JPH04371550A - 封着用合金部材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビブラウン管のシ
ャドウマスク支持用部品等として使用される封着用合金
部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスとの封着に使用される合金として
は、Ｆｅ−４２Ｎｉ−６Ｃｒ合金、Ｆｅ−４２〜５０Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金、Ｆｅ−１８Ｃ
ｒ合金等が従来から知られている。これらの合金のうち
Ｆｅ−１８Ｃｒ合金は、テレビブラウン管用ガラスの熱
膨張係数に近い熱膨張係数を有することから、テレビブ
ラウン管のシャドウマスク支持用部品（以下、サポート
スタッドという）に使用されている。

【０００３】従来のサポートスタッド製造法では、棒状
材料を冷間鍛造及び切削することにより、図１に示した
断面形状をもつカップに加工している。しかし、このサ
ポートスタッド１０は、多数の加工工数を必要とし、ま
た重量が大きい欠点がある。そこで、最近では、薄鋼板
をプレス加工することにより、図２に示した断面形状に
成形したサポートスタッド２０が一部で使用され始めて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】サポートスタッドは、
カップ状に加工された後、加熱温度１１００〜１２００
℃、加熱時間１０〜６０分で湿潤水素ガス雰囲気中で予
備酸化処理を施される。この予備酸化により、ガラスに
対する封着性に有効な酸化皮膜が表面に形成される。次
いで、ガラスと封着される。

【０００５】棒状材料から冷間鍛造及び切削加工により
製造されたサポートスタッド１０（図１）は、肉厚が大
きく、強度の信頼性が高い。しかし、薄鋼板のプレス加
工により製造したサポートスタッド２０（図２）は、薄
肉である。この薄肉のサポートスタッド２０が予備酸化
時の高温に晒されるとき、大きな加工を受けた湾曲部２
１における再結晶が平坦部２２に比較して優先的に進行
する。その結果、湾曲部２１の結晶粒が粗大化し、結晶
粒の粗大化がそれほど進行しない平坦部２２との間に強
度差が発生する場合がある。

【０００６】そのため、薄鋼板のプレス加工により製造
されたサポートスタッド２０は、長期間の使用するとき
、結晶粒の粗大化した部分に変形又は亀裂を生じ、ブラ
ウン管の性能を害する虞れがあった。

【０００７】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、圧延された薄鋼板素材の結晶方位
を制御することにより、湾曲部における結晶粒の粗大化
を抑制し、信頼性に優れた封着用合金を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の封着用合金部材
は、その目的を達成するために、Ｃｒ：１６〜２５重量
％，Ｃ：０．００５〜０．０８重量％，Ｎ：０．００５
〜０．０２重量％，Ｔｉ：０．１５〜０．６０重量％、
残部Ｆｅを基本組成をもち、冷延焼鈍鋼帯として圧延面
に｛２１１｝結晶面が６０％以上の割合で集合している
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明者等は、プレス加工によるサポートスタ
ッドの強度を十分なものとするためには、予備酸化処理
による結晶粒の成長を抑制することが必要であるとの前
提で、封着用合金が予備酸化されたときの結晶構造の変
化を種々の観点から調べた。

【００１０】結晶粒の粗大化を抑制する方法として、予
備酸化処理の加熱温度を低くしたり、加熱時間を短くす
ることが考えられる。しかし、このような方法では、酸
化皮膜が薄く封着強度が弱くなる欠点がある。また、結
晶粒を微細化するために、合金中のＣ，Ｎと親和力の大
きいＴｉを含有させることにより、Ｔｉ炭窒化物を形成
させる方法も行われる（昭和５５年１２月２５日　　日
刊工業新聞社発行「ステンレス鋼便覧」第３６０〜３６
１頁参照）。本発明者らも当該方法を試みたが、プレス
加工によるサポートスタッドの湾曲部分の結晶粒粗大化
の抑止は、Ｔｉ炭窒化物の析出のみでは不十分であった
。

【００１１】結晶粒の粗大化は、合金の成分設計に限ら
ず、予備酸化される薄鋼板の組織も重要な影響を与える
ものである。本発明者等の研究によるとき、冷延焼鈍鋼
帯の圧延面に６０％以上の割合で集合させた｛２１１｝
結晶面が、予備酸化処理における湾曲部分の結晶粒粗大
化抑止に有効であることを見い出した。そして、この結
晶面制御をＴｉ炭窒化物の微細分散析出と併用するとき
、結晶粒の粗大化防止が十分に図られ、予備酸化後にお
いても湾曲部と平坦部とに強度差が実質的に生じない。

