JPH02305941A - 低熱膨張型シャドウマスク用素材およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシャドウマスク用素材の製造法に関し、より詳
しくは低熱膨張率合金を用いたプレス成形性の良いシャ
ドウマスク用素材の製造法に関する。

［従来技術及び問題点コ 従来、カラーテレビ用ブラウン管のシャドウマスクには
低炭素鋼板が一般に用いられてきたが、各種コンピュー
タ、ワードプロセッサ、計器類に用いられるカラーＣＲ
Ｔにおいて特に、また家庭用カラーテレビ受像機におい
ても高品質の画像が求められるようになって来たため、
シャドウマスクが電子射突を受けて生ずる熱膨張に起因
する色ズレ現象の防止対策としてシャドウマスクにアン
バー（Ｉｎｖａｒ）が用いられ始めている。

しかし、アンバーはプレス成形性が低炭素鋼に比して劣
り、エツチング穿孔後のマスクのドーミング工程におい
て、加工が上手くゆかない難点があった。

そこで本発明者等はアンバー系材料について冷延率及び
熱処理条件を諸種組合せる事により、プレス成形性を改
善すべく鋭意実験及び考察を行なった結果、本発明を完
成するに至った。

［発明の目的］ 本発明の目的はプレス成形性の良い低熱膨脹型シャドウ
マスク用素材及びその製造法を提供するにある。

本発明の他の目的はσ。２耐力（Ｅｉｏ、２％を付与し
た時の耐力）が低いアンバー系低熱膨脹型シャドウマス
ク用素材及びその製造法を提供するにある。

［発明の構成及び作用］ 本発明により、 Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃｒ　：０．１〜２．５％を含み
、残部Ｆｅ及び不可避的不純物でなるＦｅ−Ｎｉ系合金
薄板であって、平均結晶粒径をｄとするときｄ−１／２
が０，５〜２，５鵬−１／２であり、耐力σ。２が１８
〜２２ｋｇｆ　７ｍｍ２である事を特徴とする低熱膨脹
型シャドウマスク用素材（本発明１） および Ｎｉ：３Ｑ　〜４５％、Ｃｒ　：　０．１〜２．５％を
含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物でなるＦｅ−ＮＬ系
合金帯板を、 式１２Ｃｒ’　−５５０ｒ＋７１≦Ｒ≦９６を満足する
冷延率（Ｒ％）で冷間圧延し、ついで（６５０〜９００
℃）×（１０〜１２０ＳｅＣ９）の連続焼鈍を施し、エ
ツチング穿孔後さらに（６５０〜１２５０℃）×（３０
〜１００ｍｉｎ．）のマスク焼鈍を施すことを特徴とす
る低熱膨脹型シャドウマスク用素材の製造法（本発明２
）が提供される。

以下に本発明の詳細な説明する。

従来、所謂アンバー材すなわち低熱膨張率のＦｅ−Ｎｉ
合金でつくったシャドウマスク用素材は前述したとおり
、エツチング後施されるプレス加工において成形性が不
足しており、従ってシャドウマスクとしてブラウン管に
組込まれた後スプリングバックによって電子銃側に変形
し、色ズレを生ずる傾向があった。

その対策としてアンバー材のエツチング後プレス成形性
の向上を図ることが急務となった。

そこで、本発明者等は鋭意実験、研究の結果、平均結晶
粒径をｄとするときｄ−１／２が０．５〜２゜５画一１
７２で、かつ耐力σ。、２が１８〜２２ｋｇｆ／圓２の
範囲を選ぶことによって色ズレの生じないシャドウマス
クが得られる事を見出し本発明を完成するに至った。

本発明１，２に共通して、Ｎｉ成分を３０〜４５％とし
た理由は、Ｎｉが３０％よりも少ないかまた４５％より
も多いと、いづれの場合も熱膨張率が高くなり、前述の
本発明用途に適合しなくなるからである。

また本発明１においてｄ−１／２を０．　５〜２．５ｍ
ｍ”２とした理由は、結晶粒径ｄがこの範囲を満足する
事によって耐力σ０．２が望ましい範囲になるからであ
る。

すなわちｄ−１／２が２．　５ｍｍ−”’よりも大きい
とｄは小さくなって結晶粒は微細粒となり、耐力が大き
くなって望ましくないスプリングバックを生じるように
なり、またｄ−１／２が０．　５よりも小さいと結晶粒
が粗大化して肌荒れ（Ｏｒ　ａ　ｎ　ｇ　ｅ　　ｐｅｅ
ｌ）を生じ、プレス成形上好ましくないばかりか、エツ
チング孔が異形化し、高精細度ブラウン管に適さなくな
ってしまうからである。

