • Shadow mask material of the present invention to solve the above problems, as a component, T i:. 0 0001 ⁇ 0. 1 wt%, C: ⁇ 0. 003 weight 0/0 are contained, the balance being F e and It consists of unavoidable impurities.
  • C ⁇ 0. 003 wt%
  • S i ⁇ 0. 03 wt%
  • Mn 0.:! ⁇ 0. 5 weight 0 / 0
  • P ⁇ 0.02% by weight
  • S ⁇ 0.02% by weight
  • A1 0.01 to 0.07% by weight
  • N ⁇ 0.0040% by weight
  • B ⁇ 0.011% by weight %
  • Nb ⁇ 0.1% by weight
  • Ti 0.0001, -0.1% by weight, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • Method for producing a material for a shadow mass of the present invention for solving the above-mentioned problems as component, C: ⁇ 0. 004% by weight, 1 ⁇ :. 0.0001 to 0 1 weight 0/0 are contained, the balance After hot rolling, pickling, and cold rolling a steel slab comprising Fe and unavoidable impurities, the amount of residual C is reduced to 0.003% by weight or less in a continuous annealing step or a box-type annealing step.
  • the secondary cold rolling is performed at a rolling ratio of 20 to 92%.
  • Another method of manufacturing a material for a shadow mask according to the present invention comprises: C: ⁇ 0.004% by weight, Si: ⁇ 0.03% by weight, Mn: 0.1 to 0.5% by weight. %, P: ⁇ 0.02% by weight, S: ⁇ 0.02% by weight, A1: 0.01 to 0.07% by weight, N: ⁇ 0.000% by weight, B: ⁇ 0.011% by weight , Nb: ⁇ 0.01% by weight, Ti: 0.0001 to 0.1% by weight, with the balance being Fe and inevitable impurities, hot-rolled, pickled, cooled After cold rolling, the residual C content is reduced to 0.003% by weight or less in a continuous annealing process or a box type annealing process, and the secondary cold rolling is performed at a rolling reduction of 20 to 92%. Things.
  • the component is C: ⁇ 0.004 weight 0 /. ,, S i: ⁇ 0.03 wt%, Mn: 0.1-0.5 wt%, P: ⁇ 0.02 wt%, S: ⁇ 0.02 wt%, A1: 0.01- 0.07 wt%, N: ⁇ 0 0040 weight 0/0, B:. ⁇ 0. 01 weight 0/0, Nb:. 0. 01 ⁇ 0 1 wt 0/0, T i: 0. 000 :!
  • the steel slab After hot rolling, pickling, and cold rolling steel slabs containing 0.1% by weight and the remainder Fe and unavoidable impurities, the steel slab is subjected to a continuous annealing process or a box-shaped annealing process.
  • the residual C content is reduced to 0.003% by weight or less, and the secondary cold rolling is performed at a rolling reduction of 70% or less.
  • the shadow mask of the present invention is characterized in that a shadow mask material having the above-mentioned components is used, or a shadow mask material manufactured by the above-described manufacturing method is used.
  • the picture tube of the present invention is a picture tube incorporating the shadow mask manufactured by the above-described shadow mask manufacturing method.
  • the material for the shadow mask of the present embodiment has, as a component, C: ⁇ 0.003 weight. / 0 (before the annealing process C: ⁇ 0. 004 weight%), S i: ⁇ 0. 03 weight%, Mn: 0.:! ⁇ 0. 5 weight 0/0, P:. ⁇ 0 02 weight %, 3: ⁇ 0.02% by weight, 1: 0.01 to 0.07% by weight, N: ⁇ 0.0040% by weight, B: ⁇ 0.011% by weight
  • a hot-rolled steel sheet whose balance is composed of Fe and unavoidable impurities is preferable, for the following reasons.
  • the content of Ti in steel is preferably in the range of 0.0001 to 0.1% by weight. Rather desirable is 0.0005 to 0.07 wt 0/0, and more preferably in the range of 041 to 0.07 by weight% 0.1.
  • the Ti in steel is desirably small because it forms solid carbonitride with C and N to reduce solid solution C and N and reduces stretch strain. At least 0.0001% by weight or more is required. . However, if the Ti content is too high, the upper limit is set to 0.1% by weight in order to increase the recrystallization temperature in soft annealing before mask formation. In the component system of the present invention, the effect of Ti is most effective at 0.041 to 0.07% by weight.
  • the amount of C in the hot-rolled steel sheet greatly affects the annealing step for decarburization. If it exceeds 0.004% by weight, decarburization in the continuous annealing step or box-type annealing step is not sufficient, and the shadow mask material is not obtained.
  • the prescribed residual C content In order to reduce the prescribed residual C content to 0.003% by weight or less, and preferably 0.0022% by weight or less, it is necessary to raise the annealing temperature and the annealing time. Therefore, it is desirable to set the upper limit to 0.0040% by weight.
  • the residual C content after decarburization is 0.003% by weight. Or less than 0.0022% by weight.
  • Si in the shadow mask material is an element that inhibits blackening in the blackening process in the manufacture of a picture tube, and a smaller amount is preferable, but an element inevitably contained in A1 killed steel.
  • the upper limit is 0.03% by weight. Desirably, it is 0.025% by weight, more preferably 0.02% by weight or less.
  • the ultra-thin shadow mask material of the present invention is prone to cracking during cold rolling, so it is aggressive. It is preferable to add a predetermined amount. This effect is preferably added in an amount of 0.1% by weight or more, but is preferably 0.25% by weight or more.
  • the content exceeds 0.5% by weight, the moldability deteriorates. Therefore, it is preferable to set the upper limit to 0.5% by weight, but preferably 0.40% by weight, more preferably 0.35% by weight or less. It is.
