專利名稱：張力障板用鋼板、它的制造方法以及張力障板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝在電視和計算機(jī)等彩色陰極射線管上的張力障板用鋼板、它的制造方法和使用它的張力障板。
在電視和計算機(jī)等的彩色陰極射線管中，具有作為選色裝置的孔格柵樣的、承載大的張力的選色電極，即所謂的裝上張力障板。
制造張力障板一般是使用低碳或超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，進(jìn)行熱軋、冷軋、連續(xù)退火、二次冷軋、根據(jù)需要進(jìn)行消除應(yīng)力退火，然后用光刻方法打孔，在單向或雙向施加例如200-400N/mm2的張力，在火焰中進(jìn)行黑化處理。
黑化處理的目的是防止張力障板生銹和減小熱輻射，黑化處理例如可以是加熱到450-500℃，使鋼板表面形成四氧化三鐵氧化膜的熱處理，這種情況下，有時會因用來做張力障板的鋼板的蠕變出現(xiàn)張力降低的情況。張力降低的話，障板孔的位置會偏離，或者容易因擴(kuò)音器的聲音產(chǎn)生共振，使電子束不能打到熒光屏上規(guī)定的位置，成為產(chǎn)生所謂“偏色”的原因。
為了防止產(chǎn)生蠕變的現(xiàn)象，特開昭62-249339號公報、特開平5-311327號公報、特開平5-311330號公報、特開平5-311331號公報、特開平5-311332號公報、特開平6-73503號公報、特開平8-27541號公報、特開平9-296255號公報、特開平11-222628號公報等中，發(fā)表了在張力障板用鋼中加入Mn、Cr、Mo等元素，或使N大量固溶來抑制位錯的攀移的技術(shù)。
近年來隨陰極射線管大型化、高精細(xì)化、平面化，除了由于鋼板的蠕變現(xiàn)象造成的“偏色”以外，地磁場等外部磁場的影響造成電子束偏離也成為導(dǎo)致“偏色”的原因。
為了防止由于這些外部磁場的影響造成的“偏色”，提高張力障板對磁的屏蔽性是有效的，為此作為方法在特開昭63-145744號公報、特開平8-269569號公報、特開平9-256061號公報中，發(fā)表了在張力障板用鋼板中加Si的技術(shù)，在特開平10-219396號公報中發(fā)表了加Cu的技術(shù)，在特開平10-219401號公報中發(fā)表了Ni的技術(shù)。
可是特開昭62-249339號公報、特開平5-311327號公報、特開平5-311330號公報、特開平5-311331號公報、特開平5-311332號公報、特開平6-73503號公報、特開平8-27541號公報、特開平9-296255號公報、特開平11-222628號公報等中記載的技術(shù)，沒有對外磁場的磁屏蔽性進(jìn)行研究。
此外特開昭63-145744號公報、特開平8-269569號公報、特開平9-256061號公報、特開平10-219396號公報中記載的技術(shù)，磁屏蔽性是提高了，但由于含有Si、Cu，熱軋和再結(jié)晶退火時鋼板表面容易產(chǎn)生缺陷，所以此方法難以適用于對表面要求嚴(yán)格的張力障板用鋼板上。
在特開平10-219401號公報中所記載的技術(shù)，Ni導(dǎo)致成本增加，耐蝕性惡化。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供表面形狀和耐蝕性不惡化、具有優(yōu)良的耐蠕變能力和磁屏蔽的張力障板用鋼板，這種鋼板的制造方法以及使用此鋼板的張力障板。
采用重量％為小于0.1％的C、0.05％以下的Si、0.4-2％的Mn、0.03％以下的P、0.03％以下的S、0.01％以下的固溶Al、0.010％以上N、其余實際上是Fe組成的鋼，經(jīng)熱軋、熱軋后的鋼板冷軋、退火，然后以35％以上的延伸率進(jìn)行二次冷軋，以上述工序制造的張力障板用鋼板能達(dá)到此目的。實施發(fā)明的形式一般鋼板的磁屏蔽性用它的導(dǎo)磁率來評價，鋼中的Mn、Mo、Cr、N等元素降低，導(dǎo)磁率提高，磁屏蔽性提高?？墒墙档瓦@些元素的話，耐蠕變性惡化，所以提高鋼板的導(dǎo)磁率和提高耐蠕變性具有相反的傾向。
