(57)【要約】【課題】優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材、その製造方法、、カラー受像管用磁気シールド材およびカラー受像管を提供する。【解決手段】Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎを０．２１〜１．５重量％、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる低炭素熱延鋼帯に冷間圧延を施し、７５０℃以上の温度で連続焼鈍した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施して、カラー受像管用の磁気シールド用素材を得る。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材。
【請求項２】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材。
【請求項３】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷間圧延を施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法。
【請求項４】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷間圧延を施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法。
【請求項５】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷間圧延を施した後、Ｎｉめっきを施し、７５０℃以上で連続焼鈍することを施すことを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法。
【請求項６】
Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷間圧延を施した後、Ｎｉめっきを施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、５％以下の調質圧延を施すことを特徴とするカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至２のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材を用いたカラー受像管用の磁気シールド材
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法を用いて作製したカラー受像管用の磁気シールド材
【請求項９】
請求項７乃至８のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド材を用いたカラー受像管
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管用の磁気シールド用素材、特に優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材及びその製造方法、並びに該磁気シールド用素材により構成されたカラー受像管用磁気シールド材およびカラー受像管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビなどのカラー受像管は基本的に電子銃と電子ビームを映像に変える蛍光面から構成されており、さらに受像管内部は、電子ビームが地磁気により移動されることを緩和するために、磁気シールド材で被覆されている。
この磁気シールド材の素材として用いられる鋼板においては、地磁気ドリフト量が小さいことなどの磁気的特性に加えて、折り曲げ加工などの成形加工性が良好であること、加工前、あるいは加工された磁気シールド材を搬送する際、あるいは、被加工材を積み重ねる際に変形を生じない程度のハンドリング強度を有していることなどの機械的特性が必要とされている。
【０００３】
従来、磁気シールド特性を有する材料としては、優れたハンドリング強度を有し、かつ軟磁性の珪素鋼板、または、極低炭素鋼板があるが、前者はカラー受像管に必要とされる黒化処理が困難であるために使用された例がない。また、後者は結晶粒が粗大であり、磁気シールド特性には優れているが、十分なハンドリング強度を有するものは得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
地磁気ドリフト量が小さくなるような素材は、磁壁の移動を阻害する鋼中の炭素、窒素を極少にするとともに、結晶粒径を大にする必要がある。しかし、結晶粒が必要以上に大きく、磁気特性の保磁力Ｈｃが小さくなると、シャドーマスクとのバランス上、地磁気ドリフト量が大きくなる。そのため、磁気シールド用素材としての鋼板の磁気特性は、保磁力Ｈｃを１９６〜２７５Ａ／ｍとすることが望ましい。
