JPH09249943A - プレス打ち抜き性の良好な電子銃部品用Fe−Ni系合金並びに加工部品 - Google Patents

プレス打ち抜き性の良好な電子銃部品用Fe−Ni系合金並びに加工部品

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JPH09249943A
JPH09249943A JP8453596A JP8453596A JPH09249943A JP H09249943 A JPH09249943 A JP H09249943A JP 8453596 A JP8453596 A JP 8453596A JP 8453596 A JP8453596 A JP 8453596A JP H09249943 A JPH09249943 A JP H09249943A
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JP
Japan
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inclusions
sulfide
etching
alloy
punchability
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JP8453596A
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English (en)
Inventor
Masazumi Mori
正澄 森
Yoshihiro Koseki
義浩 小関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikko Kinzoku KK
Original Assignee
Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス打ち抜き加工時の打ち抜き性良好な電
子銃部品用Fe−Ni系合金並びに加工部品、特に電子
銃電極を提供する。 【解決手段】 Niを30〜55%含み、残部Fe及び
不可避的不純物からなるFe−Ni系合金において、材
料の圧延方向及び板厚に平行な断面における、材料の研
磨面の、しかるべく測定したエッチング後の硫化物系介
在物痕の個数が1000〜2000個/mm2 であるこ
とを特徴とする。電極部品10に微小孔10a、10b
及び10cをプレス打ち抜き加工する際、ポンチが素材
から打ち抜きカスを切り放す先端縁10eにおけるバリ
Bの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子銃部品、例え
ば電子銃電極材料として好適な、プレス打ち抜き性を向
上させたFe−Ni系合金並びに該合金素材をプレス打
ち抜きすることにより加工し、該素材に電子ビームを通
過させる微小孔を穿設した電子銃プレス打ち抜き加工部
品、代表的に電子銃電極に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、公知のシャドウマスク型カラー
ブラウン管の断面図であって、パネル1に赤、緑、青の
3原色を発光する蛍光膜2が塗布されており、一方ネッ
ク部には電子ビーム3を発射する電子銃4が備えられて
いる。電子ビーム3は偏向ヨーク5により偏向走査され
る。6はシャドウマスク、そして7は磁気シールドであ
る。
【0003】図2(a)及び(b)は、電子銃4に装備
される打ち抜き加工部品の一例としての電極10を示す
斜視図及び断面図である。電極10は電子銃の陰極から
放出された熱電子を加速させる役目を成す。電極10に
はそれぞれ赤、緑及び青発色用ビームを通過させる微小
孔10a、10b及び10cをコイニングとプレス打ち
抜き加工により形成している。
【0004】一般に、TV受像管等に用いられる電子銃
部品は、板厚0.05〜0.5mm程度の非磁性ステン
レス鋼であるFe−Cr−Ni系合金を上述のようにコ
イニングを経てあるいは経ずにプレス打ち抜き加工する
ことにより完成させる。しかし、最近は、電子銃の陰極
から放出された熱電子を加速させる電極10には、非磁
性の指標である透磁率が1に近いことよりもむしろ、ガ
ラス封着を行うこと、あるいは使用時の熱膨張による色
づれの防止を行うために、封着ガラスと熱膨張係数が近
似していること、あるいは熱膨張係数が低いことが重視
されるようになっている。
【0005】そこで、低熱膨張特性を持つFe−Ni系
合金、特にFe−42%Ni合金(42合金)が電子銃
部品用材料として用いられはじめたが、従来の42合金
は靭性が高いことから、電極部品に微小孔10a、10
b及び10cをプレス打ち抜き加工する際、ポンチが素
材から打ち抜きカスを切り放す先端縁10e(図2参
照)にバリBが発生しやすく、また金型磨耗量が大き
い。
【0006】打ち抜き加工時に発生するバリは、安定し
