專利名稱：蔭罩材料、其制造方法、蔭罩及顯像管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作顯像管蔭罩材料的冷軋帶鋼、制造這種冷軋帶鋼的方法以及用這種冷軋帶鋼制成的蔭罩和帶有該蔭罩的顯像管。
通過(guò)這樣的方法制成的冷軋帶鋼在經(jīng)過(guò)光蝕刻、退火、沖壓和烘烤后被安裝在顯像管中。除非原含于冷軋帶鋼中的碳在上述工序中被充分除去，否則將引起不適當(dāng)?shù)奈g刻和不正確的沖壓加工。因此，脫碳和退火后碳的含量應(yīng)該小于或等于0.0015重量％并最好是等于或小于0.0008重量％。
至于用于利用包括上述蝕刻和沖壓加工步驟的方法制成的蔭罩的冷軋帶鋼，需要蝕刻性能和沖壓加工性能比過(guò)去更穩(wěn)定，這是因?yàn)橐箫@像管產(chǎn)生高圖象質(zhì)量并提高其清晰度。日本專利文獻(xiàn)特開昭56-139624、特開平2-61209、特開平8-269627分別描述了一種解決這樣問(wèn)題的方法。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，盡管描述了鋼成分和退火條件，但仍不足以提供穩(wěn)定的蝕刻性能和沖壓加工性能來(lái)滿足近年來(lái)對(duì)蔭罩材料的要求如高圖象質(zhì)量及其清晰度。
本發(fā)明的一個(gè)目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)并提供一種具有在一卷中均勻蝕刻的特性和沖壓加工特性的且裝于顯像管中的蔭罩材料。
本發(fā)明的蔭罩材料的特征是，它含有等于或小于0.0008重量％的碳；等于或小于0.03重量％的硅；0.1重量％-0.5重量％的錳；等于或小于0.02重量％的磷；等于或小于0.02重量％的硫；0.01重量％-0.07重量％的鋁；等于或小于0.0030重量％的氮；滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)。
一種制造蔭罩材料的方法，所述蔭罩材料由具有以下特征的帶鋼制得，所述帶鋼含有等于或小于0.0030重量％的氮、滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中帶鋼在熱終軋溫度高于Ar3，卷取溫度為540℃-680℃下進(jìn)行熱軋并且在酸洗后進(jìn)行冷軋，隨后帶鋼在連續(xù)退火步驟中進(jìn)行退火以便將殘余碳含量控制在等于或小于0.0008重量％。
一種制造蔭罩材料的方法，所述蔭罩材料由具有以下特征的帶鋼制得，所述帶鋼含有等于或小于0.0008重量％的碳；等于或小于0.03重量％的硅；0.1重量％-0.5重量％的錳；等于或小于0.02重量％的磷；等于或小于0.02重量％的硫；0.01-0.07重量％的鋁；等于或小于0.0030重量％的氮；滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中帶鋼在熱終軋溫度高于Ar3，卷取溫度為540℃-680℃下進(jìn)行熱軋并且在酸洗后進(jìn)行冷軋，隨后帶鋼在連續(xù)退火步驟中進(jìn)行退火以便將殘余碳含量控制在等于或小于0.0008重量％。
本發(fā)明的蔭罩的特點(diǎn)是，它含有上述蔭罩材料。本發(fā)明的顯像管的特點(diǎn)是，它包括上述蔭罩。
圖面簡(jiǎn)介

圖1是表示蝕刻特性與硼量和氮量不等式的關(guān)系的曲線圖。
發(fā)明的實(shí)施方式至于熱軋帶鋼的化學(xué)成分，優(yōu)選以下化學(xué)成分。即，帶鋼含有等于或小于0.0030重量％的氮；滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式的硼；余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)。
N≤.0030重量％鋼中的氮形成了氮化鋁。另一方面，固溶氮降低了鋼的時(shí)效效果。因此，氮量最好盡可能低。為了作為蔭罩材料保持沖壓加工性能，需要氮量明顯低并且最好其上限為0.0030重量％并更好地為0.0020重量％。
B5ppm≤B-11/14×N≤30ppm鋼中的硼在薄帶鋼中使晶粒均勻，從而可以作為蔭罩材料獲得出色的蝕刻特性。尤其是，硼對(duì)近年來(lái)使用的0.1毫米-0.2毫米超薄蔭罩有很大影響。