  • the effect of the ultra-thin shadow mask material of the present invention is remarkable, and 0.02% by weight or less is preferable.
  • S in the hot-rolled steel sheet is an element that is inevitably contained, and is an impurity component that causes red hot embrittlement during hot-rolling, and it is desirable that s be as small as possible. Since the ultra-thin shadow mask material of the present invention is liable to crack during cold rolling, it is preferable to positively remove the material. This effect is preferably at most 0.02% by weight, more preferably at most 0.01% by weight.
  • A1 in the hot-rolled steel sheet is added to the steel bath as a deoxidizer during steelmaking,
  • this effect is preferably added at 0.01% by weight or more, more preferably at 0.02% by weight or more.
  • the effect is small even if it exceeds 0.07% by weight.
  • the aim is to make the crystal grains coarse, and it is not preferable to make the crystal grains fine by excessive addition of A1, but it is desirable that the content be 0.07% by weight or less, more preferably 0.04% by weight. % By weight or less.
  • B in the hot-rolled steel sheet forms nitrides with N and has the effect of suppressing stretch strain. It is desirable to add B. However, in the present invention, B is always necessary because Ti is contained. And not.
  • the content is limited to 0.01% by weight or less.
  • Nb in the hot-rolled steel sheet forms carbonitrides with C and N and has the effect of suppressing stretcher strain. It is desirable to add Nb.
  • Ti is contained as in B. Therefore, Nb is not always required. Nb has a greater effect of raising the recrystallization temperature during soft annealing before mask forming than Ti, and blackening after mask forming. The crystal grains after annealing are finer than Ti and have poor magnetic properties. .
  • the content is limited to 0.1% by weight or less.
  • the rolling ratio in the secondary cold rolling is changed depending on the Nb content, and the Nb content is 0.01 to 0.1 weight.
  • the rolling reduction in the secondary cold rolling is reduced to 70% or less, and when it is less than 0.01% by weight, the rolling reduction in the secondary cold rolling is reduced to 20 to 92%.
  • elements that are inevitably contained are not regulated so as not to impair Fe and etching properties and press formability.
  • the method of manufacturing the ultra-thin shadow mask material of the present embodiment is as follows: a slab (steel slab) having the above components is heated to 1100 ° C. to 1250 ° C., hot-rolled, pickled, and then subjected to primary cold rolling. Do. Next, continuous annealing is performed at a plate temperature of 750 ° C or more, preferably 800 ° C or more, and a soaking time of 60 seconds or more, or box annealing is performed at a plate temperature of 590 ° C or more with a soaking time of 6 hours or more. The amount is reduced to 0.003% by weight or less, and the secondary cold rolling is performed at a rolling reduction of 20 to 92%. Thereafter, temper rolling and pre-press annealing are performed as necessary.
  • the above-described method for producing a shadow mask material of the present embodiment will be described in more detail for each step.
  • the slab heating temperature is lower than 1100 ° C, the hot rollability deteriorates, and it is desirable that the slab heating temperature be higher than 1100 ° C from the viewpoint of securing the hot rolling temperature.
  • the heat temperature of slab caro is too high, A 1 N during slab dissolves completely and the hot rolled sheet becomes fine crystal grains, which degrades magnetic properties. That is, He increases. Therefore, it is desirable that the slab heating temperature does not exceed 1250 ° C.
  • the hot-rolling finishing temperature is an important factor for controlling the crystal grains. If the Ar temperature exceeds 3 points, ⁇ ⁇ ⁇ transformation occurs after finish rolling, resulting in fine crystal grains, deteriorating the magnetic properties, Although He is large, it does not exceed 130 AZm, so there is no particular restriction.
  • the hot-rolling finishing temperature is 0 to 30 ° C lower than the Ar 3 point, preferably 10 to 20 ° C lower.
  • 850 to 880 ° C preferably 860 to 870 ° C It is desirable to That's right.
  • a r 3 transformation point is the case of the material component of the present invention is approximately 8 8 0 ° C, A r 3 transformation point varies depending on the material components. What is important is that the finish rolling of hot rolling is completed at a temperature 0 to 30 ° C lower than the Ar 3 transformation point, preferably at a temperature lower by 10 to 20 ° C.
  • the winding temperature is determined in consideration of the quality stability in the coil width direction and the longitudinal direction during hot rolling.
  • the temperature is set at 65 to 700 ° C.
  • the upper limit of the coiling temperature is not restricted by the magnetic properties, but it should be 700 ° C from the raw material in the pickling process.
  • Pickling and primary cold rolling may be performed under ordinary conditions.
  • the continuous annealing step is an important step in the present invention, and is performed at a plate temperature of 75 ° C. or more, preferably 800 ° C. or more, a soaking time of 30 seconds or more, and a hydrogen gas concentration in the annealing atmosphere. Is 0 to 75%, desirably 10% or less, and the rest is nitrogen gas, with a dew point of 130 to 140 ° C, desirably continuous annealing at 120 to + 30 ° C. It is desirable to do.
  • the continuous annealing temperature affects the decarburization efficiency and magnetic properties.If it is lower than 75 ° C, it takes a long time to decarburize, not only lowering the productivity but also recrystallization after annealing. Tissue is uneven and cannot obtain uniform magnetic properties. Therefore, it is preferable that the annealing temperature is set to be equal to or higher than 75 ° C. More preferably, the temperature is 800 ° C. or more.
  • the soaking time for continuous annealing is preferably 60 seconds or more. If the time is less than 60 seconds, the decarburization of the ultra-thin shadow mask material is insufficient, and it is difficult to reduce the target C content to 0.003% or less.
