JPH03191023A - シャドウマスク用鉄―ニッケル基合金素材の製造方法 - 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】 本発明は、カラーテレビブラウン管のシャドウマスク用
鉄−ニッケル基合金素材の製造方法に関するものであり
、特には電子ビーム通過用の孔を穿孔するための爾後の
エツチング時のスジむらの発生を抑制しうるシャドウマ
スク用鉄−ニッケル基合金素材の製造方法に関する。本
発明に従い製造されたシャドウマスク素材は、高精細マ
スクの作製を可能とし、高品位カラーテレビやコンピュ
ーターのデイスプレィ用シャドウマスク分野で有益に利
用される。

ｌ肚皇１１ カラーテレビブラウン管のシャドウマスク素材としては
、一般に軟鋼（リムド鋼あるいはアルミギルド鋼）が知
られている。カラーテレビブラウン管内では、電子銃か
ら出る電子ビームが、シャドウマスクの微小孔を通過し
て蛍光スクリーン上の所定の点に精密に照射されて、特
定の色調を与えている。ところが、電子ビームは全部シ
ャドウマスクの微小孔を通過するわけではなく、シャド
ウマスクの微小孔を通過せずにシャドウマスクに射突す
る電子ビームによってシャドウマスクは加熱される。そ
のため、シャドウマスクは、熱膨張により、いわゆるド
ーミングと呼ばれる変形を起こす。その結果、シャドウ
マスクと蛍光スクリーンとの位置関係にずれが起り、電
子ビームが正確に蛍光スクリーンに照射されなくなり、
色純度が低下するという問題がある。

この問題を解決するために、熱膨張係数の小さいアンバ
ーのような鉄−ニッケル基合金をシャドウマスクとして
使用することが提案された。

良米且洒 しかし、このようなシャドウマスク用鉄−ニッケル基合
金から、通常の製造工程、例えばリードフレーム用４２
合金材と同様の製造工程（連続鋳造−熱間圧延−酸洗、
研摩〜冷間圧延−焼鈍−冷間圧延、以降所定板厚まで焼
鈍、冷間圧延を適宜繰り返す）によりシャドウマスク素
材を製造すると、シャドウマスク素材に電子ビーム通過
用の孔を穿孔するためのエツチングを後に施した際スジ
むらが発生した。このスジむらは、エツチングしたシャ
ドウマスクを透過光（斜光）で観察するとき、圧延方向
と平行に多数のスジが見える現象である。

軟鋼でも圧延方向と平行にスジが発生することがあるが
、これは軟鋼中の非金属介在物が原因であることがわか
っている。しかし、アンバーのような鉄−ニッケル基合
金の場合には、合金中の非金属介在物を減少させてもス
ジむらは消失せず、鉄−ニッケル基合金固有の原因があ
ると考えられ、改善が望まれていた。

そこで、本件出願人は先に、鉄−ニッケル基合金材のス
ジむらについて種々の研究を行ない、その結果、スジむ
らの原因はニッケル、マンガン等の成分偏析であり、偏
析部は母材部とエツチング性に差があるため、エツチン
グ孔壁面に凹凸ができ、これらがスジ状に見えることを
解明した。

そこで、本件出願人は、この偏析によるスジむらを解消
するために、鉄−ニッケル基合金インゴットを８５０℃
以上で且つ融点以下の温度で加熱し、１ヒート又は２ヒ
一ト以上で、断面減少率４０％以上の条件で鍛造する製
造方法を提案した（特開昭６０−１２８２５３号）。

が　　しよ　とする 上記鍛造方法により確かにスジむら解消の効果は得られ
た。しかしながら、特にドーミングによる色純度の低下
が問題になる高精細のコンピュータのデイスプレィ用シ
ャドウマスクでは、まだ充分スジむらが解消できないこ
とが改めて問題となった。また、この鍛造方法でスジむ
らを一層充分に解消しようとすると、鍛造温度を高くし
なければならず、この場合、酸化による歩留低下や粒界
酸化による鍛造割れの問題が起きた。

課０を　　するための 本発明者らは、スジむらの問題について種々の検討を行
った結果、偏析は主にインゴットの中心部で起こること
が判明し、そのため、鋳造後のインゴットをインゴット
の中心軸を含む面で切断分割することにより、偏析部が
表面近傍に出現し、酸化が重大問題となるほどの高温で
鍛造しなくても、成分偏析によるスジむらを完全に解消
することに成功した。

すなわち、本発明は、シャドウマスク用鉄−ニッケル基
合金を溶解鋳造して得られるインゴットを該インゴット
の中心軸を含む面で切断して分割し、そして後分割され
たインゴットをシート素材とすることを特徴とする、エ
ツチング時のスジむらの発生を抑制しうるシャドウマス
ク用鉄−ニッケル基合金素材の製造方法を提供するもの
である。

光１しと且卦」月ｌ朋 本発明において、「鉄−ニッケル基台金」とはニッケル
を３０〜４５重量％含有する鉄及びニッケルを基本成分
とする合金であり、ここに適宜、Ｃｒ、Ｍｎ％　Ｃｏ、
Ｔｉ、Ｖ％　Ｎｂ、Ｚｒ。