また、鋼板の圧延方向と直角方向に磁気の異方性が大きいことがより望ましく、そのパラメータとして、磁気異方性が１．１以上あることが望ましく、１．３以上であることがより望ましい。ここで、磁気異方性は、
磁気異方性＝〔圧延平行方向での残留磁束密度（Ｂｒ平行）／保磁力（Ｈｃ平行）〕／〔圧延直角方向での残留磁束密度（Ｂｒ直角）／保磁力（Ｈｃ直角）〕、または、この逆数で、いずれかの大きな値
と定義する。
また、加工性、ハンドリング強度の点からは、鋼中の炭素、窒素を減少させ結晶粒径を大にすると、鋼板の強度が低下し、折り曲げ加工などの成形加工性は向上するが、鋼板や折り曲げ加工を施された被加工材を搬送する際に、軽度の衝撃により凹凸を生じたり、あるいは、被加工材を積み重ねた際に重みにより被加工材が変形したりしやすくなる。上記の相反する優れた磁気特性と優れたハンドリング強度を同時に満足させる必要があり、その点から、機械強度（抗張力）は２００〜５００ＭＰａが望ましく、より望ましいのは、３００〜５００ＭＰａであることである。しかしながら、従来のカラー受像管用の磁気シールド用素材は、これらの条件を満たすには未だ満足すべきものではない。
【０００５】
そこで、本発明は、優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材を提供することを技術的課題としている。
【０００６】
【発明を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とする。
【０００７】
さらに、上記課題を解決するための請求項２記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材は、上記成分からなる鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、あるいはＮｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記課題を解決するための請求項３記載でのカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷間圧延を施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
【０００９】
さらに、上記課題を解決するための請求項４記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、前記成分からなる鋼を、冷間圧延を施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、上記課題を解決するための請求項５記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、前記成分からなる鋼を、冷間圧延を施した後、Ｎｉめっきを施し、７５０℃以上で連続焼鈍を施すことを特徴とする。さらにまた、上記課題を解決するための請求項６記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、前記成分を有する鋼を、冷間圧延を施した後、Ｎｉめっきを施し、７５０℃以上で連続焼鈍し、伸び率５％以下の調質圧延を施すことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のカラー受像管用の磁気シールド材は、請求項１乃至２のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材を用いることを特徴とするものであり、あるいは、請求項３乃至６のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法を用いて作製することを特徴とするものである。さらに、本発明のカラー受像管は、これらの何れかのカラー受像管用の磁気シールド材を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために研究した結果、下記の成分を有する極低炭素鋼を冷間圧延し、７５０℃以上の温度で焼鈍し、必要により、調質圧延を施し、保磁力Ｈｃを１９６〜２７５Ａ／ｍ、磁気異方性が１．１以上となる磁気特性の優れた材料で、かつ、抗張力を２００〜５００ＭＰａを有するハンドリング強度の優れたカラー受像管用の磁気シールド用素材が得られることが判明した。
【００１３】
以下、本発明を実施形態により、詳細に説明する。