  • the upper limit does not need to be particularly limited, but productivity and 180 seconds or less is desirable from the viewpoint of preventing coarse grains.
  • the plate temperature be 590 ° C or more and the soaking time be 6 hours or more.
  • the annealing atmosphere at this time is the same as in the case of continuous annealing.
  • the reason for the lower limit temperature of box annealing of 590 ° C is the same as in the case of continuous annealing.
  • the reason for the lower limit time of box annealing of 6 hours is the same as in the case of continuous annealing.
  • the annealing atmosphere is not regulated, but lower C content is preferable, so the hydrogen gas concentration is 10% or less and the dew point is _30 ⁇ It is preferable to perform decarburization annealing at + 40 ° C, desirably _20 to 1030 ° C.
  • the rolling reduction of the secondary cold rolling after annealing is 92% or less, and preferably 90% or less, in order to keep H c at 130 AZm or less.
  • the tensile strength in the direction perpendicular to the rolling direction needs to be 50 OMPa or more to improve the handling. Is done. Therefore, the rolling rate of the secondary rolling is preferably 20% or more, preferably 38% or more.
  • a suitable surface roughness may be imparted to the steel sheet by temper rolling.
  • Temper rolling is performed using a rolling roll having an appropriate roughness so that the average surface roughness Ra (JISB0601) becomes 0.1 to lim. If it is less than 0.1 ⁇ , the adhesion to the resist is poor, and if it exceeds 1 im, the resist remains chewy even after development, and etching unevenness due to the ferric chloride solution is likely to occur.
  • the shadow mask material may be shipped to a processing maker, but may be further annealed.
  • continuous annealing 6 The annealing is performed at a temperature of 00 to 800 ° C for 20 seconds or more, and the box annealing is performed at a temperature of 500 to 750 for 5 hours or more, preferably 8 hours or more.
  • a slab having the chemical composition shown in Table 1 was hot-rolled into a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm, pickled, and then cold-rolled into a cold-rolled sheet having a thickness of 0.6 mm. Thereafter, in a continuous annealing step, decarburizing annealing was performed under various conditions. It should be noted that, in the chemical components shown in Table 1, TR is contained in a trace amount that cannot be determined. Table 2 shows the C content in the steel after annealing. Furthermore, an ultra-thin shadow mask material with a thickness of 0.04 to 0.25 mm was manufactured by secondary cold rolling. In Example 5, after the secondary cold rolling, temper rolling was performed to set the surface average roughness Ra (JISB0601) to 0.4 / m.
  • TS tensile strength
  • the material was 720 in an atmosphere of 5.5% by volume of hydrogen gas and the remaining nitrogen gas under the condition of a dew point of 10 ° C. C, Anneal in 10 minutes, apply the magnetic field of 796 A by the quadrupole Epstein method (a method of applying a primary winding and a secondary winding and applying an external magnetic field), and evaluate the holding power (He) did.
  • Tables 1 and 2 show the production methods, tensile strength, and holding power (He) measured by the quadrupole Epstein method for the materials of the examples according to the present invention and the material of the comparative example.
  • Examples 1 to 5 had shadows with Hc smaller than 130 AZm and good magnetic properties. Mask material has been obtained. And the tensile strength becomes 50 OMPa or more.
  • Comparative Example 1 wrinkles did not occur during processing because Ti was too large, but the magnetic properties were high and poor.
  • Comparative Example 2 since the Ti was too small, the tensile strength was low and wrinkles occurred during processing.
  • the magnetic properties (H e) were poor because the rolling rate in the secondary cold rolling was not suitable for the Nb content (the rolling rate was too high).
  • Comparative Example 4 since the continuous annealing temperature was low, the mechanical properties of the product were as low as 50 OMPa or less, which impaired the user's handling.
  • Comparative Example 5 the magnetic property He was poor because the secondary rolling reduction was too high.
  • Comparative Example 6 the tensile strength was poor because the secondary rolling reduction was too low. .
  • the shadow mask material of the present invention As described above, in the shadow mask material of the present invention, 0.001 to 0.1% by weight of Ti is added to the component system and the manufacturing process, particularly to low carbon steel. Alternatively, by having the production process of claim 5, Ti forms carbonitride, so that solid solution C and N can be reduced, and the stretcher strain can be reduced. For this reason, a shadow mask material having excellent tensile strength and excellent magnetic properties can be obtained.