可是在陰極射線管中設(shè)置有消磁裝置，消磁裝置在接入電源等時在消磁線圈中通入電流，使張力障板等的管內(nèi)材料消磁。由于此消磁裝置在外部磁場中，例如在地磁場中，張力障板不是完全消磁的狀態(tài)，有剩余磁化。因此要評價張力障板的磁屏蔽性，希望與其采用上述導(dǎo)磁率，不如采用從外部磁場中去除剩余磁場的非磁滯導(dǎo)磁率，非磁滯導(dǎo)磁率越高，外部磁場例如地磁場的磁通越容易從張力障板中通過，能夠得到優(yōu)良的磁屏蔽性能。
我們對張力障板用鋼板在黑化處理時的蠕變現(xiàn)象和非磁滯導(dǎo)磁率與產(chǎn)生偏色的關(guān)系進(jìn)行了研究。其結(jié)果得到如下看法。
①黑化處理后在0.35 Oe的直流偏置磁場的非磁滯導(dǎo)磁率為3400以上的話，能夠得到優(yōu)良的磁屏蔽性能，可使偏色降低到在實際應(yīng)用上沒有問題的水平。
②添加0.4％以上的Mn、0.010％以上的N，退火后二次冷軋的延伸率在35％以上的話，能夠得到優(yōu)良的耐蠕變性能，同時非磁滯導(dǎo)磁率可以在3400以上。
③添加0.012％以上的N或0.3％以下的Mo會進(jìn)一步提高耐蠕變性能。
本發(fā)明是在這樣的看法基礎(chǔ)上完成的，下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
1)成分C是與Mn、Mo相互作用使耐蠕變性能提高的元素。加入0.1％以上的C會析出粗大的滲碳體，使耐蝕性能惡化，所以其含量要低于0.1％，希望在0.06％以下，最好在0.03％以下。
Si形成非金屬夾雜物使耐蝕性能惡化，所以其含量要在0.05％以下，希望在0.03％以下。
Mn是使耐蠕變性能提高的重要元素。要在黑化處理時能得到優(yōu)良的耐蠕變性能，其含量要在0.4％以上，希望超過0.6％，但添加的量超過2％其效果飽和，僅僅是導(dǎo)致成本增加，所以要在2％以下。
P是容易產(chǎn)生偏析引起的腐蝕斑的元素，所以其含量要在0.03％以下，希望在0.02％以下。
S是鋼中含有的不可避免的元素。含量超過0.03％的話，是產(chǎn)生熱脆的原因，同時產(chǎn)生因偏析引起的腐蝕斑，所以其含量要在0.03％以下，希望在0.02％以下。
固溶Al是與N反應(yīng)生成A1N被固定下來，使N減少的元素，而下面要說明固溶的N能有效提高耐蠕變性能。因此其含量要少，必須在0.01％以下。
N以固溶N存在在鋼中的話，會發(fā)揮提高耐蠕變性能的作用。要在黑化處理時得到優(yōu)良的耐蠕變性能，其含量必須要在0.01％以上。特別時在0.012％以上的話會顯著降低蠕變的延伸量。
除去這些成分以外，其余的基本上是Fe。
除了這些成分外，進(jìn)而添加0.3％以下范圍的Mo時，能夠得到更優(yōu)良的耐蠕變性能。之所以限定在0.3％以下是因為超過0.3％有時會不利于耐蝕性能。2)制造方法把含有上述本發(fā)明成分范圍的鋼按照常規(guī)的方法，進(jìn)行冶煉、鑄造、熱軋、酸洗、冷軋(一次)、再結(jié)晶退火。
把退火后的鋼板以35％以上的延伸率進(jìn)行二次冷軋的話，黑化處理后在0.35 Oe的直流偏置磁場的非磁滯導(dǎo)磁率達(dá)到3400以上，能夠得到優(yōu)良的磁屏蔽性能。其機(jī)理未必很清楚，可以認(rèn)為是使二次冷軋延伸率提高到35％以上的話，黑化處理時鋼板的回復(fù)容易進(jìn)行，能改善磁性。
使延伸率顯著增加的話，由于不僅非磁滯導(dǎo)磁率飽和，軋機(jī)負(fù)荷也增加，希望其上限為80％?？紤]軋機(jī)負(fù)荷和磁性等的平衡，二次延伸率在40-70％。
在孔格柵出現(xiàn)稱為“亂線”帶的扭曲問題的情況下，希望二次冷軋后在450-600℃溫度范圍進(jìn)行退火，去除殘余應(yīng)力。
用本發(fā)明方法制造的鋼板做的張力障板由于具有優(yōu)良的耐蠕變性能和磁屏蔽性能，可充分適用于陰極射線管大型化、高精細(xì)化、平面化。
