(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％でＣ：0.005％以下、Si：0.5％以下、Al：0.004％以下、Ｓ：0.01％以下、Mn：0.05〜0.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下を含有し、さらにＶを、0.4×(Ｃ+Ｎ)≦Ｖ≦0.01％を満足する量含有し、残部がFe及び不可避不純物からなるＴＶマスクフレーム用鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン（ＴＶ）のシャドウマスクを支えるマスクフレーム用鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のＴＶの高性能化にともない、色ずれの少ないブラウン管が求められている。この色ずれの主な原因は地磁気による電子線の偏向であり、このためブラウン管内の磁気シールドが強く要求されている。ＴＶマスクフレーム材はシャドウマスクを支える構造部材であるが、上述した色ずれ防止の観点からマスクフレーム材にも優れた磁気特性が要求されるようになっている。
【０００３】
従来、このようなＴＶマスクフレーム材にはAlキルド鋼が用いられていた。例えば、特開平３−２６４６２１号公報には連続鋳造極低炭素アルミキルド鋼帯に、一次冷延、焼鈍、二次冷延を付与するシャドウマスク用フレーム材の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特開平５−７８７４２号公報には、Ｃ：0.01％以下、Si：0.05％以下、Ｓ：0.02％以下、Mn：0.05〜0.5％、Ｐ：0.2％以下、sol.Al：0.002〜0.015％、Mn：0.1〜1.0％、Ｎ：0.0050％以下を含み、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼を連続焼鈍し、調質圧延を施すＴＶマスクフレーム材の製造方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの技術はいずれもAlキルド鋼をベースとしているため、仕上焼鈍時の粒成長性が不安定となることに起因し製品の磁気特性がばらついたり、仕上焼鈍時に窒化が生じることにより磁気特性が劣化するといった問題点を有している。
【０００６】
このため、安定して良好な磁気特性を有するマスクフレーム材が求められている。さらに、マスクフレーム材はプレス加工後、黒化処理が施されるため、良好なプレス加工性を有していると共に黒化膜の密着性も要求される。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、安定して良好な磁気特性を有し、プレス加工性に優れると共に、黒化膜の密着性が良好なＴＶマスクフレーム用鋼板を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、Alを低減した鋼を用いることにより良好な磁気特性を得ると共に、Ｖを微量添加することによりプレス加工時の降伏点伸びを防止することにある。
【０００９】
すなわち、前記課題は、重量％でＣ：0.005％以下、Si：0.5％以下、Al：0.004％以下、Ｓ：0.01％以下、Mn：0.05〜0.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下を含有し、さらにＶを、0.4×(Ｃ+Ｎ)≦Ｖ≦0.01％を満足する量含有し、残部がFe及び不可避不純物からなるＴＶマスクフレーム用鋼板により解決される。
【００１０】
なお、本明細書において鋼の成分を示す％、ppmは、特に断らない限り重量％、重量ppmを意味する。
【００１１】
（発明に至る経緯とSi、Alの限定理由）
本発明者らがＴＶマスクフレーム材として要求される特性を満足する材料について鋭意検討した結果、Alを低減した鋼を用いることにより良好な磁気特性が得られること、さらにＶを微量添加することによりプレス加工時の降伏点伸びが防止できることが判明した。以下、本発明を実験結果に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