【００１２】圧延面に｛２１１｝結晶面を集合させるこ
とによりサポートスタッドの板厚方向の結晶粒粗大化が
抑制される機構については明らかでない。しかし、フェ
ライト単相鋼では高温加熱時に優先成長する結晶方位は
〈１００〉とされており、圧延面に｛２１１｝結晶面を
多く集合させた場合、その板厚方向には〈２１１〉方位
が多く集合することになる。このことから、優先成長方
向である〈１００〉方向の結晶成長が抑制されるものと
推定される。

【００１３】次に、本発明合金部材の成分及び｛２１１
｝結晶面の集合割合について具体的に説明する。 Ｃｒ：１６重量％未満のＣｒ含有量では熱膨張係数が大
きく、ブラウン管用ガラスとの熱膨張係数の差が大きく
なり好ましくない。また、Ｃｒ含有量が２５重量％を超
えると、合金の加工性が劣化する。そこで、本発明にお
いては、１６〜２５重量％の範囲にＣｒ含有量を選定し
た。

【００１４】Ｃ：０．００５重量％未満のＣ含有量では
、Ｔｉ炭窒化物の生成量が少なく、結晶粒の粗大化抑止
効果が得られない。他方、オーステナイト相の析出防止
及び耐食性向上の面から、Ｃ含有量は少ない方が好まし
い。しかし、０．０８重量％以下のＣ含有量であれば、
オーステナイト相の析出防止及び耐食性に実用上の問題
ない。そこで、Ｃ含有量を０．００５〜０．０８重量％
の範囲に規定した。

【００１５】Ｎ：Ｎ含有量が０．００５重量％未満であ
ると、Ｔｉ炭窒化物の生成量が少なく、結晶粒の粗大化
抑止効果が得られない。逆に、Ｎ含有量が０．０２重量
％を超えると、予備酸化処理時に酸化むらを生じ易く、
均質な酸化皮膜が得られ難くなる。したがって、Ｎ含有
量は、０．００５〜０．０２重量％の範囲とした。

【００１６】Ｔｉ：Ｔｉ炭窒化物を生成する上で、必須
元素である。Ｔｉ含有量が０．１５重量％未満では、必
要とするＴｉ炭窒化物の生成量が少なく、十分な結晶粒
の粗大化抑止効果が得られない。逆に、０．６０重量％
を超える多量のＴｉを含有させると、合金材料の表面性
状が劣化する。そのため、本発明においては、Ｔｉ含有
量を０．１５〜０．６０重量％の範囲に規定した。

【００１７】集合組織：冷延焼鈍鋼帯の圧延面に｛２１
１｝面が６０％以上の割合で集合していないと、予備酸
化処理後において板厚方向に多数の結晶粒を存在させる
ことができず、強度上の信頼性が得られない。逆に、｛
２１１｝面の集合度を６０％以上にするとき、板厚方向
に多数の結晶粒を集めることができ、結晶粒の粗大化が
防止される。板厚方向の結晶粒の必要個数は、板厚の如
何に応じて定まるものであるが、たとえば板厚０．８ｍ
ｍの鋼帯では３個以上とすることが好ましい。

【００１８】ここで、結晶面の集合度は、以下の方法に
より求めた値である。結晶面をＸ線回折するに際し、得
られる回折線強度は｛１１０｝，｛２００｝，｛２１１
｝，｛２２２｝の４つのみから構成されるものと仮定し
、これらの回折線強度の和を１００％とした。そして、
４つの回折線強度の和に対する｛２１１｝回折線強度の
比を百分率で表したものを、｛２１１｝結晶面の集合度
とした。

【００１９】｛２１１｝結晶面の集合度は、合金の種類
や圧延，焼鈍等の種々の条件によって変わる。たとえば
、冷間圧延率と冷延後の再結晶焼鈍温度の各組合せにつ
いて検討した結果を図３に示す。図３から明らかなよう
に、再結晶焼鈍前の冷間圧延率を８０％以上とし、再結
晶焼鈍温度は９００℃以上の温度で再結晶焼鈍を行うと
、｛２１１｝結晶面の集合度を６０％以上にすることが
できる。しかし、再結晶温度が１０５０℃を超えると、
プレス加工後の製品の表面肌が悪くなる。したがって、
再結晶焼鈍は９００〜１０５０℃の温度範囲で行うこと
が望ましい。