表1
單位為重量％得到的試樣用以下方法評價耐蝕性能、耐蠕變性能、磁性。
關(guān)于耐蝕性能是在實際中孔格柵的簾狀腐蝕后，用目測評價是否有缺陷，沒有缺陷時用○表示，有缺陷時用×表示。
對耐蝕性能評價良好的試樣進(jìn)一步評價了耐蠕變性能和磁性。
關(guān)于耐蠕變性能是在給予300N/mm2張力的狀態(tài)下，在450℃保持20分鐘，蠕變延伸量在0.40％以下時，認(rèn)為耐蠕變性能良好，用記號◎表示，能在超過0.40％并在0.60％以下時使用時的水平用○表示，超過0.60％時不能使時用×表示。蠕變延伸量為軋向和垂直于軋向延伸量的平均值。
關(guān)于磁性是從相當(dāng)于進(jìn)行450℃，20分鐘的黑化處理的試樣上取出外徑45mm、內(nèi)徑33mm的環(huán)形試樣，卷成勵磁線圈、檢測線圈和直流偏置磁場線圈，測定了在0.35 Oe的導(dǎo)磁率(μ0.35)、最大外加磁場50 Oe時的剩余磁通密度(Br)、矯頑力(Hc)、非磁滯導(dǎo)磁率。其中，非磁滯導(dǎo)磁率的測定采用以下方法。
①在勵磁線圈中通入衰減的交流電流，使試樣完全消磁。
②在直流偏置磁場用線圈中通入直流電流，在使其產(chǎn)生0.35 Oe的直流偏置磁場狀態(tài)下，再一次在勵磁線圈中通入衰減的交流電流，使使用消磁。
③在勵磁線圈中通入直流電流，使試樣勵磁，用檢測線圈檢測產(chǎn)生的磁通，測定B-H曲線。
④用B-H曲線計算非磁滯導(dǎo)磁率。
結(jié)果示于表2。
在本發(fā)明例No.1、4-8、13-16、19-21中不僅耐蝕性能和耐蠕變性能良好，而且非磁滯導(dǎo)磁率在3400以上，磁屏蔽性能也優(yōu)良。特別是關(guān)于蠕變延伸量，在N為0.010％以上情況下，蠕變延伸量可降到0.60％以下，N在0.012％以上或加Mo的情況下，耐蠕變性良好。另外二次延伸率在35％以上時，非磁滯導(dǎo)磁率可達(dá)到3400以上。
另一方面，對比例No.2、3、9-12、17、18中，耐蝕性能、耐蠕變性能、磁性都會有一、兩個以上不好。
表權(quán)利要求
1.張力障板用鋼板的制造方法，其包括工序含有重量％為小于0.1％的C、0.05％以下的Si、0.4-2％的Mn、0.03％以下的P、0.03％以下的S、0.01％以下的固溶Al、0.010％以上N、其余基本上是Fe組成的鋼，經(jīng)熱軋、熱軋后的鋼板冷軋、退火，然后以35％以上的延伸率進(jìn)行二次冷軋。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，使用含0.012％以上N的鋼。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，使用含0.3％以下Mo的鋼。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，使用含0.3％以下Mo的鋼。
5.使用權(quán)利要求1至4中任一種方法制造的張力障板用鋼板。
6.使用權(quán)利要求5所述鋼板的張力障板。
全文摘要
本發(fā)明是使用含有重量%為小于0.1%的C、0.05%以下的Si、0.4－2%的Mn、0.03%以下的P、0.03%以下的S、0.01%以下的固溶Al、0.010%以上N、其余實際上是Fe組成的鋼,進(jìn)行熱軋工序和熱軋后的鋼板冷軋、退火,然后以35%以上的延伸率進(jìn)行二次冷軋等工序的張力障板用鋼板的制造方法。用此制造方法制造的鋼板在黑化處理時顯示出優(yōu)良的耐蠕變性能,同時具有在0.35Oe的直流偏置磁場中非磁滯導(dǎo)磁率為3400以上的優(yōu)良的磁性,用作張力障板時不會發(fā)生偏色。
文檔編號C22C38/00GK1340107SQ00803861
公開日2002年3月13日 申請日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者兒玉悟史, 杉原玲子, 松岡秀樹, 田中靖, 平谷多津彥, 田原健司, 三塚賢一 申請人:日本鋼管株式會社