まず、磁気特性を安定させるためtr.Al鋼と0.01％Al鋼について調査した。Ｃ：0.0020％、Si：0.05〜0.10％、tr.Al、Ｎ：0.0018％、Ｐ：0.05％、Ｓ：0.002％、残部Feとしたtr.Al鋼と、Ｃ：0.0018％、Si：0.02％、sol.Al：0.008〜0.018％、Ｎ：0.0020％、Ｐ：0.04％、Ｓ：0.002％、残部Feとした0.01％Al鋼をそれぞれ実験室真空溶解炉にて10チャージ溶解し、板厚2.3mmまで熱間圧延後、酸洗し、１mmに冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2中にて730℃×２min間の仕上げ焼鈍を施した。引き続き、外径45mm、内径33mmのリングサンプルを作製し、水蒸気、空気の混合雰囲気中にて590℃×15minの黒化処理を施した。
【００１３】
図1に直流磁気特性を示す。ここで、直流磁気特性は0.35エルステッド磁化した際の透磁率μ0.35（G/Oe）で評価した。図１より、0.01％Al鋼に比べ、tr.Al鋼では安定して優れた透磁率を示すことがわかる。これは、0.01％Al鋼では仕上焼鈍時の粒成長性が安定しないことと、仕上焼鈍時の表層窒化量がフリーAl量に応じて変化しているためと考えられる。
以上のことから、本発明ではtr.Al鋼を採用する。
【００１４】
Si量の下限は脱酸のために必要な0.01％以上とする。一方、Si量が0.5％超となると黒化膜の密着性が低下するため0.5％以下とする。
Alは0.004％を超えて添加すると粒成長性を不安定にするだけでなく、仕上げ焼鈍時に窒化するため、0.004％以下、より好ましくは0.001％以下とする。
【００１５】
（Ｖの限定理由）
以上のようなtr.Al鋼においては、鋼中Ｃ、Ｎはフリーな状態で存在するため、プレス加工時に降伏点伸びが生じ、黒化皮膜の密着性を低下させることとなる。これを防止するため一般に調質圧延が施されるが、磁気特性の観点からはこの調圧率はできるだけ低いことが望ましい。
【００１６】
このような低調圧率材の降伏点伸びを防止するためには、炭窒化物形成元素の添加による固溶窒素、炭素量の低減が有効である。しかし、Ｂを添加しても、tr.Al鋼では鋼中酸素レベルが高いことから、Ｂが酸化物を形成し窒素の固定には有効に寄与しない。このため、tr.Al鋼へのＢ添加は降伏点伸びの防止には有効でない。一方、Tiはtr.Al鋼においても炭窒化物を形成するため、降伏点伸び防止の観点からは有効であるが、非常に微細な析出物を生じるため磁気特性を著しく劣化させる。
【００１７】
そこで、本発明者らはＶの添加について検討した。すなわち、Ｃ：0.0020％、Si：0.10％、tr.Al、Ｎ：0.0018％、Ｐ：0.05％、Ｓ：0.002％、tr.Ｖ、残部Feとした鋼と、Ｃ：0.0018％、Si：0.09％、tr.Al、Ｎ：0.0018％、Ｐ：0.04％、Ｓ：0.002％、Ｖ：0.003％、残部Feとした鋼を用い、板厚2.3mmまで熱間圧延後、酸洗し、１mmに冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2中にて750℃×２min間の仕上げ焼鈍を施した。引き続き、調質圧延を0.5％付与した後に、JIS５号試験片を切り出し、引張試験を行った。その結果、Ｖ無添加鋼では0.5％の降伏点伸びが認められたが、Ｖ添加鋼では降伏点伸び（YPEl）は認められなかった。以上のことより降伏点伸びの抑制にＶが有効であることがわかる。
【００１８】
次に、降伏点伸びの抑制に必要なＶ量を調査するためSi：0.10％、tr.Al、Ｐ：0.05％、Ｓ：0.002％とし、(Ｃ+Ｎ)量とＶ量を種々変化させた鋼（残部はFe）を用い、板厚2.3mmまで熱間圧延後、酸洗し、１mmに冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2中にて730℃×２min間の仕上げ焼鈍を施した。引き続き、調質圧延を0.5％付与した後に、JIS５号試験片を切り出し、引張試験を行った。
【００１９】
その結果を図２に示す。図２より0.4(Ｃ+Ｎ)＞Ｖが成り立つ範囲では0.1％超の降伏点伸びが生じているが、0.4(Ｃ+Ｎ)≦Ｖが成り立つ範囲では降伏点伸びは0.1％以下であることが分かる。降伏点伸びが0.1％以下であれば、実質黒化膜の密着性の低下は生じない。以上のことより、鋼中のＶ量を0.4(Ｃ+Ｎ)≦Ｖとする。一方、Ｖが0.01％を超えた場合には、磁気特性が著しく劣化するためＶの上限は0.01％とする。
【００２０】
（その他の成分の限定理由）
Ｃ：  Ｃは時効の問題があるため0.005％以下とする。
Mn：  Mnは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために0.05％以上必要であるが、0.5％以上になると磁束密度が低下するため0.05〜0.5％とする。
Ｓ：  Ｓは磁気特性を劣化させるMnＳを形成するため、0.02％以下とする。