そして、耐力σ。２を１８〜２２ｋｇｆ／肛２とした理
由は、上記結晶粒範囲を選ぶと耐力がほぼ必然的にこの
範囲に入るようになるからである。

マスク工程のハンドリング上約１０　ｋｇ　ｆ　／１ｒ
ｔｒｎ２以上の耐力は必要であるが、これ以上でさえあ
れば耐力は低い程よいから、１８　ｋｇ　ｆ　／ａｍ２
以下でもよい訳であるけれども、前記結晶粒径の限定に
従い、下限は１８ｋｇ　ｆ　／ｍｍ’となり、またこれ
以上であっても上限の２２ｋｇｆ／ｍｍ２以下であれば
、実用上プレス成形時の問題は生じない。２２）ｃｇｆ
／閲２を越えると従来のアンバーと同様にプレス性に問
題を生ずるので、２２　ｋｇ　ｆ　’／　ａｍ　２以下
とした。

本発明２は、本発明１を製造する方法の一つである。

本発明者等は前述の問題点に鑑み、製造方法を模索した
が、その結果従来１０〜２０％程度であった最終冷延率
を６５．６〜９６％と極めて高くする事、並びにこれに
適当な熱処理を組み合わせることによって本発明１が容
易に安定して得られる事を見出し、本発明２を完成する
に至った。

従来、冷延率を高くすると顕微鏡組織が所謂繊維状組織
となり、そのままでエツチングすると異形穿孔となる場
合があったため、冷延率は精々２０％どまりであったも
のを敢えて６５．６％以上もの高い冷延率を与える事に
した処に本発明の特徴がある。但し、上記異形穿孔の防
止対策として連続焼鈍（短時間歪取り焼鈍）を施すよう
にしている。この連続焼鈍は高冷延率による加工硬化歪
を取り繊維状組織を解消するから、エツチング時の異形
穿孔を防止するのに極めて有効な手段であり、かつ一方
で通常のコイル焼鈍に比して均熱時間が短時間であるた
め再結晶後の粒成長が抑制されるという利益がある。従
ってエツチング穿孔後のマスク焼鈍において充分な粒成
長が初めて生じ、耐力の低下、すなわちプレス成形性の
向上が果される訳である。

ここに本発明２における冷延率の限定理由は次のとおり
である。すなわち６５．６％よりも冷延率が低いと本発
明効果がなく、また９６％を越えると最終的にマスク焼
鈍後結晶粒粗大化が生じて反ってプレス性が悪化するか
らである。なお好ましくは７５〜９５％の冷延率が採用
される。

連続焼鈍の条件限定理由は次のとおりである。

均熱温度が６５０℃に満たないと再結晶温度に達しない
部分が多くなり、繊維状組織が充分に消失しないからで
あり、また９００℃を越えると連続焼鈍炉の炉壁、ハー
スロール等の寿命が短かくなり、また省エネルギーの見
地からも不経済となるため、上限を９００℃とした。

なお特に８００〜８５０℃の範囲が好適に採用される。

この場合の雰囲気はＨＮＸ、ＮＸガス等が用いられるが
、その他の各種吸熱型、乃至発熱型の変成ガスを用いる
ことが出来、それ以外にも水素またはヘリウム、ネオン
、アルゴン等の不活性ガス、真空等も適用可能である。

均熱時間は１０ｓｅｃ、未満では再結晶不完全となり第
すく、また１２０ｓｅｃ、を越えるとライン速度を極め
て遅くするか、炉体を長大なものにしなければならず不
経済であるので、１０〜１２０ｓｅｃ、　　とじた。

なお、連続焼鈍後調質圧延をすることもある。

次にマスク焼鈍について述べる。

シャドウマスク用素材は帯板の状態でエツチング穿孔さ
れ、しかる後剪断もしくはブランキングによりフラット
マスクとされるのが普通である。

そしてマスク焼鈍はこのフラットマスクの状態で行なわ
れる熱処理であって、エツチング歪をとり、その後節さ
れるプレス成形性を確保するために行なわれる工程であ
る。

焼鈍雰囲気は前述の連続焼鈍の場合に準するが、現在は
主として１０−’〜１０−６Ｔｏ　ｒ　ｒ、程度の真空
とする場合が多い。これはエツチング後のマスク表面が
清浄であって酸化されやすいのでマスク焼鈍中に表面吸
着ガスを充分に脱ガスして酸化を防止するためである。

フラットマスクは積み重ねられた状態で炉中に入れられ
、バッチ焼鈍されるが、均熱温度は６５０〜１２５０℃
、就中１１００〜１１７０℃が好適に用いられる。その
理由は６５０℃より低い温度では再結晶しない部分が生
じるからであり、一方１２５０℃を超えてもそれ以上粒
成長効果を期待できないばかりでなく省エネルギーの見
地から寧ろ望ましくないからである。

