專利名稱：一種安裝在彩色陰極射線管內(nèi)部的內(nèi)屏蔽材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在彩色陰極射線管內(nèi)部的內(nèi)屏蔽材料及其制造方法，尤其涉及具有極好磁特性和防銹或抗腐蝕性的內(nèi)屏蔽材料的制造方法，該方法省去了在常規(guī)方法中的黑化處理及其處理方法。
彩色陰極射線管的磁屏蔽材料安裝在彩色陰極射線管的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，以防止由于地磁而引起的電子束的偏轉(zhuǎn)，安裝在管內(nèi)的磁屏蔽材料稱為內(nèi)屏蔽材料，而安裝在管外的磁屏蔽材料稱為外屏蔽材料。除了較高的導(dǎo)磁率和較低的矯頑力這些磁特性以外，作為磁屏蔽材料還要求具有所需的熱輻射性能和防銹性能。
為此，在1989年的日本專利公報(bào)No.1894(以下稱為前者”)中公開了一種彩色陰極射線管的制造方法，該方法是采用鍍Ni或鍍Cr的鋼板或鋼帶作為內(nèi)屏蔽材料，以及進(jìn)行熱處理來黑化已鍍鋼板或鋼帶表面的技術(shù)。然而，這種技術(shù)僅僅用于制造彩色陰極射線管，而不能擴(kuò)大到用于制造內(nèi)屏蔽材料。另一方面，TOKUKAIHEI2(日本未審查專利公報(bào)1990)228466(以下稱為“后者”)公開了一種內(nèi)屏蔽材料的制造方法，該方法采用的技術(shù)是在連續(xù)退火流線中使用氧化氣體和非氧化氣體，在薄鋼板或鋼帶表面上形成一種主要組分為FeO的黑化膜或涂層。后者提到這種技術(shù)能夠省去彩色陰極射線管制造過程中的黑化處理。
前者提出采用鍍Ni或鍍Cr的鋼板或鋼帶可以省去黑化處理，而該黑化處理一直是常規(guī)非鍍敷鋼板或鋼帶所必需的工序。事實(shí)上，某些生產(chǎn)廠家采用超薄鍍Cr鋼板或鋼帶作為內(nèi)屏蔽材料。
然而，通常都是通過退火、表皮光軋和鍍敷的順序處理來生產(chǎn)前者所述的超薄鍍Cr鋼板或鋼帶。因?yàn)橥嘶鸷蟮匿摪寤蜾搸У木ЯＳ捎诒砥す廛埗黄茐模瑥亩″僀r鋼板或鋼帶具有磁特性低劣的缺點(diǎn)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，通過改變采用鍍敷和退火的順序處理的制造方法可以單獨(dú)改進(jìn)這些磁特性。然而，由于下述在退火后進(jìn)行鍍敷的某些困難，至今還無人采用這種方法。
也就是說，經(jīng)受電鍍處理以前的材料由于退火處理而被軟化，此外它的厚度也非常薄(通常使用厚度為0.15mm的鋼板或鋼帶)。
因而，由于該材料表面上所謂的“皺紋”，它無法進(jìn)行鍍敷處理。否則，即使該材料進(jìn)行了鍍敷處理，由于變形太大而不能用作內(nèi)屏蔽材料。
另一方面，就磁特性而言，認(rèn)為后者所述方法也比前者更有利。
按照以下步驟在連續(xù)退火爐內(nèi)完成黑化處理
1.加熱處理在氧化氣體中形成Fe3O42.均熱處理在非氧化氣本中將Fe3O4轉(zhuǎn)變成FeO3.冷卻處理在非氧化氣氛中快速冷卻鋼板或鋼帶，以形成主要組分為FeO的黑化膜這方法是通過把對(duì)材料結(jié)合力低劣的Fe3O4轉(zhuǎn)變成FeO來提高黑化膜結(jié)合力的一種新技術(shù)，它能夠在彩色陰極射線管制造中省去黑化處理。
然而，后者提出以下建議a)應(yīng)嚴(yán)格控制加熱方式和氣氛以形成黑化膜.這能夠保持壓力成形過程。
b)應(yīng)在嚴(yán)格控制的條件下在材料表面上形成主要組分為FeO的黑化膜。
這些建議意味著，在后者方法中，很可能有時(shí)會(huì)形成結(jié)合力低劣的Fe3O4。