Ｐ：  Ｐは0.2％を超えて含有させると鋼板が脆化するため上限を0.2％とする。
Ｎ：  Ｎは0.005％以上となると磁気特性を劣化させるため、0.005％以下とする。
【００２１】
（製造方法）
本発明のＴＶマスクフレーム用鋼板の製造方法の一例を以下に述べる。転炉で吹練した溶鋼の成分を所定の範囲内にした後、鋳造を行う。熱間圧延および熱間圧延後の熱延板焼鈍は特に制限する必要はない。次いで一回の冷間圧延、もしくは中間焼鈍をはさんだ２回以上の冷間圧延により所定の板厚とした後に、仕上焼鈍をおこなう。引き続き降伏点伸びを抑制するための調質圧延を行うことが好ましいが、この調質圧延は必須ではない。調質圧延を行う場合には、磁気特性の観点から伸長率は１％以下とすることが望ましい。その後、需要家にてプレス加工が施され、550〜590℃×15min程度の黒化処理が施される。
【００２２】
なお、本発明においては熱延板をマスクフレーム材として使用してもかまわない。
【００２３】
【実施例】
表１に示す成分（成分値は重量％）の鋼を製造し、板厚2.3mmまで熱間圧延を行い、酸洗後、板厚1.0mmまで冷間圧延を行った。その後、表１に示す焼鈍温度で仕上焼鈍を行い、調質圧延後、590℃×15min（水蒸気、空気の混合雰囲気）で黒化処理を施した。
【００２４】
磁気特性は外径45mm、内径33mmのリング試験片を用いて測定した。各鋼板の磁気特性を表１に併せて示す。また、降伏点伸びを調査するためJIS５号試験片を黒化処理前のサンプルから切り出し、引張り試験を行った。さらに、黒化処理皮膜の密着性を評価するため、黒化処理後のサンプルのテープ剥離試験を行った。表１において、黒化膜密着性の欄の○印は黒化膜密着性が良好なことを、×印は黒化膜密着性が不良であることを示す。
【００２５】
表１を見ると分かるように、本発明鋼であるNo.１〜No.３の鋼板は、磁気特性（μ0.35：0.35エルステッド時の透磁率）が良好であり、降伏点伸び（YPEl）が小さく、黒化膜密着性が良好であるという条件を兼ね備えている。
【００２６】
これに対し、No.４の鋼板は、Al含有量が本発明の範囲より高く、Ｖ含有量が本発明の範囲より低いので、透磁率μ0.35が低く、降伏点伸びが大きく、黒化膜密着性が不良である。No.５の鋼板も、Al含有量が本発明の範囲より高いので、透磁率μ0.35が低く、降伏点伸びが大きく、黒化膜密着性が不良である。
【００２７】
No.６の鋼板は、Ｖ含有量が本発明の範囲を下回っているので、降伏点伸びが大きく、黒化膜密着性が不良である。また、No.７の鋼板は、Ｖ含有量が本発明の範囲を超えているので、降伏点伸びは小さく、黒化膜密着性も良好であるものの、透磁率μ0.35が低くなっている。
【００２８】
No.８の鋼板は、Ｃ含有量が本発明の範囲を超えているので、透磁率μ0.35が低いばかりでなく磁気時効の問題を有している。
No.９の鋼板は、Mn含有量が本発明の範囲を下回っているので、透磁率μ0.35が低い。また、No.10の鋼板は、Mn含有量が本発明の範囲を超えているので、やはり透磁率μ0.35が低い。
【００２９】
No.11の鋼板は、Si含有量が本発明の範囲を超えているので、透磁率μ0.35が低く、黒化膜密着性が不良となっている。
No.12の鋼板は、Ｎ含有量が本発明の範囲を超えているので、透磁率μ0.35が低くなっている。
【００３０】
これらより、本発明の鋼板組成を有した場合に、磁気特性、降伏点伸び、黒化膜の密着性の観点からＴＶマスクフレーム材として優れた材料が得られることがわかる。
【００３１】
【表１】
0003741246.tif 000002
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、重量％でＣ：0.005％以下、Si：0.5％以下、Al：0.004％以下、Ｓ：0.01％以下、Mn：0.05〜0.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下を含有し、さらにＶを、0.4×(Ｃ+Ｎ)≦Ｖ≦0.01％を満足する量含有し、残部がFe及び不可避不純物からなるＴＶマスクフレーム用鋼板であるので、磁気特性、降伏点伸び、黒化膜の密着性の観点からＴＶマスクフレーム材として優れた鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Al量と透磁率（μ0.35(G/Oe)）の関係を示す図である。
【図２】    (Ｃ+Ｎ)、Ｖ量と降伏点伸びの関係を示す図である。
【図１】
0003741246.tif 000003
【図２】
0003741246.tif 000004