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Abstract

引張強度、磁気特性に優れたｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材、その製造方法、ｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材からなるｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ及びそのｼｬﾄﾞｳﾏｽｸを組み込んだ受像管を提供することを目的とする。成分が、Ｃ：≦０．００４重量％、Ｓｉ：≦０．０３重量％、Ｍｎ：０．１～０．５重量％、Ｐ：≦０．０２重量％、Ｓ：≦０．０２重量％、Ａｌ：０．０１～０．０７重量％、Ｎ：≦０．００４０重量％、Ｂ：≦０．０１重量％、Ｎｂ：≦０．１重量％、Ｔｉ：０．０００１～０．１重量％含有されており、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼片を、熱間圧延、酸洗、冷間圧延した後、連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程にて、残存Ｃ量を０．００３重量％以下にし、更に二次冷間圧延を２０～９２％で行ってｼｬﾄﾞｳﾏｽｸ用素材を得る。

Description

明 細 書 シャドウマスク用素材、 その製造方法、 シャドウマスク用素材からなるシャドウ マスク及ぴそのシャドウマスクを組み込んだ受像管 技術分野
本発明はカラー受像管に用いられるシャドウマスクに使用するシャドウマスク 用素材、 その製造方法、 前記シャドウマスク用素材を用いたシャドウマスク及ぴ そのシャドウマスクを組み込んだ受像管に関するものである。 背景技術
シャドウマスク用素材である冷延鋼板は、 従来次のような製造工程で製造され てきた。 すなわち鉄鋼メーカーにて製造された極低炭素鋼を、 仕上げ熱延を行う 。 仕上げ温度は A r 3変態点以上でも良いし以下でも良い。 その後に、 酸洗、 冷間 圧延し、 所定の板厚とした後、 脱脂後箱型焼鈍炉にて脱炭焼鈍を施され、 その後 、 必要に応じて二次冷間圧延を 5 0 %以上の圧延率により、 最終製品の厚みとし てきた。
また、 エッチング性とプレス加工性を改善するために、 C ：≤0 . 0 0 2 5重 量％の極低炭素鋼を素材として、 連続焼鈍工程の雰囲気を制御することで、 脱炭 反応を促進させて、 シャドーマスク用素材を生産することが提案されており、 こ の際、 固溶 Cを安定させるため、 N bを添加することが有効と提案されている （ 特開平 8— 2 6 9 6 2 7 ) 。
この製造方法で製造された冷延鋼板は、 エッチングメーカーにてフォトエッチ ング後、 プレスメーカーにて軟質化のための焼鈍を行った後、 所定の形状にプレ スし、 その後、 赤鲭発生の防止、 輻射率の低減のため、 酸化雰囲気にて、 表層に 黒化膜と称する酸化膜を生成させる焼鈍を行ってシャドウマスクを得ている。 シ ャドウマスク素材として求められる重要な特性は、 軟磁気特性と引張強度特性、 特にフォトエッチング後のハンドリング性を考慮すると圧延方向に対して直角方 向の引張強度特性に優れている事である。 さらにこれに加え、 固溶 Cによるマス クのプレス成形時におけるストレチヤー 'ストレインがない材料であることであ る。 この要求を満たすには、 本発明者の研究によれば、 保磁力 Heが 1 3 OA/ m以下で、 圧延方向に対して直角方向の引張強度が 50 OMP a以上を備え、 且 つ固溶 C、 Nを減少させてプレス成形時におけるストレチヤー ·ストレインの発 生を防止することであるが、 上記従来の方法では安価に安定して上記特性を得る ことができず、 未だ満足するものでなかった。
そこで、 本発明は、 フォトエッチング後のハンドリング性を考慮して圧延方向 に対して直角方向での引張強度が 50 OMP a以上で、 磁気特性の保磁力 H cが 130 A/m以下で、 さらに、 固溶 Cによるマスクのプレス成形時におけるスト レチヤー ·ス トレインがないシャドウマスク用素材及びその製造方法を提供し、 且つ該シャドウマスク用素材からシャドウマスクを得、 さらにそのシャドウマス クを組み込んだ受像管を得ることを目的とするものである。 発明の開示
上記課題を解決する本発明のシャドウマスク用素材は、 成分として、 T i ： 0 . 0001〜 0. 1重量％、 C ：≤ 0. 003重量0 /0含有されており、 残部が F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の他のシャドウマスク用素材は、 成分として、 C ： ≤ 0. 003重量％、 S i ：≤ 0. 03重量％、 Mn : 0. ：!〜 0. 5重量0 /0、 P ：≤ 0. 02重量％、 S ：≤ 0. 02重量％、 A 1 : 0. 01〜0. 07重量 %、 N：≤ 0. 0040重量％、 B ：≤ 0. 01重量％、 Nb ：≤ 0. 1重量％ 、 T i : 0. 0001,-0. 1重量％含有されており、 残部が F eおよび不可避 的不純物からなることを特徴とする。 上記課題を解決する本発明のシャドウマス 用素材の製造方法は、 成分として , C ：≤ 0. 004重量％、 1^ : 0. 0001〜0. 1重量0 /0含有されており 、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる鋼片を、 熱間圧延、 酸洗、 冷間圧延 した後、 連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 003重量％ 以下にし、 更に、 二次冷間圧延を圧延率 20〜92%で行うことを特徴とするも のである。
