彩色顯象管的蔭柵材料、其製造方法、蔭柵及彩色顯象管的製作方法
2023-10-04 14:55:09
專利名稱：彩色顯象管的蔭柵材料、其製造方法、蔭柵及彩色顯象管的製作方法
技術領域：
本發明涉及彩色顯象管的蔭柵材料、其製造方法、蔭柵和加入這種蔭柵的彩色顯象管。確切地說，本發明涉及具有出色的抗拉強度和高溫蠕變強度以及出色的磁性能的彩色顯象管的蔭柵材料、其製造方法、蔭柵材料及裝入這種蔭柵的彩色顯象管。
此外，當進行熱處理以便在焊接到框架上後發黑時，在低於鋼再結晶溫度的455℃下進行約15分鐘的短暫熱處理，以便在保持發黑後使構成蔭柵的每條帶都處於無鬆弛的張力狀態下。但是，在黑化熱處理中，回復是不可避免的，回復導致了條帶伸長，這造成帶材脫開或扭曲。因此，要求彩色顯象管所用的蔭柵材料至少具有60kgf/mm2的抗拉強度並且要求在進行455℃×15分鐘的黑化熱處理的情況下不導致伸長，即要求它具有這樣的蠕變強度，即當施加30kgf/mm2的拉伸應力時的延伸率不超過0.3％。
彩色顯象管包括電子槍和把電子束轉換成視頻圖像的螢光屏，彩顯管的內部塗覆著用於防止電子束因地球磁性而偏轉的磁屏蔽材料。也要求蔭柵具有象磁屏蔽材料一樣的功能，而且人們已經在要求一種具有高殘餘磁通密度(Br)和弱矯頑力(Hc)的材料，這種材料作為其磁性能具有大的殘餘磁通密度與矯頑力(Br/Hc)之比。但是，在承受強烈加工以獲得高屈服強度的並且低於再結晶溫度地進行黑化熱處理的低碳鋼片中，殘餘磁通密度低到不足8千高斯(kG)並且矯頑力高達5奧斯特(Oe)，因而，Br(kG)/Hc(Oe)小到約1.6，這在磁屏蔽材料方面差。
迄今為止，提高低碳鋼片的拉伸屈服強度的方法包括利用碳或氮的固溶強化方法，但隨著鋼中的碳和氮的數量增加，氮化物或碳化物增加了對磁壁運動的阻礙，從而有損於磁性能。此外，提高蠕變強度的方法包括碳化物等在鋼中沉澱，但大多數沉澱物具有微米級的大晶粒尺寸並且幹擾了磁壁移動，由此極大地損害了磁性能，從而這樣的方法沒有被用作製造當前的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法。
本發明的目的是提供一種具有出色的抗拉強度和高溫蠕變性能以及比現有材料更出色的磁性能的彩色顯象管所用的蔭柵材料、其製造方法、蔭柵和彩色顯象管。
為了解決所述技術問題，本發明人已經提出了一種添加了銅和磷(日本專利中請號36929/1997)的低碳合金鋼片。技術內容是，通過沉澱納米級的細銅相(ε相)並且同時通過添加磷利用磷的固溶強化而使蔭柵材料獲得高強度和高蠕變強度。由於沉澱的銅晶粒極其細小，所以它們幾乎不阻礙磁壁運動，因而磁性能受損程度極低。由於磷是固溶於鐵中，所以，它不太影響磁性能，由此獲得了具有高強度和高磁性能的蔭柵材料。本發明還想要在上現有技術的基礎上進一步改善蠕變強度。
本發明的彩色顯象管用蔭柵材料含有0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
本發明的用於彩色顯象管的蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷，它還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
本發明的彩色顯象管用蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
本發明的彩色顯象管裝有蔭柵，所述蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷，它還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
本發明的彩色顯象管裝有蔭柵，所述蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
當材料在承受30kgf/mm2的應力的情況下保持在455℃達15分鐘時，本發明的用於彩色顯象管的蔭柵材料具有不超過0.3％的延伸率。