【００２０】

【実施例】以下に、実施例により本発明を具体的に説明
する。 実施例：表１に示した成分をもつ供試材の熱延板を１０
００℃で焼鈍した後、デスケールし、冷間圧延率８５％
の冷延を施すことにより板厚０．８ｍｍの冷延板を得た
。この冷延板に８５０〜１０５０℃の範囲の各温度で再
結晶焼鈍を施し、次いで図４に示す形状にプレス加工し
た。なお、各部寸法は、次の通りである。 ｄ１　＝６ｍｍ，　　　　　　ｄ２　＝１２ｍｍ，　　
　　　　Ｈ＝１０ｍｍ

【００２１】

【表１】

【００２２】プレス加工後の供試材に、湿潤水素雰囲気
中で１１５０℃に４０分間加熱する予備酸化処理を施し
た。その後、図４に示す湾曲部分を輪切りにして試験片
を採取し、顕微鏡観察によって板厚方向の結晶粒の数を
カウントした。図４における記号Ｆは、結晶粒観察面を
示す。図５から明らかなように、再結晶焼鈍された鋼帯
の圧延面に｛２１１｝結晶面が６０％以上集合している
とき、湾曲部に粗大粒が出現しておらず、板厚方向に沿
って３個以上の結晶粒が存在していることが判る。

【００２３】比較例：表１に示した成分をもつ供試材の
熱延板を、実施例と同様に１０００℃で焼鈍した後、デ
スケールし、冷間圧延で一旦２ｍｍ厚さの冷延板とした
。そして、９５０℃の中間焼鈍を施し、次いで冷間圧延
率６０％の冷間圧延により、板厚０．８ｍｍの冷延板を
得た。この冷延板に８５０〜１０５０℃の範囲の各温度
にて再結晶焼鈍を施し、次いで図４に示す形状にプレス
加工した後、湿潤水素雰囲気中において１１５０℃に４
０分間加熱する予備酸化処理を行った。

【００２４】予備酸化処理後、実施例と同様の方法によ
って板厚方向の結晶粒をカウントした。測定された結晶
粒の個数を、｛２１１｝結晶面の集合度との関係で図６
に示す。この場合、再結晶焼鈍前の冷間圧延率が６０％
に過ぎないため、全ての再結晶処理温度において｛２１
１｝結晶面の集合度が６０％未満であった。そして、予
備酸化処理後の結晶粒は粗大化し、板厚方向に３個以上
存在するものは得られなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の封着用
合金部材においては、合金組成及び結晶組織を特定する
ことにより、帯鋼のプレス成形によって製造したサポー
トスタッドを予備酸化したとき、湾曲部分の結晶粒が板
厚方向に比較的多数存在し、結晶粒の粗大化が抑制され
る。そのため、予備酸化された封着用合金部材は、ガラ
スに封着して長期間使用したときにも、変形，亀裂等の
欠陥が生じることなく、ブラウン管等の性能を低下させ
ることのない信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　冷間鍛造及び切削加工によって棒状材料か
ら製造されたサポートスタッドの断面図

【図２】　　プレス加工で帯鋼から製造されたサポート
スタッドの断面図

【図３】　　｛２１１｝結晶面の集合度に与える冷間圧
延率及び再結晶温度の影響を示したグラフ

【図４】　　
本発明実施例で製造したサポートスタッドの斜視図

【図５】　　圧延率８５％で冷間圧延された合金材料に
おいて、粗大粒の有無をＣ含有量及び再結晶焼鈍温度と
の関係で表したグラフ

【図６】　　圧延率６０％で冷間圧延された合金材料に
おいて、粗大粒の有無をＣ含有量及び再結晶焼鈍温度と
の関係で表したグラフ

【符号の説明】

２０　　鋼帯をプレス成形することによって製造したサ
ポートスタッド ｄ１　　小径　　　　　　　　ｄ２　　大径　　　　　
　　　Ｈ　　高さ　　　　　　　　Ｆ　　結晶粒観察面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｃｒ：１６〜２５重量％，Ｃ：０．０
   ０５〜０．０８重量％，Ｎ：０．００５〜０．０２重量
   ％，Ｔｉ：０．１５〜０．６０重量％、残部Ｆｅの基本
   組成をもち、冷延焼鈍鋼帯として圧延面に｛２１１｝結
   晶面が６０％以上の割合で集合していることを特徴とす
   る封着用合金部材。