均熱時間は３０ｍ　ｉ　ｎ、に達しないと粒成長が不充
分となり、かつ％　１００ｍ　ｉ　ｎ、以上かけても最
早や粒成長は飽和してしまうし、不経済であるので、３
０〜ＬＯＯｍｉｎ、とじた。

ついで焼鈍まま、もしくは必要に応じてレベラー加工後
にプレス加工によってフラットマスクに球面状の張り出
しを与え、しかる後黒化処理してシャドウマスクとする
。

すなわち本発明１，２におけるシャドウマスク用素材と
は、レベラー加工もしくはプレス加工前のフラットマス
クを云うのである。

次に本発明２について更に詳細に説明する。

本発明２は、本発明１と共に有効成分としてＮｉの他に
Ｃｒを含んでいる。

第１図は冷延率ＲとＣｒとの関係を示すグラフである。

なおこのグラフは実験によって得られたものである。

第１図において横軸はＣｒ量を表わし、Ｃｒ量は０．１
〜２．５％が本発明の範囲である。Ｃｒ量が０．１％よ
り少ないと効果が認められず、２゜５％を超えると材料
の熱膨張率が上がり、本来の目的が達成できない。従っ
て０．１〜２．５％とした。

縦軸は冷延率Ｒを表わし、曲線Ｒ−１２Ｃｒ２−５５Ｃ
ｒ＋７１よりも上でかつＲ≦９６のハツチング領域に属
するＣｒ量と冷延率Ｒの組み合せが本発明２の範囲であ
る。

Ｒがこの式の示す曲線の下側では高耐力領域となりプレ
ス成形性がよくない。

またＲが９６％を超すと加工歪みが累積する結果［実施
例］ 第１表に示される如き成分組成（Ｃｒ：０．０４１〜２
．０１％）のＦｅ−Ｎｆ系合金帯板を供試材とし、第２
表に示したように１０〜９５％の最終冷延率で冷間圧延
したのち連続焼鈍およびエツチング穿孔後のマスク焼鈍
を施した。

すなわち第１表は供試材の化学成分の表であり、第２表
は処理条件を示す表である。

第３表はこのようにして得られたマスク素材の特性を示
す表である。マスク焼鈍後の結晶粒径が大きいほど耐力
σ。、２は低くなり、また耐力σ。

２が２４ｋｇｆ／ｍｍ２をこえると素材のスプリングバ
ックによりプレス成形性が劣るようになる。

本発明のように、０．１％以上のＣｒ範囲においては、 式　Ｒ≧１２Ｃｒ’−５５Ｃｒ＋７１に従って、１８〜
２２ｋｇｆ／圓２の耐力σ。２が得られ、Ｃｒ量の多い
素材では比較的低い冷延率でプレス成形性の優れた低熱
膨脹型シャドウマスク要素材が得られる。

第３表に記載の本発明実施例はすべて比較例よりも優れ
たプレス成形性を示した。

［発明の効果］ 本発明を実施することにより、前記目的のすべてが達成
される。

すなわちプレス成形性の優れた低熱膨脹型シャドウマス
ク用素材がもたらされる。また本発明ではＣｒを適量添
加するので、あまり冷延率を上げなくてもプレス成形性
が確保出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明２におけるＣｒ量と冷延率Ｒの関係を示
すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉ：３０〜４５％（重量％、以下同じ）、Ｃｒ
   ：０．１〜２．５％を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純
   物でなるＦｅ−Ｎｉ系合金薄板であって、平均結晶粒径
   をｄとするときｄ＾−＾１＾／＾２が０．５〜２．５ｍ
   ｍ＾−＾１＾／＾２であり、耐力σ＿０＿．＿２が１８
   〜２２ｋｇｆ／ｍｍ＾２である事を特徴とする低熱膨脹
   型シャドウマスク用素材。
2. （２）Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃｒ：０．１〜２．５％を
   含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物でなるＦｅ−Ｎｉ系
   合金帯板を、 式１２Ｃｒ＾２−５５Ｃｒ＋７１≦Ｒ≦９６を満足する
   冷延率（Ｒ％）で冷間圧延し、ついで（６５０〜９００
   ℃）×（１０〜１２０ｓｅｃ．）の連続焼鈍を施し、エ
   ッチング穿孔後さらに（６５０〜１２５０℃）×（３０
   〜１００ｍｉｎ．）のマスク焼鈍を施すことを特徴とす
   る低熱膨張型シャドウマスク用素材の製造法。