當本發明的蔭柵在被裝入到彩色顯象管中後並在承受30kgf/mm2的應力的情況下保持在455℃達15分鐘時，本發明的蔭柵具有不超過0.6％的延伸率。
本發明的彩色顯象管用蔭柵材料作為其磁性能具有不小於1.8的殘餘磁通密度(Br)和矯頑力(Hc)之比(Br/Hc)。
作為被裝入彩色顯象管中的蔭柵的磁性能，本發明的彩色顯象管所用的蔭柵材料具有不小於2.0的殘餘磁通密度(Br)與矯頑力(Hc)之比(Br/Hc)。
一種製造本發明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行在300℃-800℃溫區內的沉澱處理，所述鋼帶的成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
一種製造本發明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行300℃-800℃的沉澱處理，所述鋼帶的成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
一種製造本發明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行500℃-900℃的中間退火併接著進行二次冷軋並隨後進行300℃-750℃的沉澱處理，所述鋼帶的成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
一種製造本發明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行500℃-900℃的中間退火併接著進行二次冷軋並隨後進行300℃-750℃的沉澱處理，所述鋼帶的成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。發明的最佳實施方式本發明人已經在未審查的日本專利申請公開號219396/1998中提出了這樣的技術，即當納米級的細銅相(ε相)通過時效處理而沉澱於加銅超低碳鋼中並且同時通過添加磷而利用了磷的固溶強化時，可以通過時效處理獲得高蠕變強度和Br(kG)/Hc(Oe)至少為2.5的出色磁性。在本發明中，可以不明顯使磁性能變差地通過除上述低碳合金鋼的合金成分外添加鉻和/或鉬來改善蠕變強度。
以下將更詳細地解釋本發明。
根據本發明地被用作彩色顯象管所用蔭柵材料的超低碳鋼最好通過利用真空脫氣方法進行脫碳和脫氮以減少鋼中的碳化物和氮化物，並在熱軋或熱軋及後續的連續退火工序中促進晶粒長大。此外，由於彌散於鋼中的氮化物和碳化物阻礙了磁壁運動並由此有損於磁性，所以必須事先限制鋼中的這些元素並且儘可能地減少它們。首先，說明要加入本發明的彩色顯象管所用的蔭柵材料用的鋼中的這些元素及其添加量。
關於銅，如以上所提出的那樣，當添加量增加時，在時效處理中的ε相的沉澱量增加，從而大大提高了屈服強度和蠕變強度。由於ε相包含納米級的細小沉澱物，所以它不妨礙磁壁運動，因而幾乎不使磁性能變差，這不同於微米級的沉澱物。因此，當銅的添加量增大時，屈服強度和蠕變強度可以提高而沒有使磁性變差。但當添加量小於0.05重量％時，不能獲得充分的增加強度的效果。另一方面，當添加量過高時，沉澱物增加而使磁性變差，因此，添加量最好不超過2.5％。
至於磷，如上所述地通過固溶強化來有效提高強度並且可以在利用添加銅的時效沉澱的基礎上的強化的同時利用磷的固溶強化，以便通過添加磷而極大地提高抗拉強度和蠕變強度。已經可以在添加了至少0.001重量％的情況下獲得足夠的強度，但是當添加量超過0.4重量％時，出現了因偏析而造成的混晶，因此，添加量被限定為不超過0.4重量％。
至於鉻，由於鉻固溶於鋼中而通過固溶提高了鋼的強度並極大地提高了抗拉強度和蠕變強度，因此，可以在利用磷的固溶強化的同時使用鉻。在添加量至少為0.01重量％的情況下，可以獲得提高強度的充分效果，但當添加量超過0.5重量％時，會形成碳化物，因此，添加量被限定為不超過0.5重量％。
至於鉬，鉬象鉻一樣地固溶於鋼中，從而產生了鋼的固溶強化效果並且極大地提高了抗拉強度和蠕變強度。在添加量至少為0.01重量％的情況下，可以獲得提高強度的充分效果，但當添加量超過0.5重量％時，會形成碳化物，因此，添加量被限定為不超過0.5重量％。
