(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ：３０〜５０重量％、Ｃｒ：０．０１〜１．０重量％、Ｃ：０．０１５重量％以下、Ｓｉ：０．２重量％以下、Ｍｎ：０．５重量％以下、Ａｌ：０．０２重量％以下およびＢ：０．０００１〜０．００４０重量％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなるＦｅ−Ｎｉ系合金の製造工程において、断面の鋳造組織が放射状に成長した鋳塊を用い、分塊圧延時の総圧下比が３．５以上になる鋳塊を分解圧延する工程で、再加熱を１回以上繰り返し、熱間圧延した後、焼鈍と冷間圧延を２回以上繰り返すことを特徴とするエッチング時にスジむらが発生しないシャドウマスク用素材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＦｅ−Ｎｉ系合金の製造工程において、鋳塊を１２００℃以上で６時間以上加熱後、１０％以上の圧延率で分解圧延を行い、以後１２００℃以上で２時間以上の再加熱と、圧延率１０％以上で分解圧延を繰り返すことを特徴とするエッチング時にスジむら発生のないシャドウマスク用素材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエッチングによって多数の電子ビーム通過孔を穿孔したとき、スジむらの発生しないシャドウマスク用素材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビ用ブラウン管やＯＡ機器のディスプレイ等の受像管には、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクが組み込まれている。電子銃から射出された電子ビームは、特定のビーム通過孔を通過し、各色調に応じてそれぞれの蛍光部にビームスポットを投影する。
シャドウマスク用素材としては、正確な電子ビーム通過孔が形成されるようにエッチング性に優れていることが要求され、低炭素Ａｌキルド鋼が従来から使用されている。しかし、シャドウマスクは、電子ビームの衝突によって加熱され、熱膨張する。このときの熱膨張量が大きいと、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の位置が変位し、電子ビームが所定の蛍光面に当たらなくなるドーミング現象が発生する。
【０００３】
ドーミング現象は、カラーテレビ、ディスプレイ等の高精度化、高輝度化に伴って大きな問題となっている。ドーミング現象は、低熱膨張特性をもった素材の使用によって抑制されることから、熱膨張率の小さなＦｅ−Ｎｉ系合金がシャドウマスク用素材として使用されるようになっている。
しかし、Ｆｅ−Ｎｉ系合金はＮｉを多量に含んでいることから、低炭素Ａｌキルド鋼に比較して素材価格が高いことはもちろん、大きな強度を保ち、プレス成形性に劣る。また、ヤング率が低くシャドウマスクとしての剛性に劣ること、エッチング穿孔性にも劣るなどの欠点がある。
そこで、シャドウマスク用素材として要求される特性を満足するように、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を改質する試みが種々提案されている。なかでも、エッチング後のシャドウマスク用素材表面に現れるスジむらは、ブラウン管の品位を低下させるため、集合組織の調整（特開平１−２４７５５８号公報）、焼鈍および圧延の繰り返しによるＮｉ偏析の解消（特開平２−５０９１９号公報）、ソーキングによる成分偏析の解消（特開平２−１１７７０３号公報）等によりスジむらの発生を抑制する方法が開示されている。さらに、特開平２−５４７４３号公報では不純物元素の成分偏析および凝固組織の相違がスジむら発生の原因であるとして、偏析の解消と組織の均一化が提案されている。また、特開平２−１０１１５号にはすえ込み鍛錬による鋳造組織の破壊とスジむら抑制の方策を提示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近のカラーテレビおよびディスプレイの大型化、画質の高精細化に対する要求は過酷であり、この要求に応じてこれまで以上に孔径が小さく、かつ孔数も多く、孔と孔のピッチも細かいシャドウマスクが要求されるようになってきている。そのため、従来提案された方法を用いても高品位が要求されるシャドウマスクにとってはスジむらの解消が十分でないのが実状である。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたのものであり、シャドウマスク用素材の表面を３０〜７０％エッチングしたときの表面状態がスジむらの発生と密接な関係を持っていることに着目し、素材表面を３０〜７０％エッチングした後の腐食面を指標として管理することにより、スジむらのない高品位のシャドウマスク用素材を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のシャドウマスク用素材は、Ｎｉ：３０〜５０重量％、Ｃｒ：０．０１〜１．０重量％、Ｃ：０．０１５重量％以下、Ｓｉ：０．２重量％以下、Ｍｎ：０．５重量％以下、Ａｌ：０．０２重量％以下およびＢ：０．０００１〜０．００４０重量％を含むＦｅ−Ｎｉ系合金を鋳塊とし、総圧下比が３．５以上となるように分塊圧延、あるいはさらに放射状を呈した断面組織を有するものを用い、分塊圧延する工程で再加熱を１回以上繰り返し、熱間圧延した後、焼鈍と冷間圧延を２回以上繰り返すことにより製造される。さらに、分塊圧延は鋳塊を１２００℃以上で６時間以上加熱後、１０％以上の圧延率で分塊を繰り返すことでさらにスジむらのない高品質なシャドウマスク用素材を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