た品質と高精度、高温、高電圧に対する耐久性を必要と
する電子銃部品の部品特性に悪影響を与え、最悪の場
合、致命的欠陥となる場合がある。例えば、高電圧によ
る微少なバリからの異常放電による電子銃の耐電圧の低
下といった問題が挙げられる。
【0007】また、近年のブラウン管の大画面、高品質
化に伴い、電子銃部品にプレス打ち抜き加工によって開
ける孔径は、板厚と同等またはそれ以下と微細になり、
従来では問題とならなかった、孔周辺部に発生する微小
なバリも問題となってきているため、電子銃部品に発生
するバリ低減への要求はますます厳しくなっている。さ
らに、生産性向上のためプレス打ち抜き時の金型磨耗量
が少なく金型寿命の長い材料が求められている。
【0008】従来から、Fe−Ni系合金の打ち抜き性
を改善するための提案が、特開平6−122945号、
特開平6−184703号、特開平7−3400号、特
開平7−34199号等でなされている。その中で、特
開平6−122945号では、S含有量を0.002〜
0.05%に規定し、SまたはS化合物を粒界又は粒内
に分散することが提案されているが、打ち抜き性を向上
させるのは硫化物系介在物であり、単に快削性元素であ
るSの含有量を規定するだけでは、最近の極めて精密な
プレス加工でのバリ抑制に十分とはいえない。
【0009】次に、特開平6−184703号、特開平
7−3400号、特開平7−34199号等では、T
i、Nb、V、Ta、W、Zr等の強度向上元素を添加
し、硬さの上昇と適度の脆化によりバリ発生を押さえよ
うとする提案がなされているが、硬さ上昇による金型寿
命の低下や特殊元素添加によるコストアップの問題を抱
えている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、打ち抜き性を改善し、しかも金型
寿命の低下や特殊元素添加によるコストアップの問題を
排除した電子銃部品用Fe−Ni系合金並びに電子銃プ
レス打ち抜き加工部品を提供することを課題とするもの
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、プレス打
ち抜き性に及ぼす材料因子について研究を重ねた結果、
適正個数の硫化物系介在物が打ち抜き性を向上させるの
に、極めて有効であることをここに確認し、特開平6−
122945号で提唱されたような単に材料中の硫黄濃
度をコントロールするのではなく、打ち抜き性を向上さ
せる硫化物系介在物自体の個数を直接規定することによ
って、電子銃用Fe−Ni系合金のプレス打ち抜き性を
改善することができることを見いだした。金型寿命の低
下や特殊元素添加によるコストアップの問題も生じな
い。打ち抜き性に影響を及ぼすと考えられる微小な硫化
物系介在物は材料の圧延方向に平行な断面を研磨しただ
けでは検出することが困難であるので、材料の研磨面を
0.3〜0.7%ナイタル液(0.3〜0.7%硝酸−
エタノール溶液)、最適には0.5%ナイタル液でエッ
チングし、硫化物系介在物を選択的に腐食させ、その腐
食痕の数を画像解析装置にて測定し介在物個数とする。
【0012】この知見に基づいて、本発明は、重量パー
セントでNiを30〜55%含み、残部Fe及び不可避
的不純物からなるFe−Ni系合金において、材料の圧
延方向及び板厚に平行な断面における、材料の研磨面を
0.3〜0.7%ナイタル液でエッチングし、硫化物系
介在物を選択的に腐食させ、その腐食痕の数を画像解析
装置にて測定した介在物個数として定義する、エッチン
グ後の硫化物系介在物痕の個数が1000〜2000個
/mm2 であることを特徴とする、打ち抜き性の良好
な、電子銃部品用Fe−Ni系合並びに該合金から作製
された電子銃プレス打ち抜き加工部品、特に電子銃電極
を提供するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明と関与する電子銃部品用F
e−Ni系合金は、重量パーセントでNiを30〜55
%含み、残部はFe及び不可避的不純物からなる。Ni
はFe−Ni系合金の熱膨張特性を決定する重要な元素
であり、30%未満ではあるいは55%を超えると熱膨
張係数が大きくなりすぎ好ましくない。よって、Niの
成分範囲を30〜55%とする。不純物は、炭素、リ
ン、銅などの通常の不純物であって、膨張特性にとって
有害であるほか、それ自体ではプレス打ち抜き性には有
害であるが、P25 、Cu2 Sなど微細な非金属介在
物として存在してプレス打ち抜き性を改善する。これら
の不純物元素の量は通常総計で10〜2000ppm程
度であることが好ましい。
【0014】本発明に従えば、圧延方向及び板厚に平行
な断面におけるエッチング後の硫化物系介在物痕の個数
が1000〜2000個/mm2 に制御される。
【0015】非金属介在物は、A系介在物、B系介在物
及びC系介在物に分類される(JIS G 0555
鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法による)。ここで、
A系介在物とは加工によって変形したものであり、硫化
物、珪酸塩などである。B系介在物は、加工方向に集団
をなして不連続的に粒状の介在物が並んだもので、アル
ミナなどの線状集団である。C系介在物は、粘性変形し
ないで不規則に分散するもので、酸化物、炭窒化物を含
み、A系、B系に比較して小さい。これら介在物は、材
料の研磨面を適当な濃度のナイタル液(硝酸−エタノー
ル溶液)でエッチングし、顕微鏡により観察することに
より識別することができる。A系介在物、B系介在物及
びC系介在物はFe−Ni系合金のプレス打ち抜き性に
それぞれ寄与することが判明している。
【0016】本発明者等が行った電子銃部品用Fe−N
i系合金のプレス打ち抜き性に及ぼす介在物の影響に関
する研究によって、介在物のうちでも特に硫化物系介在
物の個数を適切な範囲に制御することによって打ち抜き
性良好な材料が得られることが明らかになった。Fe−
Ni系合金においては、A系介在物としては硫化物系介
在物が実質上すべてであり、これは、MnS系、FeS
系、NiS系或いはそれらの複合系介在物に代表される
硫黄化合物の総称である。硫化物系介在物は、そのB
系、C系とは異なった固有の形態及び大きさから材料の
研磨面を0.3〜0.7%ナイタル液(0.3〜0.7
%硝酸−エタノール溶液)、最適には0.5%ナイタル
液でエッチングし、画像解析装置により測定することに
よりその個数を数えることができる。エッチング液は、
0.5%ナイタル液でエッチングして識別できる硫化物
系介在物痕の個数と同等となる濃度範囲において使用す
ることができる。
【0017】この硫化物系介在物を適正量材料中に存在
させることによって打ち抜き性を向上させることができ
る。すなわち、打ち抜き時、せん断変形が進むに連れて
刃先近傍の応力が高くなり、ついには破壊が始まるわけ
であるが、この破壊は主に介在物を起点として起こるた
め、介在物の多い材料のほうが容易に破壊しやすく、結
果として破断面比率の高い、バリの小さなプレス破面が
得られるのである。介在物のうちでも硫化物系介在物が
特に打ち抜き性に大きな影響を及ぼしていることが判明
したものである。
【0018】上記の通り、打ち抜き性に影響を及ぼすと
考えられる微小な硫化物系介在物は材料を研磨しただけ
では検出することが困難であるので、材料の研磨面を
0.3〜0.7%ナイタル液(0.3〜0.7%硝酸−
エタノール溶液)、最適には0.5%ナイタル液でエッ
チングし、硫化物系介在物を選択的に腐食させ、その腐
食痕の数を画像解析装置にて測定し、介在物個数とし
た。画像解析では、硫化物系介在物がB系、C系介在物
とは異なった固有の形態及び大きさを有することから、
硫化物系介在物のみを選択的に画像として表示すること
ができる。この手法によって、研磨上りでは検出されな
いような微小な硫化物系介在物の個数を含めた形で介在
物個数を評価することが可能となった。
【0019】前述の手法によって測定したエッチング後
の硫化物系介在物痕の個数が1000個/mm2 以上に
なると、プレス打ち抜き性が向上することが明らかとな
った。しかし、2000個以上になると耐食性及び熱間
加工性を阻害するようになるので、エッチング後の硫化
物系介在物痕の数を1000〜2000個/mm2 とす
る。
【0020】本発明の電子銃部品用Fe−Ni系合金
は、例えば下記のようにして製造される。まず、電磁気
材料用の鉄スクラップ等の鉄源、電解ニッケル等の主原
料を用意し、あらかじめそれらに含まれる硫化物系介在
物を測定しておく。その硫化物系介在物量が少ない場合
には、硫化ニッケル、硫化鉄、硫黄快削鋼、硫黄等を添
加する。硫化物系介在物が多い場合には、清浄度が高い
原料を混合する。こうして、上述した硫化物系介在物の
個数となるよう溶製したインゴットを均質化焼鈍後、熱
間鍛造または圧延を施し、冷間圧延と焼鈍を繰り返して
最終厚さとし、最終焼鈍して板厚0.05〜0.5mm
程度のプレス打ち抜き用素材に仕上げられる。電子銃部
品は、素材をコイニングを経てあるいは経ずにプレス打
ち抜き加工することにより完成させる。
【0021】
【実施例】Niを36〜50重量%含んだFe−Ni系
合金を、真空度が10-5〜10-1Torrの範囲の誘導
型真空溶解炉により約6kgのインゴットに溶製した。
原料としては、高純度電解鉄、プレス加工用鋼板スクラ
ップ、硫黄快削鋼、リムド鋼スクラップ、電解ニッケ
ル、電解マンガン等を様々の割合で混合することにより
原料中に含まれる硫化物系介在物の量を変化させた。ま
た、Ni量は、ほぼ36〜50重量%の範囲で仕上げ
た。
【0022】各インゴットは、均質化焼鈍後1200℃
で熱間圧延し4mmの厚さの板にした。これを焼鈍し、
酸洗後、1.5mm厚に冷間圧延し、光輝焼鈍後0.4