本発明のカラー受像管用の磁気シールド用素材に用いる極低炭素鋼としては、真空脱ガス法を用いて脱炭および脱窒処理し、鋼中の炭素および窒素を減少させ、熱延および連続焼鈍の工程で、結晶粒度ＡＳＴＭ　Ｎｏ．　８．０〜１０．０（結晶の平均粒径：６〜１０μｍ）になるように７５０℃以上、望ましくは、７８０℃以上で焼鈍し、さらに、鋼中に微細分散している過度の炭化物および窒化物は磁壁の移動を妨げ磁気特性を劣化させるので、鋼中に含まれる元素を予め限定し、これらを極力減少させる必要がある。本発明の磁気シールド用素材に用いる鋼中に添加される元素及び添加量は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１〜１．５重量％以下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０２０重量％以下、Ｃｕ：０．００１〜１．６０重量％、Ａｌ：０．０８０重量％以下、Ｎ：０．００４０重量％以下を含み、また必要によりＮｂ：０．００５〜０．０３５重量％を添加し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である。以下に、本発明の鋼中に添加される元素およびその添加量の限定理由について説明する。
【００１４】
Ｃに関しては、冷延鋼板中のＣ量が多いと炭化物が増加し、磁壁の移動を阻害され、また結晶粒の成長が妨げられ保磁力を低くすることが困難となるために、上限を０．０１０重量％以下、望ましくは、０．００３０重量％以下とする。
Ｍｎに関しては、０．２１〜１．５重量％の含有率では、磁気異方性が１．１以上になるため好ましい。
Ｓｉに関しては、添加量が増加するほど保磁力が低減する。本発明では保磁力Ｈｃを１９６〜２７５Ａ／ｍにするため、添加量は０．０３重量％以下とする。Ｐに関しては、添加量が増加するほど、機械強度が増加する。本発明では抗張力を３００〜５００Ｍｐａにするために、添加量は０．０３０重量％以下、望ましくは０．０２０重量％以下とする。
Ｓに関しては、熱間圧延時の割れにつながることから、添加量は０．０２０重量％以下、望ましくは、０．０１５重量％以下とする。
Ｃｕに関しては、０．００１〜１．６０重量％の範囲が好ましい。０．００１重量％未満では、酸洗時、ピットが発生し好ましくない。逆に、１．６０重量％を超えると、硬質化し、加工性が劣化する。また、熱延時のＣｕ割れによるへゲ状キズ、および、酸洗時スマット状の汚れも発生し、好ましくない。したがって、より好ましいのは０．００１〜１．０重量％である。
Ａｌに関しては、製鋼時の脱酸剤として使用、また、鋼中の固溶Ｎと反応し、窒化物（ＡｌＮ）となり、固溶Ｎを低減するが、Ａｌ量が高くなりすぎると結晶粒が微細化し、保磁力が低下する。したがって、添加量は０．０８０重量％以下、望ましくは、０．０３５〜０．０６５重量％とする。
Ｎに関しては、本発明の磁気シールド用素材としてアルミキルド鋼を用いた場合に、Ｎは鋼中の固溶Ａｌと反応して微細なＡｌＮを形成し磁気特性を劣化させるので、０．００４重量％、望ましくは、０．００２５重量％以下とする。
Ｎｂに関しては、結晶粒の粗大化を抑制する効果があり、機械強度の軟質化を防ぐ。また、Ｎｂはストレッチャ−ストレインの原因である固溶Ｃ、固溶Ｎと炭窒化物を形成するため、調質圧延を省略あるいは伸び率を低減できる。そこで、必要により、０．００５〜０．０３５重量％、望ましくは、０．０１０〜０．０３５重量％を添加する。０．００５重量％未満では、結晶の粗大化を抑制する効果が小さく、０．０３重量％を超えると、再結晶温度が高くなるため、焼鈍温度が高くなり、より不経済となる。
【００１５】
次に、磁気シールド用素材としての薄鋼板の製造工程について説明する。
まず、真空溶解、あるいは真空脱ガス法を用いて溶製された、上記の化学成分を含有する極低炭素熱延鋼帯を酸洗し、熱間圧延工程で生じた酸化皮膜を除去する。次に、熱延鋼帯に７０％以上の冷間圧延を施し、０．１０〜０．３０ｍｍの板厚とする。冷間圧延率が７０％未満の場合は、冷間圧延後に焼鈍を施した際に引張強度が３００ＭＰａ未満となり、本発明に必要とされるハンドリング強度が得られない。焼鈍方法は加熱温度と加熱時間により箱型焼鈍、連続焼鈍のいずれの方法を用いても差し支えないが、作業性、磁気特性および機械特性の安定性からは、連続焼鈍が望ましい。焼鈍は必要とされる強度に応じて、７５０℃以上、望ましくは、７８０℃以上の温度で２０秒以上の連続焼鈍を実施することが好ましい。７５０℃未満では、再結晶が不十分のため、保磁力Ｈｃ１９６〜２７５Ａ／ｍが得られない。上限の温度は、二次結晶による結晶粒の異常生長が起こらない範囲内で有れば良く、約８８０℃である。時間もこの異常生長が起こらない範囲内であればよい。箱型焼鈍では、温度６２０℃以上で、８時間実施するのが好ましい。上限の温度は、二次結晶による結晶粒の異常生長が起こらない範囲内で有れば良く、約８００℃である。時間もこの異常生長が起こらない範囲内であればよい。
【００１６】
また、一定の表面粗さＲａが必要な場合には、焼鈍後に、調質圧延工程で伸び率５％以下の調質圧延により一定の表面粗さＲａを付与することができる。表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１）として、０．１〜１．２μｍの範囲が良い。より好ましくは、０．２〜０．８μｍの範囲が良い。０．１μｍ未満では、黒化を行う場合、重ねて黒化焼鈍しても密着が生じやすい。また、１．２μｍより大きいと、黒化を行う際に、黒化ムラが生じやすくなるためである。
