CN1237778A - 彩色布劳恩管用的展张型掩模及其材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗拉强度大、高温蠕变特性良好、无顶部扭转的展张型荫罩及荫罩用材料，该展张型荫罩的特征是，将氮以重量计为70—170ppm的低碳钢板，在不产生再结晶化的温度下进行热处理，在所得到的材料上设置形成开口部用的保护膜图案，再进行腐蚀，以形成开口部。

Description

彩色布劳恩管用的展张型荫罩及其材料
本发明涉及在彩色电视或计算机的彩色显示装置用的荫罩方式、开口格栅方式等任何方式的布劳恩管中可以使用的彩色布劳恩管用的展张型荫罩。
在彩色电视、彩色显示装置用的布劳恩管中，使用色选别用荫罩，以使电子束向规定的萤光体照射。在色选别用荫罩中，使用由设有多数小孔的金属板构成的荫罩或设有多数缝隙的开口格栅。在长时间连续使用彩色布劳恩管时，荫罩或开口格栅因加速的电子碰撞而被加热，因热膨胀而变形，接着使对着荧光面的电子线的位置发生偏离，从而使图像上的颜色发生偏差。
在彩色布劳恩管的色选别用荫罩中，使用由冲压成形的部件制成的一般方式的荫罩，和用强固的框体展张的开口格栅方式的展张型的色识别用荫罩。
展张型的色识别用荫罩，是将含有0.0001％单位碳的低碳钢热轧带钢，冷轧成板厚0.02-0.30mm之后，经腐蚀形成多数个网格元件，然后向着展张方向的逆方向加压框体，在此状态下将框体焊接，接着去除加压力，由框体的复原力形成张力。然后，为防止2次电子的发生、热辐射、生锈等，在氧化性气氛中，于450-470℃下施加10-20分钟的热处理，进行表面的黑化处理。
历来，在制造当中，发生色识别用荫罩的网格元件的张力降低现象，造成质量管理上的问题。这是由于，在色识别单元进行黑化处理时，因热和张力，在网格元件中发生蠕变现象而伸长。这样的蠕变现象大张力回复率小的张力降低的网格元件具有如下问题：在使与彩色布劳恩管设在同一外壳内的扬声器的音量加大时，振动增加，此时网格元件自身的振动变大，成为画面颜色产生偏差的原因。
因此，为了解决这些问题，在JP2548133(B2)中，记载了由含有40ppm-100ppm氮的低碳钢板制成的色选别机构，此外，在JP2683674(B2)中，提议用含有Cr:0.20-2.0％(重量)、Mo:0.10-3.0％(重量)的低碳钢板，但是因为残留应力大，热处理后在开口格栅的顶部产生扭转。
另外，在JP799025(A)(USP5552662)中，记载了使用残留应力小的材料的开口格栅的制造方法，但因为抗拉强度小，所以张力回复率几乎不变，因此展张时开口格栅的顶部生成碎片，若以顶部无碎片的张力展开，则存在有热处理后的展张张力降低的问题。
本发明的目的在于，提供残留应力小、不产生扭转、张力回复率大的展张型的彩色布劳恩管的色选别手段。
本发明是一种展张型荫罩，是安装框体展张的彩色布劳恩管用的展张型荫罩，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板于不产生再结晶化的温度下进行热处理后，设置形成开口部用的保护膜图案进行腐蚀，以形成开口部。
展张型荫罩，是安装框体展张的彩色布劳恩管用的展张型荫罩，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板于不产生再结晶化的温度下进行热处理后，将25℃下施加500N/mm2的荷重时的试片长度取作初期长度，在保持初期长度的状态下加热到455℃，在455℃下向试片施加100N/mm2的荷重保持15分钟，然后冷却，将25℃下试片显示初期长度的张力取作回复张力，在以回复张力对初期张力的比表示的张力回复率为90％以上的低碳钢板上设置形成开口部用的保护膜图案，进行腐蚀，以形成开口部。
上述展张型荫罩的特征还在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03％以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:70-170ppm以下，以及不可避免的杂质。
上述展张型荫罩的特征还在于，低碳钢含氮以重量计为100-170ppm。
另外，本发明包括展张型荫罩用材料，是彩色布劳恩管用的展张型荫罩用材料，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板，在不发生再结晶化的温度下进行热处理，其张力回复率为90％以上。
另外，本发明的展张型荫罩用材料，是彩色布劳恩管用的展张型荫罩用材料，其特征在于，将以重量计氮为70-170ppm的低碳钢板，在不发生再结晶化的温度下进行热处理后，将于25℃下施加500N/mm2的荷重时的试片长度取作初期长度，在保持初期长度的状态下加热到455℃，于455℃向试片施加100N/mm2的荷重，保持15分钟，然后冷却。将于25℃下试片显示初期长度的张力取作回复张力，以回复张力相对于初期张力之比表示的张力回复率为90％以上。
上述展张型荫罩用材料的特征还在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:70 170ppm以下，以及不可避免的杂质。