上記課題を解決する本発明の他のシャドウマスク用素材の製造方法は、 成分が C：≤ 0. 004重量％、 S i ：≤ 0. 03重量％、 Mn ： 0. 1〜 0. 5重量 %、 P ：≤ 0. 02重量％、 S ：≤ 0. 02重量％、 A 1 ： 0. 01〜0. 07 重量％、 N： ≤0. 0040重量％、 B ：≤ 0. 01重量％、 Nb ： < 0. 0 1 重量％、 T i : 0. 0001〜0. 1重量％含有されており、 残部が F eおよび 不可避的不純物からなる鋼片を、 熱間圧延、 酸洗、 冷間圧延した後、 連続焼鈍ェ 程あるいは箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 003重量％以下にし、 更に、 二 次冷間圧延を圧延率 20〜92 %で行うことを特徴とするものである。
さらに、 他のシャドウマスク用素材の製造方法は、 成分が C：≤0. 004重 量0 /。、 、 S i ：≤ 0. 03重量％、 Mn ： 0. 1〜 0. 5重量％、 P ：≤ 0. 0 2重量％、 S ：≤ 0. 02重量％、 A 1 ： 0. 01〜 0. 07重量％、 N：≤ 0 . 0040重量0 /0、 B ：≤ 0. 01重量0 /0、 Nb ： 0. 01〜0. 1重量0 /0、 T i ： 0. 000：！〜 0. 1重量％含有されており、 残部が F eおよび不可避的不 純物からなる鋼片を、 熱間圧延、 酸洗、 冷間圧延した後、 連続焼鈍工程あるいは 箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 003重量％以下にし、 更に、 二次冷間圧延 を圧延率 70%以下で行うことを特徴とする。
本発明のシャドウマスクは、 前記成分を有するシャドウマスク用素材を用いる こと、 または前記製造方法で製造されたシャドウマス素材で製造したことを特徴 とするものである。 そして、 本発明の受像管は、 上記シャドウマスク製造方法で 製造されたシャドウマスクを組み込んだ受像管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
以下、 本発明を実施形態に基づき詳細に説明する。
本実施形態のシャドウマスク用素材は、 成分として、 C ：≤0. 003重量。 /0 (焼鈍処理工程前は C ：≤ 0. 004重量％) 、 S i ：≤ 0. 03重量％、 Mn ： 0. ：!〜 0. 5重量0 /0、 P : ≤0. 02重量％、 3 : ≤0. 02重量％、 1 ： 0. 01〜 0. 07重量％、 N：≤ 0. 0040重量％、 B ：≤ 0. 01重量
%、 Nb ：≤0. 1重量％、 T i ： 0. 0001〜0. 1重量0 /0含有されており
、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板が好ましく、 その理由は以 下の通りである。
T i量：
鋼中への T iの含有量 0. 0001〜0. 1重量％の範囲が好ましい。 望まし くは、 0. 0005〜0. 07重量0 /0、 より望ましくは 0. 041〜0. 07重 量％の範囲である。 鋼中の T iは、 C， Nと炭窒化物を形成するため、 固溶 C， Nを減少させ、 ストレツチヤー ·ストレインを低減するので少ない方が望ましく 、 少なくとも 0. 0001重量％以上必要とする。 しかし、 T i量が高すぎると マスク成形前の軟化焼鈍での再結晶温度を上げるため、 上限を 0. 1重量％とす る。 また、 本発明の成分系では T iの効果が最も有効なのは 0. 041〜0. 0 7重量％である。
。量：
熱延鋼板中の C量は、 脱炭を行う焼鈍工程に大きく影響し、 0. 004重量％ を超えると、 連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程での脱炭が十分になされず、 シ ャドウマスク素材に含有させる所定の残存 C量を 0. 003重量％以下、 望まし くは 0. 0022重量％以下とするには、 焼鈍温度のアップ、 焼鈍時間の増加が 必要となり、 生産コス ト上昇と生産性低下となるため、 上限を 0. 0040重量 %とすることが望ましい。 脱炭処理後の残存 C量は、 0. 003重量％、 望まし くは、 0. 0022重量％以下である。
S i量：
シャドウマスク素材中の S iは、 受像管製造の際の黒化処理工程において黒化 を阻害する元素であり、 少ないほうが好ましいが、 A 1キルド鋼としては不可避 的に含有される元素であり、 上限を 0. 03重量％とすることが好ましい。 望ま しくは 0. 025重量％、 さらに好ましくは 0. 02重量％以下である。
Mn量：
熱延鋼板中の Mnは、 不純物である Sによる熱延中の赤熱脆性を防止するため に必要な成分であるので、 本発明の極薄シャドウマスク素材は冷間圧延時に割れ を生じやすいので積極的に所定量添加することが好ましい。 この効果は 0. 1重 量％以上の添加が好ましいが、 好ましくは 0. 25重量％以上である。
一方、 0. 5重量％を超えると成形性を劣化させることから、 上限を 0. 5重 量％とすることが好ましいが， 好ましくは 0. 40重量％、 さらに好ましくは 0 . 35重量％以下である。
Pi：
シャドウマスク素材中の Pは、 結晶粒を微細化するため磁気特性が悪くなり、 少ないほうが好ましい。 特に本発明の極薄シャドウマスク素材はこの効果が著し く 0. 02 %重量％以下が好ましい。 熱延鋼板中の sは、 不可避的に含有される元素であり、 熱延中の赤熱脆性を生 じる不純物成分であり、 極力少ないことが望ましい。 本発明の極薄シャドウマス ク素材は冷間圧延時に割れを生じやすいので積極的に排除することが好ましい。 この効果は 0. 02重量％以下にするのが好ましいが、 より好ましくは 0. 01 重量％以下である。
A 1量：