最好有效地將硼加入鋼中，以便固定固溶氮。另一方面，如果硼量過(guò)高，則晶粒極細(xì)并且其磁性受到不利影響。因此，硼量最好在預(yù)定范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，硼量滿足上述不等式。如果氮硼含量分別在上述范圍內(nèi)，則可以如圖1所示地獲得出色的蝕刻性能。此外在本發(fā)明中，最好作為適用于超薄蔭罩材料的0.08-0.2毫米厚帶鋼控制熱軋帶鋼具有以下化學(xué)成分。
即，碳含量等于或小于0.0030重量％，硅含量等于或小于0.03重量％，錳含量為0.1重量％-0.5重量％，磷含量小于或等于0.02重量％，硫含量小于或等于0.02重量％，鋁含量為0.01重量％-0.07重量％。以下將說(shuō)明上述百分比的原因。
C≤0.0030重量％熱軋帶鋼中的碳量受連續(xù)退火脫碳的影響很大。如果碳含量超過(guò)0.0030重量％，則不能在連續(xù)退火步驟中充分脫碳。為了制造出其碳含量≤0.0008重量％的蔭罩材料，必須提高退火溫度并延長(zhǎng)退火時(shí)間。因此，生產(chǎn)成本將增加并且生產(chǎn)率將降低。其上限最好0.0030重量％并優(yōu)選地為0.0020重量％。
Si≤0.03重量％蔭罩材料所含的硅是防止蔭罩材料在顯像管制作的黑化處理中變黑的元素。盡管其含量最好盡可能地低，但作為鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼，硅是不可避免的元素。其上限最好為0.03重量％并優(yōu)選地為0.02重量％。
Mn0.1重量％-0.5重量％在熱軋鋼中，在熱軋工序中需要錳來(lái)防止作為雜質(zhì)硅的變得紅熱硬脆。在本發(fā)明的蔭罩材料超薄的情況下，材料容易在冷軋步驟中開裂。因此，最好加入定量的錳。錳含量最好等于或大于0.1重量％并優(yōu)選地等于或大于0.2重量％并更好地是大于或等于0.25重量％。另一方面，錳含量的上限最好為0.5重量％并優(yōu)選地為0.4重量％并更好地是0.35重量％，這是因?yàn)?，如果含量超過(guò)0.6重量％，則加工性能受損。
P≤0.02重量％在蔭罩材料中，磷縮小了晶粒的尺寸，從而磁性變差。磷含量最好盡可能低。尤其是，在本發(fā)明的超薄蔭罩材料的情況下，磷嚴(yán)重地產(chǎn)生了有害影響。磷含量最好等于或小于0.02重量％。
S≤0.02重量％在熱軋鋼中，硫是不可避免的元素和雜質(zhì)，從而使鋼紅熱硬脆。迫切要求硫含量盡可能地低。尤其是，在本發(fā)明的超薄蔭罩材料的情況下，材料容易在冷軋時(shí)開裂。因此，最好盡可能多地避免硫。為了避免上述現(xiàn)象，上限最好為0.02重量％并優(yōu)選為0.015重量％并更好地是0.01重量％。
Al0.01-0.07重量％在制造熱軋帶鋼的步驟中，鋁作為脫氧劑被加入鋼水中并隨后作為爐渣被除去。除非鋁添加量充分，否則不可能獲得一定的脫氧效果。最好肯定地加入鋁以便在熱軋和退火時(shí)形成氮化鋁并通過(guò)固定氮而防止固溶氮時(shí)效。尤其是，在本發(fā)明的超薄蔭罩材料的情況下，材料容易因含有象氧這樣的雜質(zhì)而在冷軋時(shí)開裂。因此，需要盡可能多地添加鋁。其下限最好為0.01重量％并優(yōu)選地為0.02重量％。另一方面，即使鋁含量超過(guò)0.07重量％，上述效果也不能明顯改變。這樣的殘余鋁引起了再結(jié)晶溫度的提高并增加了夾雜量。其上限最好為0.07重量％并優(yōu)選地為0.05重量％并更好地是0.04重量％。
余量鐵和不影響蝕刻性能和沖壓加工性能的不可避免的元素是沒(méi)有限制的。
以下說(shuō)明制造本發(fā)明的超薄蔭罩材料的方法。盡管在本發(fā)明中沒(méi)有限制坯料加熱溫度和熱軋條件，但坯料加熱溫度最好超過(guò)1100℃以保持熱軋溫度，這是因?yàn)?，如果坯料加熱溫度低?100℃，則熱軋性能變差。另一方面，如果坯料加熱溫度過(guò)高，則促進(jìn)氮化物溶解并且由變成固溶體。坯料加熱溫度最好低于1220℃。
如果熱終軋溫度等于或低于Ar3，則晶粒混合并且在熱軋帶鋼的結(jié)晶組織中變大，從而蝕刻性能和沖壓加工性能變差。熱軋終軋溫度最好高于Ar3。