ＭＯ１Ａβ、Ｗ等の副成分や添加材を５重量％まで添加
したものを包括する。

シャドウマスクの一般的製造工程は次の通りである： 所定の合金原料の溶解及び鋳造後、得られたインゴット
を鍛造、圧延等の適宜の加工工程を経由しそして最終冷
間加工にて所定の厚さを有するシートとすることにより
シャドウマスク素材が製造される。シャドウマスク素材
はエツチング穿孔加工されてフラットマスクとなる。フ
ラットマスクは焼鈍されてプレス成形性を付与されその
後プレスにより球面成形される。球面成形されたマスク
は黒化処理を施されてシャドウマスクとなる。この他、
プレス成形性を付与する焼鈍を最終圧延直後に実施する
方式もあり、これはプレアニール法と呼ばれている。

もう少し詳しく説明すると、先ずシャドウマスク素材の
製造方法として、鉄−ニッケル基合金を例えばＶＯＤ炉
で溶製後、インゴットに鋳造し、鍛造後熱間圧延及び冷
間圧延し、その後焼鈍と冷間圧延を繰り返し、所定のシ
ート厚みまで最終冷間圧延が施される。その後、スリッ
トして所定板幅としてシャドウマスク素材を得る。シャ
ドウマスク素材は、脱脂後、フォトレジストを両面に塗
布しそしてパターンを焼付けて現像後、エツチング液に
てエツチング穿孔加工され、個々に切断されてフラット
マスクとなる。

フラットマスクは、非酸化性雰囲気中で焼鈍されてプレ
ス成形性を付与される（プレアニール法ではこの焼鈍が
エツチング前に最終冷間圧延材に行われる）。レベラー
加工を経た後、プレスによりマスク形態に球面成形され
る。

そして最後に、球面成形されたマスクは、脱脂後、水蒸
気又は燃焼ガス雰囲気中で黒化処理を施されて表面に黒
色酸化膜を形成する。こうしてシャドウマスクが作製さ
れる。

更には、前述の様な製造工程を取らず、エツチング穿孔
後のフラットマスクについて再結晶焼鈍やプレスによる
球面成形は行わないで、張力を付加した状態でフレーム
等に固定し黒化処理後ブラウン管に組み込む製造方式も
ある。

本発明がこうしたシャドウマスク製造方法のいずれにも
応用しうることは云うまでもない。

次に本発明によりスジむらが解消できる理由を説明する
。

前述したように、スジむらの原因となる成分偏析は主に
中心部で起こるため、第１図に示すようにインゴットの
中心軸を含む面で２つに切断分割すると、偏析部が分割
したインゴットの表面近傍に出現してくることになる。

そこで、次に鍛造その他の加工のため加熱を行うと、中
心部と異なり表面近傍は速やかに高温に達するので、従
来より短時間で偏析が解消される。また、鍛造後の皮む
き量によっては偏析部を除去してしまうことも可能であ
る。スラブのように長片・短片が太き（異る鋳塊を切断
する場合には、偏析が多く表面に表出するように該鋳塊
（インゴット）の中心軸を含む面で（例えば長片方向の
面）で切断するのが望ましい。

このような方法をとれば、従来問題となっていた高温焼
鈍時の酸化による鍛造割れや歩留り低下を防止すること
が出来るのである。

次に実施例及び比較例を示し本発明の詳細な説明する。

〈実施例及び比較例〉 鉄−ニッケル基合金としてはアンバー（３６％Ｎｉ−残
Ｆｅ）を用いた。合金を真空溶解で溶製後、第２図に示
す寸法（単位ｍｍ）のインゴットに鋳造した。その後第
２図に示すように切断して２分割したものと、切断しな
いそのままのものどを共に１２００℃で１０時間加熱し
鍛造を行った。

次に、皮むきを行った後、１１００℃で熱間圧延を行っ
た。その後、酸洗、冷間圧延、焼鈍、冷間圧延、焼鈍、
冷間圧延により、板厚０．１５　ｍｍのシャドウマスク
素材を製造した。

このようにして製造された試料を実際に高精細マスクに
エツチング穿孔し、スジむらの評価を行ったところ、イ
ンゴットを切断分割したものにはスジむらは発生せず、
他方切断分割しなかったものにはスジむらが発生した。

ｌ五■激１ このように本発明によれば特別な熱拡散工程を必要とせ
ず成分偏析によるスジむらを簡単に解消することができ
る。このため、エツチング孔を精密に生成でき、カラー
テレビやコンピューターデイスプレィ用カラーブラウン
管の高画質化と低コスト化に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を示す説明図である。 第２図は、 実施例で使用したインボッ トの寸法 及び分割状態を示す説明図である。 第１図 第２＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）シャドウマスク用鉄−ニッケル基合金を溶解鋳造し
   て得られるインゴットを該インゴットの中心軸を含む面
   で切断して分割し、そして後分割されたインゴットをシ
   ート素材とすることを特徴とする、エッチング時のスジ
   むらの発生を抑制しうるシャドウマスク用鉄−ニッケル
   基合金素材の製造方法。