熱延鋼板中の A 1は、 製鋼に際し、 脱酸剤として鋼浴中に添加され、 スラグと して除かれるが、 添カ卩量が少ないと安定した脱酸効果が得られない。 そこで、 こ の効果は 0. 01重量％以上添加するのが好まく、 より好ましくは 0. 02重量 %以上である。 一方、 0. 07重量％を超えて添加しても効果が小さい。 また、 本報告では結晶粒の粗大化を目的としており、 A 1の過剰な添加による結晶粒の 微細化は好ましくなく、 0. 07重量％以下とすることが望まく、 より好ましく は 0. 04重量％以下である。
B量：
熱延鋼板中の Bは Nと窒化物を形成し、 ストレツチヤー ·ストレインを抑制す る効果があり、 添加することが望ましいが、 本発明では T iが含有されているた め、 Bは必ずしも必要としない。
したがって、 プレス前焼鈍の再結晶温度を著しく上げないために、 添加する場 合には、 0. 01重量％以下に制限する。
Nb量：
熱延鋼板中の Nbは C、 Nと炭窒化物を形成し、 ストレッチヤー ·ストレイン を抑制する効果があり、 添加するのが望ましいが、 本発明では B同様に、 T iが 含有されているため、 Nbは必ずしも必要としない。 Nbは、 マスク成形前の軟 化焼鈍での再結晶温度を上げる効果が、 T iに比べ大きく、 マスク成形後の黒化 焼鈍後の結晶粒も T iに比べ細粒で、 磁気特性が悪い。
したがって、 プレス前焼鈍の再結晶温度を著しく上げないために、 0. 1重量 %以下に制限する。
また、 Nb量によって、 二次冷間圧延での圧延率を変える必要があり、 Nb量 が 0. 01〜0. 1重量。 /0では、 二次冷間圧延での圧延率を 70%以下にし、 0 . 01重量％未満では、 二次冷間圧延での圧延率を 20〜 92 %にする。 残部は F e及ぴエッチング性、 プレス成形性を損なわない程度に不可避的に含 有される元素は規制しない。 次に、 本発明の極薄シャドウマスク素材の製造方法の実施形態について説明す る。
本実施形態の極薄シャドウマスク素材の製造方法は、 上記成分を有するスラブ (鋼片） を 1100°C〜1250°Cに加熱して熱間圧延し、 酸洗後、 一次冷間圧 延を行う。 次いで、 板温度 750°C以上、 望ましくは 800°C以上、 均熱時間 6 0秒以上で連続焼鈍、 あるいは板温度 590°C以上で均熱時間 6時間以上で箱型 焼鈍を行い、 残存 C量を 0. 003重量％以下にし、 更に、 二次冷間圧延を圧延 率 20〜92%で行う。 その後、 必要に応じて調質圧延及ぴプレス前焼鈍を行う 本実施形態のシャドウマスク素材の上記製造方法を各工程毎にさらに詳細に説 明する。
(熱間圧延工程）
スラブ加熱温度は、 1100°Cより低いと熱間圧延性が悪化し、 熱間圧延温度 を確保する観点からも 1100°Cより高くすることが望ましい。 一方、 スラブカロ 熱温度が高すぎるとスラブ時の A 1 Nが完全に溶解し、 熱延板で、 微細な結晶粒 となるため、 磁気特性を劣化させる。 すなわち、 Heが大きくなる。 したがって 、 スラブ加熱温度は 1250°Cを超えないことが望ましい。
熱間圧延仕上げ温度は、 結晶粒を制御するには重要な因子で、 Ar3 点以上に すると、 仕上げ圧延後に γ→α変態が生じるため、 微細な結晶粒となり、 磁気特 性を劣化させ、 Heが大きくなるが、 130 AZmを超えないため、 特に規制は しない。
しかし、 ユーザーの仕様によっては Heがより低いものが好まれることがあり 、 その場合は、 仕上げ圧延前に γ→ひ変態を終了させ、 仕上げ圧延から、 巻き取 るまでは、 γ→ひ変態を生じさせないようにする。 したがって、 熱延仕上げ温度 は、 Ar 3点より 0〜30°C低く、 望ましくは、 10〜20°C低い温度にする、 当 成分系では 850〜880°C、 望ましくは、 860〜870°Cとすることが望ま しい。
し力 し、 A r 3変態点は本発明の材料成分の場合は約 8 8 0 °Cであるが、 A r 3 変態点は、 材料成分によって異なる。 重要なことは A r 3変態点より、 0〜3 0 °C 低い温度、 望ましくは、 1 0〜 2 0 °C低い温度で熱延の仕上げ圧延を終えること である。
卷取温度は、 熱延時のコィル幅方向およぴ長手方向の品質安定性を考慮して、
5 4 0〜7 0 0 °Cとすることが望ましいが、 熱延板の結晶粒を大きくするために
6 5 0〜7 0 0 °Cにすることがさらに望ましい。 卷き取り温度の上限は磁気特性 からは規制しないが、 酸洗工程での脱スケーノレ『生から、 7 0 0 °Cとする。
(酸洗、 一次冷間圧延工程）
酸洗、 一次冷間圧延は通常行われる条件でよい。 本発明の極薄シャドウマスク 素材の脱炭焼鈍を効率良く行うには、 一次冷間圧延後の板厚を、 0 . 6 mm以下 とすることが望ましい。
(焼鈍工程）
連続焼鈍工程は、 本発明において重要な工程であり、 板温度 7 5 0 °C以上、 望 ましくは 8 0 0 °C以上で、 均熱時間 3 0秒以上、 焼鈍雰囲気中の水素ガス濃度は 0〜 7 5 %、 望ましくは、 1 0 %以下で、 残りは窒素ガスで、 露点を一 3 0〜十 4 0 °C、 望ましくは、 一 2 0〜+ 3 0 °Cで連続焼鈍を行うことが望ましい。 連続 焼鈍温度は、 脱炭の効率と磁気特性を左右するものであり、 7 5 0 °C未満では、 脱炭に長時間を要し、 生産性が低下するばかりでなく、 焼鈍後の再結晶組織にム ラがあり、 均一な磁気特性を得ることができない。 したがって、 焼鈍温度を 7 5 0 °C以上とすることが好ましい。 より望ましくは 8 0 0 °C以上とすることが好ま しい。
連続焼鈍の均熱時間は 6 0秒以上とすることが好ましい。 6 0秒未満では、 極 薄シャドウマスク素材としての脱炭が不充分であり、 目標とする C量を 0 . 0 0 3 %以下とすることが困難である。 上限は特に限定する必要はないが、 生産性と 粗大粒防止の観点から 180秒以下が望ましい。
また、 箱型焼鈍ならば、 板温度 590°C以上で、 均熱時間 6時間以上が望まし レ、。 このときの、 焼鈍雰囲気は、 連続焼鈍の場合と同じである。 箱型焼鈍の下限 温度 590°Cの理由は連続焼鈍の場合と同様である。 箱型焼鈍の下限時間である 6時間の理由は連続焼鈍の場合と同様である。