シャドウマスク用素材は、通常、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を溶製した後、直方体の鋳型に鋳造・造塊された後、分解圧延→熱間圧延→酸洗→冷間圧延→焼鈍→圧延の工程を経て製造される。
造塊時に形成される特定方位を持つ鋳造組織はこの後の分塊圧延、熱間圧延工程を経て分断、破壊されていくが、スジむらの原因とされる結晶方位の偏りを解消させるためには、鋳造後において多くの工程が必要になり、かつ、各工程における通板条件が厳しく規制される。このように厳しく製造条件を規制した材料においても完全には偏りが解消されてはおらず、やはりスジむらが発生する。
【０００７】
そこで、本発明者らは特定方位を持つ鋳造組織を効果的に分断・破壊し、解消するための方策を検討した結果、鋳塊を１２５０℃以上の温度で６時間以上加熱した後、分塊圧延工程中で２回以上の再加熱を施すことにより、分塊圧延後の鋳造組織が破壊されることを見いだし、特願平８−４６６１６号において提案した。その後さらに検討した結果、分塊圧延の総圧下比が３．５以上となる厚みを持つ鋳塊であれば、分塊圧延する工程で再加熱を少なくとも１回施すことで、前提案と同程度の鋳造組織の破壊効果が得られることを見いだした。また、それに加えて、放射状を呈した断面組織を持つ鋳塊を用いることで、より効果的に鋳造組織が破壊されることを見いだした。さらに分塊圧延時には鋳塊を１２００℃以上で６時間以上加熱後、１０％以上の圧延率で分塊圧延を行い、再加熱を１回以上行うことがさらに効果的である。ここで再加熱においては、鋳造組織を破壊する上から、１０％以上圧下した後で１２００℃以上で２時間以上の加熱をする事が必要となる。
【０００８】
以下に本発明におけるＦｅ−Ｎｉ合金の成分および製造法の限定理由について述べる。
Ｎｉ：３０〜５０重量％
Ｆｅ−Ｎｉ系合金の熱膨張係数を低く維持する上で重要な合金元素であり、熱膨張係数を低く維持するためには、３０重量％以上のＮｉ含有量が必要である。しかし、５０重量％を越えるＮｉ含有量では、耐力の上昇に起因してプレス成形性が低下する。そこで、Ｎｉ含有量を３０〜５０重量％に規制した。
Ｃｒ：０．０１〜１．０重量％
Ｆｅ−Ｎｉ系合金のエッチング速度を増大させるために有効な作用を呈する元素であり、そのためには０．０１重量％以上を必要とする。一方、Ｃｒは熱膨張係数を増大させる欠点を持つ。そこで、Ｃｒ含有量を０．０１〜１．０重量％以下の範囲に規制した。
Ｃ：０．０１５重量％以下
素材中に炭化物を形成し、エッチング性を損なう元素である。そこで、本発明では０．０１５重量％以下に規制した。
Ｓｉ：０．２重量％以下
脱酸材として添加される元素であるが、熱膨張係数を大きくし、エッチング性や黒化膜性を劣化させる作用を呈する。そのため、本発明においては０．２重量％以下に規制した。
Ｍｎ：０．５重量％以下
脱酸剤として有効な元素であるが、熱膨張係数を大きくする作用を呈するため０．５重量％以下に規制した。
Ａｌ：０．０２重量％以下
硬質な介在物を形成し、表面疵の発生等によって表面品質を劣化させる悪影響がある。そこで、本発明においては０．０２重量％以下に規制した。
Ｂ：０．００４０重量％以下
エッチング速度を増加させる有効な元素であるが、０．００４％を越えると軟化焼鈍後に焼鈍むらが生じ易くなり、黒化膜の生成むらを助長する。そのため、Ｂ量は０．００４０重量％以下に規制した。
その他不可避的成分としてＳ，Ｐ，Ｏ，Ｎなどがあり、これらの元素が合金中に含まれる量はそれぞれ０．０１０重量％以下であり、この程度の含有量であればシャドウマスク用素材としての性能に悪影響を及ぼさない。
【０００９】
分塊圧延時の総圧下比：３．５以上
この分塊圧延の総圧下比が３．５未満である場合は、鋳造組織が十分に破壊されない。スジむらの原因である特定方位を持つ鋳造組織を分塊圧延時の変形により十分に分断・破壊するためには、分塊圧延時の総圧下比は３．５以上必要である。
鋳塊の組織：鋳造組織が放射状を呈した断面組織を持つ鋳塊
総圧下比の効果に加えて、さらに効果的に特定方位を持つ鋳造組織を分断・破壊するために、放射状を呈した断面組織を持つ鋳塊を用いる必要がある。
分塊圧延時の再加熱数：１回以上、１回当たりの分塊圧延率：１０％以上
分塊圧延により鋳造組織を十分に破壊し、均質な組織を得るためには分塊圧延時の１回当たりの圧延率を１０％以上、分塊圧延中に再加熱を１回以上施す必要がある。また、初期の加熱は凝固時に発生する成分偏析を解消するために１２００℃以上でかつ６時間以上、分塊圧延中の再加熱は均質な組織を得るために１２００℃以上で２時間以上実施する必要がある。
【００１０】
【実施例】
表１に示す化学組成のＦｅ−Ｎｉ系合金を溶製し、鋳型Ａ，Ｂを用いて９トンのインゴットを作成した。鋳塊の断面形状を図１に示す。これらの鋳塊を表２に示す各製造条件で分塊圧延し、熱間圧延により６ｍｍｔに仕上げた。この熱延鋼帯に焼鈍と冷延を繰り返し、最終的に０．１２ｍｍｔの冷延鋼帯とした。
【００１１】
【表１】
0003615300.tif 000002
【００１２】
【表２】
0003615300.tif 000003
【００１３】
得られた試料から試験片を切り出し、フォトエッチングにより実際のシャドウマスクのパターンに穿孔を行い、シャドウマスクにおけるスジむら発生の有無を目視判定した。結果を表３に示す。
【００１４】
【表３】
0003615300.tif 000004
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、カラーテレビおよびディスプレイの高精細な画像品位の要求に適したスジむらの発生しないシャドウマスク用素材を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳塊の断面形状を表す図である。
【図１】
0003615300.tif 000005