(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯を提供する。【解決手段】Ｎｂ：０．２〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜０．５％、残Ｃｏ，ＮｉおよびＦｅと不可避的不純物からなり、Ｃｏ含有量［％Ｃｏ］とＮｉ含有量［％Ｎｉ］との関係が以下の式を満足し、不可避的不純物のうち、Ｃ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５％以下、およびＯ：０．００５％以下である。式１    ［％Ｃｏ］≦５．０式２    ［％Ｃｏ］≧−０．４７１＊［％Ｎｉ］＋１９．１９式３    ［％Ｃｏ］≦１．０４８＊［％Ｎｉ］−２８．３１式４    ［％Ｃｏ］≧１．０１９＊［％Ｎｉ］−２８．０３【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量百分率で、Ｎｂ：０．２〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜０．５％、残Ｃｏ，ＮｉおよびＦｅと不可避的不純物からなり、Ｃｏ含有量［％Ｃｏ］とＮｉ含有量［％Ｎｉ］との関係が以下の式を満足し、不可避的不純物のうち、Ｃ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５％以下、およびＯ：０．００５％以下であることを特徴とする耐衝撃性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯。
式１    ［％Ｃｏ］≦５．０
式２    ［％Ｃｏ］≧−０．４７１＊［％Ｎｉ］＋１９．１９
式３    ［％Ｃｏ］≦１．０４８＊［％Ｎｉ］−２８．３１
式４    ［％Ｃｏ］≧１．０１９＊［％Ｎｉ］−２８．０３
【請求項２】
式５    ［％Ｎｉ］≦３２．０  を満足する請求項１記載の耐衝撃性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型平面ブラウン管シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯に関するものであり、特に薄肉化しても耐衝撃性に優れるシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭向けテレビは大型化と高輝度化が進んでいることに伴って、外来の衝撃や振動の影響で画像の揺らぎが起きやすくなり、電子線の照射量増加でサーマルドリフトによる色ずれが起きやすくなった。そこで、現在では２９インチ以上の大型ブラウン管には、熱膨張係数が小さい３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金で０．２ｍｍを超える厚みの薄帯が使用されている。
【０００３】
近年、インターネットの普及によって、静止画を表示可能なマルチメディアに対応できるテレビが要求されつつある。静止画像の画質は表示ドット数が多ければ多い程良好で、目視で耐え得る画質にするには電子線透過孔のピッチを現状の７５％程度以下にする必要があると言われている。しかしながら、３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金はエッチング性が良くなく、現在のエッチング方法を踏襲する限りは、現状の厚みで電子線透過孔のピッチを狭くすることは不可能に近い。また、薄くすると狭ピッチ化は可能になるが、外来の衝撃や振動で画像が揺れてしまうことに加えて、マスク温度が上昇しやすくなってサーマルドリフトが大きくなる。つまり、静止画像にも適用できる大型平面管には、板厚が７５％になっても耐衝撃性が劣らず、サーマルドリフトが大きくならないシャドウマスク用薄帯が必要と言える。
【０００４】
本発明者らはパソコン等の高精細ディスプレイ用ブラウン管の平面化に適した材料として、３２％Ｎｉ−５％Ｃｏ−Ｆｅ合金に０．３％のＮｂを添加した合金が、３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金の０．２％耐力よりも２５％以上大きくなることを見出した。この合金を使用すると板厚を７５％にしても耐衝撃性を劣化させないことが可能である。しかも熱膨張係数が小さいためにサーマルドリフトの問題も皆無である。しかしながら、Ｃｏを５％、Ｎｉを３２％含むため高価な合金と言える。
【０００５】
本出願人は特許文献１においては、Ｎｉを３４〜３８質量％含有し、かつＴＳ／０．２％ＹＳ比が圧延方向に平行な方向で１．０３以下であるＦｅ−Ｎｉ系合金圧延条であって、圧延方向に平行の断面および直行する断面における板厚方向の残留応力が板厚中央部に５０Ｎ／ｍｍ２以下の最大引張応力が存在するように分布し、かつ圧延幅方向中央部から採取した圧延方向に一致する長辺５００ｍｍ、圧延直交方向に短辺５０ｍｍを有する短冊試験片および圧延直交方向に一致する長辺５００ｍｍ、圧延方向に短辺５０ｍｍを有する短冊試験片をそれぞれ長辺方向に垂下したときに生じる反りが１０ｍｍ以下であることを特長とするシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金を提案した。このＦｅ−Ｎｉ系合金の耐力は仕上り状態、すなわち実施例においては冷間圧延状態の値である。また、板厚は実施例では０．１２ｍｍである。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−２４３６７４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のＦｅ−Ｎｉ系合金は、薄肉化した際に耐衝撃性が低下する傾向があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯は、質量百分率で、Ｎｂ：０．２〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜０．５％、残Ｃｏ，ＮｉおよびＦｅと不可避的不純物からなり、Ｃｏ含有量［％Ｃｏ］とＮｉ含有量［％Ｎｉ］との関係が以下の式を満足し、不可避的不純物のうち、Ｃ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎ：０．００５％以下、およびＯ：０．００５％以下であることを特徴とする耐衝撃性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯である。