因而，對(duì)于后者發(fā)明來說，在生產(chǎn)和質(zhì)量保證方面可能存在某些問題，因?yàn)閲?yán)格控制生產(chǎn)條件對(duì)該方法來說是必不可少的，所以，如果做不到這點(diǎn)就很可能產(chǎn)生出結(jié)合力低劣的Fe3O4。
本發(fā)明的目的是提供具有極好磁特性和防銹性能的內(nèi)屏蔽材料及其制造方法，該方法無需進(jìn)行常規(guī)黑化處理。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種內(nèi)屏蔽的制造方法，該方法能夠使鋼板或鋼帶平滑地進(jìn)行鍍敷處理，并能防止鍍Ni鋼板或鋼帶在退火處理中發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)屏蔽材料(具有特定表面粗糙度的鋁脫氧冷軋鋼板或鋼帶)，在該材料的至少一面上具有鎳-鐵擴(kuò)散層而在其表面上具有鎳層。
本發(fā)明還提供了一種制造內(nèi)屏蔽材料的方法，該材料是通過對(duì)低碳的鋁脫氧鋼板或鋼帶按酸浸洗、冷軋、鍍鎳和退火順序處理而得到的。
從而，鍍Ni鋼板或鋼帶的這種退火處理調(diào)整了該材料的晶粒并大大地改進(jìn)了該內(nèi)屏蔽材料的磁特性。
此外，在鍍Ni前冷軋鋼板或鋼帶有助于使其進(jìn)行鍍Ni處理，并防止鍍Ni鋼板或鋼帶在退火處理中發(fā)生粘結(jié)。
本發(fā)明還提供了另一種制造內(nèi)屏蔽材料的方法，該方法是使鋼板或鋼帶按酸洗、初次冷軋、退火、二次冷軋、鍍Ni和再退火的順序進(jìn)行處理。
從而，在初次和二次冷軋之間的退火大大地改進(jìn)了該材料的磁特性。
內(nèi)屏蔽材料的制造方法包括對(duì)表面粗糙度為0.2-2.0μmRa的鋁脫氧冷軋鋼板或鋼帶進(jìn)行冷軋?zhí)幚?進(jìn)行表面處理，即在上述鋼板或鋼帶的至少一個(gè)側(cè)面上沉積厚度為0.1-5.0μm的鎳層;以及對(duì)已經(jīng)過表面處理的鋼板或鋼帶進(jìn)行退火處理。
以下詳細(xì)敘述本發(fā)明方法的最佳實(shí)施方案。
1.酸洗在冷軋?zhí)幚硪郧?，最好?duì)基底鋼進(jìn)行酸洗，以便把熱帶鋼上的銹皮溶入酸溶液內(nèi)。在此情形下，最好使用硫酸或鹽酸。
請(qǐng)注意，為便于去除銹皮，在酸洗的同時(shí)使用任何一種手段(例如位于酸洗線入口處的銹皮清除器)來刮除熱帶鋼表面上的銹皮。
2.冷軋過程通過連續(xù)冷軋機(jī)將熱帶鋼連續(xù)冷軋到大約給定的厚度?？梢允褂妹孳堓亖硎逛摪寤蜾搸У谋砻娲植诨?，以便在冷軋時(shí)調(diào)整其表面粗糙度。從軋輥到鋼帶的轉(zhuǎn)換比約為10-20%，在此情形下，使用棕櫚油作為冷軋潤(rùn)滑油。在此過程中，應(yīng)該在鋼厚、表面缺陷、或形狀方面對(duì)鋼板或鋼帶進(jìn)行檢查。鯨魚油或動(dòng)物油為基料的合成油也可用作冷軋潤(rùn)滑油。
在冷軋后，在例如原硅酸鈉溶液中對(duì)鋼板或鋼帶進(jìn)行電解脫脂，以便去除冷軋潤(rùn)滑油。
為了增強(qiáng)溶液的脫脂能力，可以添加某些表面活性劑。
請(qǐng)注意，為了提高清洗處理的脫脂能力，最好將鋼板或鋼帶作為電解槽內(nèi)的一個(gè)電極。在此情形下，在鋼帶表面上產(chǎn)生的H2和O2起到從鋼表面上機(jī)械分離冷軋潤(rùn)滑油的作用。
3.表皮光軋過程按照本發(fā)明的方法，可以在冷軋過程中或在上述冷軋后的表皮光軋過程中調(diào)整表面粗糙度。
一般來說，在鋼板或鋼帶制造過程的表面處理步驟中，通常在退火之后進(jìn)行表皮光軋，以防止彎折和拉伸變形，并可以平整鋼帶的形狀;以及打印表面粗糙度。