mm板厚に冷間圧延した。次に、これを真空中にて75
0℃で1時間焼鈍し供試材とした。
【0023】打ち抜き性の評価は、供試材に30トンプ
レスにより直径0.4mmの孔を3mm間隔で10個あ
け、その際に発生したバリの最大厚さ、最大高さ及び打
ち抜き面の破断面比率を求めた。また、5%塩水による
塩水噴霧試験を35℃で24時間行い、錆び発生を調べ
た。表1に本発明例及び比較例のNi量、エッチング後
の硫化物系介在物痕の個数、最大バリ厚さ、最大バリ高
さ、破断面比率及び塩水噴霧試験結果を示す。ここで、
バリ厚さとは、加工した孔をバリ側から観察した場合の
バリの孔外周からの距離(突出長さ)である。バリ高さ
とは、加工した孔を孔断面から観察した場合のバリの孔
下面からの距離(突出長さ)である。破断面比率(%)
とは、破断面面積/(せん断面面積+破断面面積)×1
00により定義される。
【0024】
【表1】
【0025】表1より明らかなように、本発明例はいず
れもエッチング後の硫化物介在物痕の少ない比較例N
o.7〜9に比べバリの最大厚さ及び高さが小さく、打
ち抜き加工時のバリ発生が著しく抑制されている。さら
に、比較例No.7〜9に比べ本発明例はいずれも破断
面比率が高く、打ち抜き性が向上している。また、比較
例No.10〜12は硫化物系介在物痕の個数が本発明
の範囲を超えているため塩水噴霧試験により錆が発生し
好ましくない。
【0026】こうして、本発明は、電子銃部品用Fe−
Ni系合金の耐食性を劣化させることなく、最大バリ厚
さを20μm以下に、最大バリ高さを6μm以下にそし
て破断面比率を20%以上にすることができる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、プレス打ち抜き性を著し
く改善した本発明の電子銃部品用Fe−Ni系合金によ
れば、例えば、バリからの異常放電による耐電圧の低下
といった問題を解消し、寸法精度を高め、近年のブラウ
ン管の大型化、高品質化に対応できる優れた電子銃部品
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】シャドウマスクブラウン管の断面図である。
【図2】電子銃打ち抜き加工部品一例を示し、(a)及
び(b)は、それぞれ斜視図、及びA−A’線に沿う断
面図である。
【符号の説明】
1 パネル 2 蛍光膜 3 電子ビーム 4 電子銃 5 偏向ヨーク 6 シャドウマスク 10 電極 10a、10b、10c 微小孔 10e 先端縁 B バリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量パーセントでNiを30〜55%含
    み、残部Fe及び不可避的不純物からなるFe−Ni系
    合金にして、材料の圧延方向及び板厚に平行な断面にお
    ける、材料の研磨面を0.3〜0.7%ナイタル液でエ
    ッチングし、硫化物系介在物を選択的に腐食させ、その
    腐食痕の数を画像解析装置にて測定した介在物個数とし
    て定義する、エッチング後の硫化物系介在物痕の個数が
    1000〜2000個/mm2 であることを特徴とす
    る、打ち抜き性の良好な、電子銃部品用Fe−Ni系合
    金。
  2. 【請求項2】 重量パーセントでNiを30〜55%含
    み、残部Fe及び不可避的不純物からなるFe−Ni系
    合金にして、材料の圧延方向及び板厚に平行な断面にお
    ける、材料の研磨面を0.3〜0.7%ナイタル液でエ
    ッチングし、硫化物系介在物を選択的に腐食させ、その
    腐食痕の数を画像解析装置にて測定した介在物個数とし
    て定義する、エッチング後の硫化物系介在物痕の個数が
    1000〜2000個/mm2 であることを特徴とする
    Fe−Ni系合金製の電子銃プレス打ち抜き加工部品。
  3. 【請求項3】 重量パーセントでNiを30〜55%含
    み、残部Fe及び不可避的不純物からなるFe−Ni系
    合金にして、材料の圧延方向及び板厚に平行な断面にお
    ける、材料の研磨面を0.3〜0.7%ナイタル液でエ
    ッチングし、硫化物系介在物を選択的に腐食させ、その
    腐食痕の数を画像解析装置にて測定した介在物個数とし
    て定義する、エッチング後の硫化物系介在物痕の個数が
    1000〜2000個/mm2 であることを特徴とする
    Fe−Ni系合金を用いた電子銃電極。
JP8453596A 1996-03-14 1996-03-14 プレス打ち抜き性の良好な電子銃部品用Fe−Ni系合金並びに加工部品 Pending JPH09249943A (ja)

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Effective date: 20010821