(焼鈍雰囲気中の水素濃度及び露点） - 本発明の場合は、 焼鈍雰囲気は、 規制しないが、 C量がより低いことは好まし いため、 水素ガス濃度を 10%以下し、 露点は、 _30〜+40°C、 望ましくは 、 _ 20〜十 30°Cとして、 脱炭焼鈍を行うことが好ましい。
(焼鈍後の二次冷間圧延工程）
焼鈍後の二次冷間圧延の圧延率は、 H cが 130 AZm以下にするためには、 92%以下、 望ましくは 90%以下にすることが重要である。 また、 2次圧延後 の材料がマスク素材となり、 エッチングまで、 この強度で取り扱われるため、 ハ ンドリング性の向上のため、 圧延方向に対して直角方向での引張強度は 50 OM P a以上必要とされる。 したがって、 2次圧延で 20%以上、 望ましくは 38% 以上の圧延率が好ましい。
(調質圧延工程）
二次冷間圧延後、 鋼板に適当な表面粗さを調質圧延により付与しても良い。 表 面粗さとして、 表面平均粗さ R a (J I S B 0601) が 0. 1〜： l imに なるように、 適当な粗さを付与した圧延ロールを用いて調質圧延を行う。 0. 1 μπι未満では、 レジストとの密着性が悪く、 1 imを超えると現像してもレジス トが残留しゃすく、 塩ィヒ第 2鉄溶液によるエッチングムラが生じやすく好ましく なレ、。
(プレス前焼鈍工程）
上記のように、 二次圧延後あるいは調質圧延した後、 加工メーカーに該シャド ゥマスク素材を出荷しても良いが、 更に焼鈍を行っても良い。 連続焼鈍では、 6 00〜 800 °Cで 20秒以上の条件で行い、 箱型焼鈍では、 500〜 750 で 5時間以上、 望ましくは 8時間以上行う。 実施例
以下、 実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
表 1に示す化学成分をもつ鋼片を、 熱間圧延にて 2. 3mmの熱延鋼板とし、 酸洗後、 冷間圧延により板厚 0. 6mmの冷延板とした。 その後、 連続焼鈍工程 にて、 種々の条件で脱炭焼鈍を施した。 なお、 表 1の化学成分において、 TRは 定量できないほど極微量含まれることを示す。 表 2に焼鈍後の鋼中の C量を示す 。 さらに二次冷間圧延により板厚 0. 04〜0. 25mmの極薄シャドウマスク 素材を製造した。 実施例 5では、 二次冷間圧延後、 調質圧延を行い、 表面平均粗 さ Ra (J I S B 0601) を 0. 4 / mとした。
上記のように作成した素材について、 特性を評価した。 評価結果は表 2に示す
[引張強度 （TS) の評価]
J I S 5号試験片をテンシロンを用いて、 圧延方向に対して直角方向の引張強 度を （TS、 Tensile Strengthの略字） を測定した。
[磁気特性 (He) の評価]
素材を、 水素ガス 5. 5体積％、 残り窒素ガスの雰囲気中で、 露点 1 0 °Cの条 件下で、 720。C、 10分で焼鈍し、 四極ェプスタイン法 (1次卷線及び 2次卷 線を施し、 外部磁場をかけて測定する方法） で、 磁界 796 Aを負荷し、 保 持力 （He) で評価した。
本発明に係る実施例の素材と比較例の素材の製造方法、 引張強度、 および四極 ェプスタイン法で測定した保持力 （He) を表 1と表 2に示した。
瑯； ¾ t
表 1 試料の化学成分 中 tfe ΛΙΙ士 + " " 化学成分 (重量 %)
£ 1·ύレ ·ίΕ1Ι
早父例 C Si Mn P s Al N B Ti Nb 実施例 1 0.0021 0.02 0.15 0.010 0.012 0.042 0.0021 TR 0.045 TR 実施例 2 0.0027 0.03 0.35 0.025 0.019 0.062 0.0055 0.0020 0.065 0.011 実施例 3 0.0025 0.01 0.21 0.018 0.008 0.079 0.0092 0.0066 0.072 0.018 実施例 4 0.0021 0.02 0.15 0.010 0.012 0.042 0.0021 TR 0.045 TR 実施例 5 0.0038 0.04 0.42 0.030 0.018 0.055 0.0094 0.0050 0.001 0.050 比較例 1 0.0019 0.04 0.22 0.01 1 0.012 0.033 0.0052 TR 0.1120 TR 比較例 2 0.0014 0.01 0.31 0.016 0.013 0.032 0.0028 0.0020 TR TR 比較例 3 0.0030 0.04 0.42 0.030 0.018 0.055 0.0094 0.0050 0.001 0.050 比較例 4 0.0021 0.02 0.15 0.010 0.012 0.042 0.0021 TR 0.045 TR 比較例 5 0.0021 0.02 0.15 0.010 0.012 0.042 0.0021 TR 0.045 TR 比較例 6 0.0021 0.02 0.15 0.010 0.012 0.042 0.0021 TR 0.045 TR
表 2 試料の製造条件及び特性 実施例または 焼鈍 2次冷間 脱炭後の 引張強度 TS 磁気特性 He 判定 総合 比較例 方式 焼鈍温度 圧延率 、 里 %) (MPa) (A/m) TS He 評価 実施例 1 連続焼鈍 820°C -25。C 70% 0.0015 650 95 ◎ ◎ ◎ 実施例 2 連続焼鈍 820°C + 5°C 35% 0.0011 505 80 〇 ◎ 〇 実施例 3 連続焼鈍 820°C + 5°C 91 % 0.0007 700 125 ◎ 〇 〇 実施例 4 箱型焼鈍 600。C + 5。C 70% 0.0018 670 125
Figure imgf000013_0001