通常，在不使用冷軋潤(rùn)滑油的干法中。鋼板或鋼帶以大約0.5-3.0%的冷軋壓下量被冷軋壓薄很少一點(diǎn)。
然而，按照本發(fā)明的方法，鋼板或鋼帶在冷軋和清洗過程后進(jìn)行表皮光軋。
此外，對(duì)鋼板或鋼帶進(jìn)行粗糙化以防止它們?cè)谕嘶鹌陂g出現(xiàn)粘結(jié)和任何表面裂紋。
4.鍍Ni過程通過脫脂和酸洗處理對(duì)鋼板或鋼帶表面進(jìn)行清洗和激活，然后進(jìn)行鍍Ni。
在本發(fā)明中，由于Ni鍍膜極好的防銹性能并對(duì)鋼板或鋼帶的固有磁性毫無影響，因而鍍敷Ni膜。
此外，鍍Ni鋼板或鋼帶具有可以省去陰極射線管制造過程中的黑化處理步驟的優(yōu)點(diǎn)。
在鍍Ni工藝中，通常使用硫酸鎳鍍液(所謂的Watt鍍液)。然而，也可以使用其它一些普通的鍍Ni鍍液。例如氯化鎳鍍液或氨基磺酸鍍液等等。
請(qǐng)注意，按照本發(fā)明，鍍Ni的層厚度比常規(guī)鍍Ni層的厚度薄。
鎳陽極是裝在用合成纖維袋包裹的鈦籃內(nèi)的鎳顆粒。因而可以防止陽極泥或淤漿懸浮。
在鍍液內(nèi)的任何懸浮物都會(huì)由于共沉積作用而造成表面上的凸?；蝈儗又械尼樋住榱饲宄@種懸浮物，鍍液一直通過過濾器進(jìn)行循環(huán)。
為了達(dá)到較高的抗腐蝕性能，通常在鋼板或鋼帶表面上鍍敷較厚的Ni層。
上述的用意是使較薄的Ni層能具有高的抗腐蝕性能。
因而，能夠鍍敷一種厚度在0.1-5.0μm的Ni鍍層。請(qǐng)注意，厚度大于5.0μm被認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的。
5.退火過程在退火過程中，對(duì)鍍Ni鋼板或鋼帶進(jìn)行箱式退火以促使鋼板或鋼帶的再結(jié)晶和晶粒生長(zhǎng)，以及改進(jìn)磁特性。
使H2和N2氣體流入爐內(nèi)以防止Ni鍍層由于氧化而變色。
鋼板或鋼帶應(yīng)在580℃-620℃的爐內(nèi)進(jìn)行5-8小時(shí)的退火。在此過程中，在冷軋時(shí)形成的冷軋組織進(jìn)行再結(jié)晶和晶粒生長(zhǎng)。這種加熱處理可以達(dá)到較高的最大磁導(dǎo)率μm和較低的矯頑力Hc。
此外，在該過程中，在Ni層中形成了再結(jié)晶的晶粒和Fe-Ni擴(kuò)散層以致提高了剛性、結(jié)合力和抗腐蝕性。
請(qǐng)注意，不了避免在退火期間鋼板或鋼帶之間彼此粘結(jié)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟群统掷m(xù)時(shí)間，此外還應(yīng)通過冷軋或表皮光軋對(duì)表面進(jìn)行粗糙化，以及調(diào)整帶卷的松緊。
本發(fā)明的第三種方案基本上類似于本發(fā)明的第二種方案，不同之處是對(duì)鋼板或鋼帶進(jìn)行退火以及在鍍Ni處理后進(jìn)行再退火。
這樣，通過酸洗、初次冷軋、退火、二次冷軋、鍍Ni和再退火的順序處理，從而生產(chǎn)出內(nèi)屏蔽材料。
以下僅就那些不同之處進(jìn)行說明。
(1)初次冷軋初次冷軋一般類似于本發(fā)明第二種方案所述的冷軋。請(qǐng)注意，所生產(chǎn)的鋼板或鋼帶的厚度與本發(fā)明的第二種方案厚度比較，可以厚20-50%。
(2)退火過程在本發(fā)明第三種方案的實(shí)施中，在初次冷軋?zhí)幚砗投卫滠執(zhí)幚碇g對(duì)鋼板或鋼帶進(jìn)行退火。在這種退火過程后緊接一個(gè)二次冷軋的后處理過程，如果需要的話，可以再緊接進(jìn)行一個(gè)表皮光軋過程。