至於鉻和鉬，即使分別單獨添加它們，仍可期望獲得充分的固溶強化改善效果，當同時添加它們時，可以獲得協同效果，並且在添加量至少為0.01重量％的情況下，可以獲得足夠高的強度。但由於碳化物的形成隨著添加量超過0.5重量％而增加，所以添加量被限定為不超過0.5重量％。
至於碳，當碳含量高時，增加了碳化物，從而阻礙了磁壁運動並妨礙了晶粒長大，這導致了磁性變差。由於會形成碳化物的元素是分別是本發明的主要元素的鉻、鉬和鐵，所以碳含量最好儘可能地低。因而，碳含量的上限被限制為0.01重量％。下限儘可能地低，只要在實踐中可以通過真空脫氣處理減少它就行。
至於錳，錳在鋼中與硫化合，從而以硫化錳的形式固定鋼中的硫，因此，必須添加錳來防止熱脆性，但是其添加量最好儘可能低，以便改善磁性，其添加量被限定為不超過0.5重量％。
由於矽有損於發黑層的緊密粘附性，所以添加量被限定為不超過0.3重量％。從晶粒長大的角度出發，硫最好儘可能地少，優選不超過0.05重量％的添加量。此外，由於氮與鉻、鉬和錳化合而形成了氮化物並有損於磁性，所以其含量最好不超過0.05重量％。
接著，說明作為本發明彩色顯象管所用蔭柵材料用的薄鋼片的製造方法。
在熱軋含有上述化學成分的且通過真空熔煉或真空脫氣法製備的超低碳鋼後，對其進行酸洗以便除去在熱軋中形成的氧化皮。隨後，將其冷軋成0.035毫米-0.2毫米厚的片材。接著，在300℃-800℃下對其進行1分鐘-20小時的時效處理。由於再結晶溫度在銅和磷的添加量高的情況下提高了，所以可以在接近時效處理上限的800℃左右進行時效處理，但考慮到沉澱量和銅沉澱物的晶粒大小，最好在450℃-700℃下進行時效處理。當時效溫度低於300℃時，ε相沒有充分沉澱出來，由此無法獲得所需的抗拉強度和蠕變強度。另一方面，當超過800℃地進行時效時，這產生了其中ε相再次固溶於鋼中並由此降低了抗拉強度和蠕變強度的過時效。對於時效處理來說，可以採用任意的箱式退火爐或連續退火爐，這取決於加熱溫度和加熱時間。
此外，作為另一個實施例，可以把上述超低碳鋼熱軋、酸洗、冷軋成0.1毫米-0.6毫米厚的片材，接著，進行500℃-900℃的中間退火以便調節晶粒尺寸，隨後二次冷軋成0.035毫米-0.2毫米的成品厚度，接著進行上述的時效處理。當退火溫度低於500℃時，軟化不充分，當在二次冷軋後進行時效處理時，抗拉強度和蠕變強度急劇提高。另一方面，當退火溫度超過900℃時，即使在二次冷軋後進行上述的時效處理，也不能獲得理想的抗拉強度。
通過真空脫氣熔煉其化學成分列於表1中的11種鋼(A-K)而形成的板坯被熱軋成2.5毫米厚的熱軋板。在酸洗熱軋板後，它們被冷軋成0.1毫米厚和0.3毫米厚的兩種冷軋板。隨後，直接對0.1毫米厚的冷軋板進行時效處理，而對0.3毫米厚的冷軋板進行中間退火。對於由此獲得的試樣來說，在10奧斯特的磁場中並利用簡易類型的Epstein磁測量儀來測量殘餘磁通密度和矯頑力，以便決定Br(kG)/Hc(Oe)。利用蠕變測量儀(Tokai Seisakusho製造)並通過在大氣中施加30kgf/mm2的應力地測量蠕變強度，測量並評估在大氣中保持455℃達15分鐘後的延伸率(％)。表2表示中間退火和時效處理的條件以及試樣性能。
表1試樣的化學成分(鋼片)
注意餘量為鐵和不可避免的雜質表2中間退火條件和沉澱處理條件及試樣性能
如表2所示，本發明的蔭柵材料和蔭柵具有出色的性能。
工業實用性本發明的蔭柵材料和蔭柵可以通過添加銅地對超低碳鋼進行時效處理而沉澱出納米級的細小銅相(ε相)或者還添加磷地同時利用磷固溶強化而確保高蠕變強度並且可以產生Br/Hc(kG/Oe)不小於1.8的出色磁性，本發明的蔭柵材料和蔭柵可以通過添加鉻和/或鉬且沒有明顯使磁性變差地具有出色的抗拉強度和高溫蠕變性能。
權利要求
1.一種用於彩色顯象管的蔭柵材料，它包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
2.一種用於彩色顯象管的蔭柵材料，它包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