◎ o 〇 実施例 5 連続焼鈍 820°C + 5°C 65% 0.0029 710 125 〇 〇 比較例 1 連続焼鈍 820°C - 25°C 70% 0.0018 770 185 ◎ X X 比較例 2 連続焼鈍 820°C - 25°C 30% 0.001 1 490 66 X ◎ X 比較例 3 連続焼鈍 820°C -25°C 75% 0.0028 740 138 ◎ X X 比較例 4 連続焼鈍 730°C - 25°C 70% 0.0021 780 190 ◎ X X 比較例 5 連続焼鈍 820。C -25°C 93% 0.0017 720 131 ◎ X X 比較例 6 連続焼鈍 820°C -25°C 18% 0.0014 430 61 X ◎ X
表 1と表 2に示すようにプレスメーカーでのプレス前焼鈍 7 2 0 °Cの温度条件 において、 実施例 1〜 5は H cが 1 3 0 AZmより小さく、 良好な磁気特性を有 するシャドーマスク素材が得られている。 かつ、 引張強度が 5 0 O MP a以上に なる。
また、 比較例 1は T iが多すぎて、 加工時しわが発生しないが、 磁気特性が高 く悪い。 比較例 2は T iが少なすぎるため、 引張強度が小さく、 かつ加工時しわ が発生する。 比較例 3は N b量に適した二次冷間圧延での圧延率ではない （圧延 率が高すぎる） ので、 磁気特性 （H e ) が悪い。 また、 比較例 4は連続焼鈍温度 が低いため、 製品の機械特性が 5 0 O M P a以下と低く、 ユーザーのハンドリン グ性を害する。 比較例 5は、 2次圧延率が高すぎるため、 磁気特性 H eが悪い。 比較例 6は逆に 2次圧延率が低すぎるため、 引張強度が悪い。 . 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明のシャドウマスク用素材は、 前記成分系及ぴ製造工程、 特に低炭素鋼中に T iを 0 . 0 0 0 1〜0 . 1重量％添加すること及び請求項 4 又は請求項 5の製造工程を有することにより、 T iが炭窒化物を形成し、 固溶 C 、 Nが減少し、 ストレッチヤー ·ストレインが低減させること^できる。 このた め、 優れた引張強度と磁気特性に優れたシャドウマスク用素材が得られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 成分として、 T i ： 0. 0 0 0 1〜0. 1重量0 /0、 C ：≤ 0. 0 0 3重量
%含有されており、 残部が F eおよび不可避的不純物からなること
を特徴とするシャドウマスク用素材。
2. 成分として、 C ：≤ 0. 0 0 3重量0 /0、 S i ：≤ 0. 0 3重量0 /0、 Mn ： 0. 1〜0. 5重量％、 P ：≤ 0. 0 2重量％、 S ：≤ 0. 0 2重量％、 1 ： 0. 0 1〜 0. 0 7重量％、 N：≤ 0. 0 04 0重量％、 B ：≤ 0. 0 1重量％ 、 N b : ≤ 0. 1重量0 /o、 T i : 0. 0 0 0 1〜0. 1重量％含有されており、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる事を特徴とするシャドウマスク用素材
3. 成分として、 C ：≤ 0. 0 0 4重量0 /0、 T i : 0. 0 0 0 1〜0. 1重量
%含有されており、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる鋼片を、 熱間圧延 、 酸洗、 冷間圧延した後、 連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 0 0 3重量％以下にし、 更に、 二次冷間圧延を圧延率 2 0〜 9 2 %で行うこ とを特徴とするシャドウマスク用素材の製造方法。
4. 成分として、 C ：≤ 0. 0 04重量0 /0、 、 S i ：≤ 0. 0 3重量0 /0、 Mn ： 0. 1〜0. 5重量％、 ： ≤ 0. 0 2重量％、 S ：≤ 0. 0 2重量％、 1
： 0. 0 1〜 0. 0 7重量％、 N：≤ 0. 0 04 0重量％、 B ：≤ 0. 0 1重量 %、 Nb : < 0. 0 1重量0 /o、 T i : 0. 0 0 0 1〜0. 1重量％含有されてお り、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる鋼片を、 熱間圧延、 酸洗、 冷間圧 延した後、 連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 0 0 3重量 %以下にし、 更に、 二次冷間圧延を圧延率 2 0〜 9 2%で行うことを特徴とする シャドウマスク用素材の製造方法。
5. 成分として、 C ：≤ 0. 0 04重量0 /0、 、 S i ：≤ 0. 0 3重量％、 Mn ： 0. 1〜 0. 5重量％、 P ：≤ 0. 0 2重量％、 S ：≤ 0. 0 2重量％、 A 1 ： 0. 01〜 0. 07重量％、 N：≤ 0. 0040重量％、 B ：≤ 0. 01重量 %、 Nb ： 0. 01〜0. 1重量％、 1^ : 0. 0001〜0. 1重量％含有さ れており、 残部が F eおよび不可避的不純物からなる銅片を、 熱間圧延、 酸洗、 冷間圧延した後、 連続焼鈍工程あるいは箱型焼鈍工程にて、 残存 C量を 0. 00
3重量％以下にし、 更に、 二次冷間圧延を圧延率 70%以下で行うことを特徴と するシャドウマスク用素材の製造方法。
6. 請求項 1乃至 2のいずれかに記載のシャドウマスク用素材を用いたシャド ゥマスク。
7. 請求項 3乃至 5のいずれかに記載のシャドウマスク用素材の製造方法を用 いて製造したシャドウマスク。
8. 請求項 6乃至 7のいずれかに記載のシャドウマスクを組み込んだ受像管。
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