上述展张型荫罩用材料的特征还在于，低碳钢含氮以重量计为100-170ppm。
本发明通过在低碳钢中特别地将氮量规定为特定的值，同时加热到不产生再结晶化的温度，从而得到了回复率大、展张时无碎片、或顶部无扭转等的展张型色识别用荫罩。
对本发明的展张型色识别用荫罩而言，适宜的低碳钢板成分为，C:0.03％(重量％，以下同)以下，Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下，其余由Fe及不可避免的杂质构成。在本发明的低碳钢板中，C形成碳化物，其量变多时，会阻害色选别电极制造工序中的腐蚀性，因此优选为0.03％以下。
Si形成MnO-SiO2、MnO-FeO-SiO2等硅酸盐系夹杂物，结果阻害腐蚀性，因此优选为0.10％以下。另外，Mn由炼钢工序中的脱氧作用和防止热脆性的观点出发，优选为0.10-0.60％。
P含量增加时钢硬化，使轧制性变差，因此优选在0.10％以下。
S生成硫化物系夹杂物，阻害腐蚀性，因此优选在0.10％以下。
本发明的低碳钢，以重量计含有氮70ppm-170ppm较佳，100-170ppm更佳，100-150ppm尤佳。比70ppm更少时，强度低，比170ppm更多时，晶粒边界增大，对腐蚀特性方面不佳。
本发明的低碳钢，通过轧制后在还原性或非氧化性气氛中不引起再结晶的条件下进行热处理，是能比过去的残留应力小的材料，抗拉强度更大，高温蠕变特性更为良好。作为热处理条件，热处理温度为450℃-650℃，热处理时间为3-120秒之间较佳。热处理温度比650℃更高时，引起再结晶，因此不佳，另一方面，比450℃低时，经热处理得不到改善特性的效果。
以下叙述实施例对本发明进行说明。
实施例1
将表1中以重量％表示化学组成的材料A至F制成的厚度0.1mm的低碳钢材料，在连续退火炉内氢和氮的混合气氛中540-560℃的温度下处理45秒钟，进行退火后，在两面涂布水溶性酪朊保护膜，干燥后，使用对材料两面的保护膜描绘一对表里图案的玻璃干板，对保护膜描绘图案。保护膜的图案形成两种：经腐蚀形成的缝隙开口方向与轧制方向平行及垂直相交两种。
接着，进行露光、硬膜处理、低温干燥处理，然后，在描绘过图案的保护膜的两面上，将液温60℃、比重48°Be的氯化亚铁溶液作为腐蚀液，由喷雾器喷雾，进行腐蚀。
腐蚀后，经过水洗，用碱的水溶液将保护膜剥离，洗涤、干燥、制做色识别用荫罩。
将所得到的色识别用荫罩用以下的评价方法进行评价，将其结果示于表2。表2中，经腐蚀形成的开口与材料轧制方向平行的场合记为平行，与轧制方向垂直相交的场合记为直交。此外，透过率是将开口部的面积与夹在两端开口部的区域的面积的比例以百分率表示。
表1
    C     Si     Mn     P     S     N     其余
材料A  0.007  0.01  0.45  0.016  0.007  0.0080 铁及不可避免的杂质
材料B  0.006  0.01  0.43  0.014  0.007  0.0100 铁及不可避免的杂质
材料C  0.007  0.01  0.46  0.013  0.006  0.0122 铁及不可避免的杂质
材料D  0.007  0.01  0.44  0.016  0.008  0.0140 铁及不可避免的杂质
材料E  0.006  0.01  0.43  0.016  0.008  0.0150 铁及不可避免的杂质
材料F  0.008  0.01  0.45  0.015  0.007  0.0163 铁及不可避免的杂质
材料G  0.008  0.01  0.42  0.013  0.009  0.0170 铁及不可避免的杂质
评价方法1．顶部扭转以30N/mm2的荷重展张后，目视确认有无扭转。2．抗拉强度使用JIS Z2201为基准的5号试片，按照JIS Z 2241进行测定。3．张力回复评价方法
试片为长度510mm，宽度25mm的长方形，制做试片长度方向相对材料轧制方向平行及垂直相交两种。
用拉伸试验机的把持部把持试片，在25℃下在长边方向赋与试片初期荷重500N/mm2进行展张，测定此时把持部间的距离，作为试片的初期长度。
在将把持部的间隔保持在初期长度的状态下，将把持部间的试片在大气气氛的加热炉中以1℃/分的速度升温到455℃，在455℃下对试片加荷重100N/mm2，保持15分钟。
接着开始冷却，将把持部间的距离设定为初期长度，于25℃下测定试片长边方向的荷重，作为回复张力，由下式求出张力回复率。
张力回复率(％)=(回复张力/初期张力)×100
比较例1
将组成以重量计含C:0.006％、Si:0.01％、Mn:0.44％、P:0.010％、S:0.008％、N:0.0060％、其它由铁及不可避免的杂质构成的厚度0.1mm的低碳钢材料，在加热炉内氢、氮混合气氛中，540-560℃的温度下，处理45秒钟进行退火，然后与实施例1同样进行腐蚀，制造色识别用荫罩，按照与实施例1同样的方法进行评价，将其结果示于表2。
比较例2
除了不进行退火处理这一点之外，采用与比较例1同样的方法，制做色识别用荫罩，按照与实施例1同样的方法进行评价，将其结果示于表2。
比较例3
除了不对实施例的材料B进行退火处理这一点之外，采用与比较例1同样的方法，制做色识别用荫罩，按照与实施例1同样的方法进行评价，将其结果示于表2。