因而，二次冷軋之前的預(yù)退火可減少冷軋的壓下量，從而在再退火期間顯著地長(zhǎng)成較大的晶粒并提高該材料的磁特性。
(3)二次冷軋這種處理基本上類似于本發(fā)明的二種方案，不同的是鋼板或鋼帶被軋制成最終厚度。然而，在冷軋時(shí)應(yīng)該注意工件的形狀和厚度，因?yàn)檫@些性能直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
(4)再退火在本發(fā)明的第三種方案中，鋼板或鋼帶進(jìn)行再退火。在本發(fā)明的第二種方案中，2.3mm厚的熱帶鋼被冷軋成0.15mm厚度的帶鋼。在此情形中，采用了93.5%的較大的冷軋壓下量。
較大的冷軋壓下量會(huì)在退火后產(chǎn)生小晶粒和低劣的磁特性。
在本發(fā)明的第三種方案中，補(bǔ)充熱處理和二次冷軋?zhí)幚?，以將最終冷軋壓下量減少到20-50%。這種較低的冷軋壓下量可在再退火后產(chǎn)生較大的晶粒。
同本發(fā)明的第二種方案比較，在本發(fā)明的第三種方案中方案增加了再退火和二次冷軋過程。
這些過程能夠以較低的冷軋壓下量進(jìn)行二次冷軋，隨后繼續(xù)進(jìn)行再退火，從而能在再退火后產(chǎn)生較大晶粒的最終產(chǎn)品。
請(qǐng)注意，退火爐和氣氛相同于本發(fā)明第二種方案的退火爐和氣體氣氛。
實(shí)施例(1)組分通過下述方法使用包含表1所示組分的低碳鋁脫氧鋼生產(chǎn)出了內(nèi)屏蔽材料。
表1
(2)制造方法(酸洗)在熱硫酸中去除熱帶鋼銹皮。為了有助于去除銹皮，在酸洗線入口處使用銹皮清除器括去表面上的銹皮。
(冷軋)使用連續(xù)冷軋機(jī)將2.3mm厚的熱帶鋼冷軋成0.15mm的厚度。
使用棕櫚油作為冷軋潤(rùn)滑油，并在注意鋼的厚度、表面缺陷和形狀。
(清洗)為了去除冷軋潤(rùn)滑油，在例如原硅酸鈉溶液的電解液中對(duì)已冷軋的鋼板或鋼帶進(jìn)行電解脫脂。電解液的溫度為80℃-100℃。向電解液中添加表面活性劑以增強(qiáng)脫脂能力。
(表皮光軋)通過以大約0.5%冷軋壓下量的表皮光軋生長(zhǎng)具有不同表面粗糙度的鋼板或鋼帶。該結(jié)果列于表2和3中。
如同上述表2和表3所示，當(dāng)表面粗糙度在特定范圍中時(shí)，在鋼板或鋼帶彼此之間觀察不到退火中的粘結(jié)現(xiàn)象。
另一方面，在具有如表3所示較小表面粗糙度的鋼帶之間卻觀察到了粘結(jié)現(xiàn)象。
(鍍Ni)在以下條件下生產(chǎn)具有不同Ni鍍層厚度的若干試樣。
鍍Ni鍍液的組分NiSO4·6H2O 300g/lNiCl2·6H2o 45g/l硼酸40g/l表面活性劑0.5g/lpH4.3電流密度 5A/dm2電解液溫度55℃電量77庫侖(抗腐蝕性評(píng)價(jià))通過以下方法測(cè)定鍍Ni鋼帶的抗腐蝕性。該結(jié)果列于表2和3中。
通過以下步驟對(duì)試樣進(jìn)行初步處理以便進(jìn)一步對(duì)其抗腐蝕性能作出評(píng)價(jià)。用三氯乙烷清洗上述試樣，對(duì)它們進(jìn)行干燥和加熱處理(450℃，10分鐘)。在下述條件下進(jìn)行試驗(yàn)后的試樣表面上以目測(cè)觀察任何銹蝕現(xiàn)象。
濕度95%溫度90℃時(shí)間40小時(shí)試驗(yàn)設(shè)備恒溫-水壓調(diào)節(jié)器在表2和3中，◎表示具有較好骯腐蝕性的試樣，O表示具有與現(xiàn)有產(chǎn)品相同水平抗腐蝕性的試樣;而X表示具有較現(xiàn)有產(chǎn)品低劣抗腐蝕性的試樣。
已經(jīng)證明，所有按照本發(fā)明特定厚度范圍內(nèi)鍍敷Ni的試樣都顯示極好的抗腐性。