【００１７】
一般的には、シャドーマスクおよびインナーシールドはブラウン管内でのヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の発生を抑制、および、電子銃の輻射率を向上させるために、あらかじめ、ビスタイト（ＦｅＯ）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を多く生成させる黒化処理を施す。ここでは、この黒化処理を省略するため、上記の焼鈍を施した後、または、焼鈍後に調質圧延を行った後に、鋼板を電解脱脂、酸洗し、電解クロム酸処理（Ｃｒめっき）あるいはＮｉめっきを施す。電解クロム酸処理の場合、下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物からなる皮膜ができる。電解クロム酸処理層あるいはＮｉめっき層が表層に形成することで、ブラウン管内でのインナーシールドの酸化が抑制され、高真空度を保つことができる。このため、Ｃｒめっき量の範囲は、下層には金属クロム量がＣｒとして１０〜３００ｍｇ／ｍ２、上層にはクロム水和酸化物がＣｒとして１〜４０ｍｇ／ｍ２であることが好ましい。Ｎｉめっきの厚み範囲は、０．１〜３μｍが好ましい。また、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層は、このＮｉめっき厚みの範囲を有する鋼板に熱処理により作製したもので良く、熱処理より表層にＮｉが残留しても良い。Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成するための熱処理は、連続焼鈍前あるいは箱型焼鈍前にＮｉめっきを行い、その後、これらの焼鈍により行っても良い。また、Ｎｉめっき後、再結晶しない温度範囲内で熱処理により、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成しても良い。
【００１８】
【実施例】
実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例）
表１に本発明の製造条件を示し、それぞれの機械特性、および、磁気特性を表２に示す。表には示さないが、実施例１〜３及び比較例１〜３については、最表層に、Ｎｉめっきを約０．３μｍ施し、実施例４〜１０及び比較例４については、最表層に下層に金属クロム約１００ｍｇ／ｍ２、上層にクロム水和酸化物をクロムとして約２０ｍｇ／ｍ２有する電解クロム酸処理を行った。
【００１９】
また、機械特性は、ＪＩＳ５号試験片を使って、引張試験にて、引張強度で評価した。磁気特性は、インナーシールド加工後に、４５０℃、１０分にて、焼鈍を施した後、エプスタイン法（１次捲線及び２次捲線を施し、外部磁場をかけて測定する方法、評価は７９６Ａ／ｍの磁界をかけた）にて、保磁力Ｈｃを評価した。また、表面粗さＲａはＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準じて測定した。磁気異方性については、圧延平行方向での残留磁束密度をＢｒ平行、圧延平行方向での保磁力をＨｃ平行、圧延直角方向での残留磁束密度をＢｒ直角、圧延直角方向での保磁力をＨｃ直角としてそれぞれ表した場合、（Ｂｒ平行／Ｈｃ平行）／（Ｂｒ直角／Ｈｃ直角）、または、この逆数のうち、いずれか大きな値で示した。この磁気異方性は１．１以上あることがより望ましい。表２の総合判定において、×は実用上使用できないが、○あるいは◎は実用上使用できる。更に、◎は特に磁気異方性が優れる。
【００２０】
表２に示すように、本発明の磁気シールド用素材は保磁力Ｈｃが１９６〜２７５Ａ／ｍ以内にあり、引張強度も２００〜５００ＭＰａにあり、カラー受像管用の磁気シールド用素材に適していることがわかる。また、Ｍｎを０．２１〜１．５重量％含んだ材料については、磁気異方性が１．１以上あり、磁気異方性が特に優れている。これに対し、比較例１〜５は十分な磁気シールド特性（保磁力）が得られない。また、比較例２はＮｂが非常に少なく、調質圧延も実施してないので、ストレッチャー・ストレインが起きた。更に、比較例４は重ねて黒化処理をした場合、板同士の密着が起きる場合があり、比較例５では、黒化のムラが生じる場合があった。
【００２１】
【表１】
2004043899.tif 000002
【００２２】
【表２】
2004043899.tif 000003
【００２３】
【発明の効果】
本発明の磁気シールド用素材は、保磁力Ｈｃが１９６〜２７５Ａ／ｍ及び引張強度が２００〜５００Ｍｐａ得られ、その優れた磁気特性に加え、成形加工性等のハンドリング強度も同時に満足させることができるので、カラー受像管用の磁気シールド材として好適に適用可能である。特に、Ｍｎが０．２１〜１．５重量％範囲では、磁気異方性が特に優れている。
また、本発明の磁気シールド用素材は、インナーシールド材とシャドウマスク材の間に介在して、両者をパネルに固着させるためのフレーム材としても適用可能である。