比较例4
将组成以重量计含C:0.007％、Si:0.01％、Mn:0.45％、P:0.015％、S:0.008％、N:0.0200％、其它由铁及不可避免的杂质构成的厚度0.1mm的低碳钢材料，在加热炉内氢、氮混合气氛中，540-560℃的温度下，处理45秒钟，进行退火，然后按照与实施例1同样的方法进行腐蚀，制造色识别用荫罩，按照与实施例1同样的方法进行评价，将其结果示于表2。
在比较例4中，不可能均一地腐蚀，因此顶部的直线性不充分，可看出发生扭转。
表2
    退火 缝隙方向 透过率(％) 顶部扭转 张力回复率(％)
实施例1
材料A 有 平行 22.5 无 90
有 直交 22.6 无 92
材料B 有 平行 22.6 无 95
有 直交 22.5 无 95
材料C 有 平行 22.5 无 96
有 直交 22.4 无 96
材料D 有 平行 22.5 无 96
有 直交 22.4 无 96
材料E 有 平行 22.5 无 97
有 直交 22.6 无 97
材料F 有 平行 22.5 无 97
有 直交 22.4 无 97
材料G 有 平行 22.6 无 97
有 直交 22.4 无 97
比较例1 有 平行 22.5 无 86
有 直交 22.4 无 89
比较例2 无 平行 22.6 有 84
无 直交 22.6 有 87
比较例3 无 平行 22.6 有 88
无 直交 22.5 有 89
比较例4 有 平行 20.1 有 88
有 直交 20.2 有 89
如上所述，本发明的彩色布劳恩管用展张型荫罩，与以低碳钢板作为原料的过去的展张型荫罩相比较，高温蠕变特性良好，展张时没有碎片或顶部扭转等，因此能够得到高质量的彩色布劳恩管。

Claims (10)

1．展张型荫罩，是安装框体展张的彩色布劳恩管用的展张型荫罩，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板于不产生再结晶化的温度下进行热处理后，设置形成开口部用的保护膜图案进行腐蚀，以形成开口部。
2．展张型荫罩，是安装框体展张的彩色布劳恩管用的展张型荫罩，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板于不产生再结晶化的温度下进行热处理后，将25℃下施加500N/mm2的荷重时的试片长度取作初期长度，在保持初期长度的状态下加热到455℃，在455℃下向试片施加100N/mm2的荷重保持15分钟，然后冷却，将25℃下试片显示初期长度的张力取作回复张力，在以回复张力对初期张力的比表示的张力回复率为90％以上的低碳钢板上设置形成开口部用的保护膜图案，进行腐蚀，以形成开口部。
3．权利要求1或2所述的展张型荫罩，其特征在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03％以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:70-170ppm以下，以及不可避免的杂质。
4．权利要求1或2所述的展张型荫罩，其特征在于，低碳钢含氮以重量计为100-170ppm。
5．权利要求1或2所述的展张型荫罩，其特征在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03％以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:100-170ppm以下，以及不可避免的杂质。
6．展张型荫罩用材料，是彩色布劳恩管用的展张型荫罩用材料，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板，在不发生再结晶化的温度下进行热处理，其张力回复率为90％以上。
7．展张型荫罩用材料，是彩色布劳恩管用的展张型荫罩用材料，其特征在于，将氮以重量计为70-170ppm的低碳钢板，在不发生再结晶化的温度下进行热处理后，将于25℃下施加500N/mm2的荷重时的试片长度取作初期长度，在保持初期长度的状态下加热到455℃，于455℃在试片上施加100N/mm2的荷重，保持15分钟，然后冷却，将于25℃下试片显示初期长度的张力取作回复张力，以回复张力相对于初期张力之比表示的张力回复率为90％以上。
8．权利要求6或7所述的展张型荫罩用材料，其特征在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03％以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:70-170ppm以下，以及不可避免的杂质。
9．权利要求6或7所述的展张型荫罩用材料，其特征在于，低碳钢含氮以重量计为100-170ppm。
10．权利要求6或7所述的展张型荫罩用材料，其特征在于，低碳钢板作为铁以外的成分，以重量计含C:0.03％以下、Si:0.10％以下、Mn:0.10-0.60％、P:0.10％以下、S:0.10％以下、N:100-170ppm以下，以及不可避免的杂质。
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