(退火)在620℃對(duì)試樣進(jìn)行6小時(shí)的箱式退火。所使用的氣體是5.5%H2和94.5%N2的混合氣體。
(磁特性評(píng)價(jià))通過簡(jiǎn)易鐵損方法(Hm＝10Oe)來評(píng)價(jià)退火后的磁特性。該結(jié)果列于表2和3中。
按照電工鋼板或鋼帶試驗(yàn)方法(JISC2550)，用簡(jiǎn)易鐵損法測(cè)定特性。
將4個(gè)10mm×100mm的試樣安置在試驗(yàn)架上。其中2個(gè)試樣平行于冷軋方向，而另外2個(gè)試樣垂直于冷軋方向。
測(cè)量B-H磁帶曲線以評(píng)價(jià)剩磁(Br)、矯頑力(Hc)和最大導(dǎo)磁率(μm)。在此情形中，使用RiKen電子有限公司的簡(jiǎn)易鐵損分析儀。
從表2和3可出，從實(shí)施例1到6的試樣都具有極好的磁特性。然而，對(duì)比例9到12的試樣的磁特性都是低劣的。
實(shí)施例7和8示于表4內(nèi)。
初次冷軋后的退火有助于在二次冷軋期間獲得較粗糙的表面。這可以完全防止鋼板或鋼帶在鍍Ni處理后的再退火期間彼此粘結(jié)。二次退火處理可改進(jìn)鋼板或鋼帶的磁特性。
在上述本發(fā)明中，因?yàn)樵诰哂刑囟ǚ秶鷥?nèi)的表面粗糙度的鋼板或鋼帶中觀察不到粘結(jié)現(xiàn)象，它們可被用作極好的內(nèi)屏蔽材料。
此外，在本發(fā)明中，由于鍍Ni鋼板或鋼帶具有極好的抗腐蝕性，因此可以省去彩色陰極射線管制造過程中所謂的黑化處理。因而，本發(fā)明能提供廉價(jià)的內(nèi)屏蔽材料。
此外，按照本發(fā)明生產(chǎn)的內(nèi)屏蔽材料具有極好的磁特性。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)屏蔽材料，它包括一種表面粗糙度為0.2-2.0μmRa的基底鋼板；在基底鋼板至少一面上的鎳-鐵擴(kuò)散層；以及在鎳-鐵擴(kuò)散層上的厚度為0.1-5.0μm的鎳層。
2.一種內(nèi)屏蔽材料的制造方法，該方法包括以下步驟汽軋一種鋁脫氧冷軋鋼板或鋼帶以形成0.2-2.0μmRa的表面粗糙度;在上述鋼板或鋼帶的至少一面上沉積厚度為0.1-5.0μm的鎳層;以及將上述經(jīng)過表面處理的鋼板或鋼帶進(jìn)行退火。
3.一種內(nèi)屏蔽材料的制造方法，該方法包括以下步驟冷軋一種鋁脫氧熱鋼板或鋼帶，在550℃-680℃將上述鋁脫氧冷軋鋼板或鋼帶退火，將已經(jīng)退火的冷軋鋼板或鋼帶再次冷軋成表面粗糙度為0.2-2.0μmRa的鋼板或鋼帶;在上述冷軋鋼板或鋼帶的至少一個(gè)側(cè)面上沉積厚度為0.1-5.0μm的鎳層;以及將上述經(jīng)過表面處理的冷軋鋼板或鋼帶進(jìn)行再退火。
全文摘要
本發(fā)明提供具有極好磁特性和防銹性能的內(nèi)屏蔽材料及其制造方法，該方法無需進(jìn)行常規(guī)的黑化處理。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供內(nèi)屏蔽材料的制造方法，該方法可使鋼板或鋼帶平滑地進(jìn)行鍍敷處理，并且可防止鍍Ni鋼板或鋼帶在退火過程中出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01J29/06GK1082763SQ93108538
公開日1994年2月23日 申請(qǐng)日期1993年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月16日
發(fā)明者野村義一郎, 湯蓋修 申請(qǐng)人:東洋鋼鈑株式會(huì)社