式１    ［％Ｃｏ］≦５．０
式２    ［％Ｃｏ］≧−０．４７１＊［％Ｎｉ］＋１９．１９
式３    ［％Ｃｏ］≦１．０４８＊［％Ｎｉ］−２８．３１
式４    ［％Ｃｏ］≧１．０１９＊［％Ｎｉ］−２８．０３
【０００９】
上記組成は、ＮｉとＣｏとを減少させても、強度と熱膨張係数を劣化させない合金組成である。すなわち３２％以下のＮｉと５％以下のＣｏでもそのバランスによって０．２％耐力が３２％Ｎｉ−５％Ｃｏ−Ｆｅ合金のそれを上回るものである。
【００１０】
ブラウン管の耐衝撃性は、シャドウマスク、フレーム、およびシャドウマスクとフレームとの接合方法で決まる。フレームや接合方法が同じ場合には、シャドウマスクの耐力、荷重の大小、すなわち、シャドウマスク用薄帯の０．２％耐力（ＭＰａ）と板厚（ｍｍ）との積の大小で耐衝撃性の良し悪しを代用評価することができる。本発明における耐衝撃指数は、８５０℃で１５分間保持し、２０℃〜４０℃／分で冷却したシャドウマスク用薄帯の０．２％耐力と板厚との積である。現状、２９インチ用に使用されている０．２５ｍｍ厚みの３６％Ｎｉ−Ｆｅの耐衝撃指数は約６５ＭＰａｍｍであり、３２％Ｎｉ−５％Ｃｏ−０．３％Ｎｂ−Ｆｅ合金の場合は約７５％の板厚である０．１８７ｍｍで耐衝撃指数が約６５ＭＰａｍｍとなる。
【００１１】
つまり、本発明の合金組成はＣｏを５％から減らし、Ｎｉを３２％から減らして板厚０．１８７ｍｍで耐衝撃指数が６５ＭＰａｍｍ以上になるように定められている。以下、組成限定理由を説明する。
図１に示すように、Ｃｏ、Ｎｉは式２から式４を満足しないと耐衝撃指数が６５未満となる。式１を満足しないと原料コストが安くならない。よって、式１から式４をすべて満足させなければならない。さらに、式５を満足すると、低コストＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金が得られる。
【００１２】
Ｎｂが少ないと強度の向上が十分でなく、多いと熱膨張係数が大きくなる。よって、Ｎｂ含有量は０．２〜０．４％とする。
Ｍｎが少ないとＳおよびニッケル硫化物の粒界偏析によって熱間加工性が劣化するのを防ぐことができない。多いと熱膨張係数が大きくなり、多量のＭｎＳがエッチング穿孔性を劣化させる。よって、Ｍｎ含有量は０．２〜０．５％とする。
Ｃが多いと炭化物および炭窒化物が多くなりエッチング穿孔性を劣化させる。よってＣ含有量は０．００５％以下とする。
Ｓが多いと熱間割れが起きやすく、多量のＭｎＳがエッチング穿孔性を劣化させる。よって、Ｓ含有量は０．００５０％以下、好ましくは０．００２０％未満とする。
Ｎが多いと窒化物および炭窒化物が多くなりエッチング穿孔性劣化させる。よってＮ含有量は０．００５％以下とする。
Ｏが多いと酸化物がエッチング穿孔性を劣化させる。よってＯ含有量は０．００５％以下とする。
その他、ＡｌやＳｉ等脱酸目的に溶解精錬で使用される元素も、量が多いと、酸素を少なくしても大型の介在物が生成する可能性があるため合計で０．１％以下が好ましい。
【００１３】
【作用】
一般的には室温の耐力は、最終加工度を大きくして板厚を薄くすると耐力は上昇するが、上記した８５０℃、１５分保持、２０〜４０℃／分冷却の状態では０．２％耐力（ＹＳ）は板厚（ｔ）や最終加工度の影響が小さくなる。さらに２５〜１５０℃の平均熱膨張係数が１．２×１０−６／℃未満である。
【００１４】
【実施例】
通常の方法で圧延された板厚０．１８８ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金板について耐衝撃指数、２５〜１５０℃の平均熱膨張係数、熱間加工性およびエッチング穿孔性を測定した。
熱間加工性は熱延後に表面にへげ疵等の不具合が無かったものを○とした。
エッチング穿孔性は５００μｍ×１０００μｍのスロット孔をエッチングで多数形成した時に孔形状に異常が無かったものを○とした。結果を表１に示す。表中で○印が付されていない供試材の熱間加工性およびエッチング穿孔性は不良（×）である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１において、耐衝撃指数が６５未満のＮｏ．８〜１４はＮｉ，Ｃｏ量が本発明例範囲外となるものである。Ｎｏ．１５はＭｎが少なく、耐衝撃指数が６５未満であり、熱間加工性が悪い。Ｎｏ．１６，１７は耐衝撃指数が６５を超えるが、Ｎｂ，Ｍｎが本発明の範囲より多いため、熱膨張係数が大きい。また、Ｎｏ．１６についてはエッチング穿孔性も悪い。Ｎｏ．１８〜２１は、耐衝撃指数が６５を超えるが、Ｃ，Ｓ，Ｎ，Ｏ量の何れかが本発明外であるため、熱間加工性又はエッチング穿孔性が不良になっている。Ｎｏ．２２はＦｅ−Ｎｉ系合金であり、Ｃｏを添加したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金に比べて耐衝撃指数が小さく、熱膨張係数も大きい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によると、外部衝撃に対して強く、かつサーマルドリフト性に優れたシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄帯をより安価に提供できる。これにより、一般的な厚みよりもシャドウマスクを２５％は薄くすることができ、エッチングコストをかけることなく、電子線透過孔ピッチを狭くすることができる。特に高品質な静止画が要求されるマルチメディア対応の２９インチ以上の大型平面管製造に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎｉ−Ｃｏ含有量の図表中に耐衝撃指数の値を付記したグラフである。
【図１】
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