3.一種用於彩色顯象管的蔭柵，它包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
4.一種用於彩色顯象管的蔭柵，它包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
5.一種裝有用於彩色顯象管的蔭柵的彩色顯象管，所述蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
6.一種裝有用於彩色顯象管的蔭柵的彩色顯象管，所述蔭柵包括含有以下成分的低碳合金鋼片，即0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳，它含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
7.如權利要求1或2所述的彩色顯象管所用蔭柵的材料，其特徵在於，當該材料在承受30kgf/mm2的應力的情況下保持455℃達15分鐘時，延伸率不超過0.3％。
8.如權利要求3或4所述的蔭柵，其特徵在於，當蔭柵在被裝入到彩色顯象管中後並在承受30kgf/mm2的應力的情況下保持455℃達15分鐘時，延伸率不超過0.6％。
9.如權利要求1或2所述的彩色顯象管所用的蔭柵材料，其特徵在於，作為磁性能的殘餘磁通密度(Br)和矯頑力(Hc)之比即Br/Hc值不小於1.8。
10.如權利要求3或4所述的蔭柵，其特徵在於，被裝入彩色顯象管中的蔭柵的磁性能作為殘餘磁通密度(Br)與矯頑力(Hc)之比即Br/Hc值不小於2.0。
11.一種製造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行在300℃-800℃溫區內的沉澱處理，所述成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
12.一種製造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行300℃-800℃的沉澱處理，所述成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
13.一種製造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行500℃-900℃的中間退火併接著進行二次冷軋並隨後進行300℃-750℃的沉澱處理，所述成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
14.一種製造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進行冷軋並隨後進行500℃-900℃的中間退火併接著進行二次冷軋並隨後進行300℃-750℃的沉澱處理，所述成分包括0.05重量％-2.5重量％的銅、0.001重量％-0.4重量％的磷、0.01重量％-1.75重量％的鎳以及還含有0.01重量％-0.5重量％的至少鉻和鉬中的一種元素。
全文摘要
本發明提供具有出色的抗拉強度和高溫蠕變性能及優於現有材料的磁性能的彩色顯象管用蔭柵材料、其製造方法、蔭柵和彩色顯象管。彩色顯象管用蔭柵材料的特點是,它由具有以下成分的低碳合金鋼片構成,即0.05重量%－2.5重量%的銅、0.001重量%－0.4重量%的磷以及0.01重量%－0.5重量%的至少鉻和鉬中的一種元素。製造彩色顯象管用蔭柵材料的方法的特點是,它包括以下步驟,即冷軋含有以下成分的低碳合金鋼帶,即0.05重量%－2.5重量%的銅、0.001重量%－0.4重量%的磷以及0.01重量%－0.5重量%的至少鉻和鉬中的一種元素,隨後在300℃－800℃溫區內沉澱處理帶鋼。
文檔編號C22C38/42GK1353773SQ00808359
公開日2002年6月12日 申請日期2000年5月31日 優先權日1999年5月31日
發明者井手恆幸, 宮崎孝彥, 重政進, 田原泰夫 申請人:東洋鋼鈑株式會社