在熱軋步驟中，從沿卷材縱向和寬度方向的熱軋帶鋼質(zhì)量穩(wěn)定性的角度出發(fā)，卷取溫度的下限最好為540℃。另一方面，如果卷取溫度超過(guò)680℃，則除鱗性能降低。卷取溫度最好為540℃-680℃。
(酸洗，第一冷軋步驟)酸洗和第一冷軋步驟可以是正常條件。為了有效地對(duì)本發(fā)明的超薄蔭罩材料進(jìn)行脫碳和退火，第一冷軋后的帶鋼厚度最好等于或小于0.6毫米并優(yōu)選地小于或等于0.5毫米。
(連續(xù)退火步驟)連續(xù)退火步驟是本發(fā)明的一個(gè)重要步驟。連續(xù)退火步驟最好在這樣的條件下進(jìn)行，其中帶鋼溫度等于或大于750℃，均熱時(shí)間等于或大于60秒，退火氣氛中氫含量為0-75％，其余為氮?dú)獠⑶衣饵c(diǎn)為-30℃至70℃。
(退火溫度)退火溫度影響脫碳效果和蝕刻性能。如果退火溫度低于750℃，則脫碳費(fèi)時(shí)間。除了降低生產(chǎn)率外，退火后的再結(jié)晶組織變得不均勻，從而不能獲得均勻的蝕刻性能。因此，退火溫度最好等于或大于750℃。
(退火時(shí)間)退火時(shí)間最好等于或大于60秒。如果退火時(shí)間短于60秒，則對(duì)超薄蔭罩材料的脫碳不充分，從而碳含量不能降低到等于或小于0.0008％的目標(biāo)水平。盡管不需更設(shè)定上限，但從生產(chǎn)率和避免粗晶的角度出發(fā)，退火時(shí)間最好等于或短于120秒。
(連續(xù)退火氣氛中的氫密度和露點(diǎn))如果連續(xù)退火氣氛中的氫氣含量能保持在等于或小于70％，則超薄蔭罩材料中的碳含量可以被降低到等于或小于0.0008％。即便氫氣含量超過(guò)70％，脫碳時(shí)間也沒(méi)有變化，而加工成本增加了。氫氣含量的上限最好為70％。在露點(diǎn)為-30℃至70℃的情況下，超薄蔭罩材料中的碳含量等于或小于0.0008％。
(退火后的二次冷軋)退火后的二次冷軋的壓下率最好為41％-90％，以產(chǎn)生超薄蔭罩材料所需的強(qiáng)度。如果壓下量等于或小于400％，則不能獲得所需強(qiáng)度。如果壓下量等于或超過(guò)91％，則軋制步驟數(shù)量增加并降低了生產(chǎn)率。因比，上限最好為90％。通過(guò)二次冷軋，超薄蔭罩材料的成品厚度變?yōu)?.1-0.2毫米。
實(shí)施例以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。具有表1所示化學(xué)成分的帶鋼經(jīng)過(guò)熱軋而被制成2.3毫米厚的熱軋帶鋼。在酸洗后，帶鋼被冷軋成0.3毫米厚的冷軋帶鋼。在連續(xù)退火步驟中，在各種條件下進(jìn)行脫碳退火。表2列出了退火條件以及與各實(shí)施例有關(guān)的退火后的碳含量。此外，通過(guò)冷軋制成0.1毫米厚的超薄蔭罩材料。
表1

表2

以下，說(shuō)明用上述材料制成的蔭罩。水溶性酪蛋白光刻膠被涂覆在蔭罩材料的兩個(gè)表面上。隨后，涂在兩面上的干燥光刻膠通過(guò)一對(duì)其上繪制有凹凸圖形的干燥板被壓出圖紋。在壓紋后，進(jìn)行曝光處理、薄膜硬化處理和烘烤處理。隨后，氯化鐵溶液(溶液溫度60℃，比重48°Be)作為蝕刻溶液被噴涂到壓紋光刻膠兩個(gè)表面上，從而蝕刻蔭罩材料。在蝕刻后，用堿溶液清洗帶鋼以便剝落光刻膠。最后，通過(guò)清理和干燥來(lái)加工蔭罩。蝕刻性能的評(píng)估結(jié)果列于圖1中。在圖1中，垂直軸線表示蝕刻性能，水平軸線表示硼量與氮量之間的關(guān)系。從圖1中判斷出，在硼量與氮量之間的關(guān)系滿足不等式5ppm≤B-11/14×N≤30ppm的情況下，可以獲得出色的蝕刻性能。
在圖1中，根據(jù)蝕刻孔并分三個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)蝕刻性能。
評(píng)價(jià)點(diǎn)3——良好從蝕刻面來(lái)看，槽孔形狀沒(méi)有任何實(shí)用問(wèn)題；評(píng)價(jià)點(diǎn)2——中等從蝕刻面來(lái)看，槽孔形狀有點(diǎn)兒不平；評(píng)價(jià)點(diǎn)1——差從蝕刻面來(lái)看，槽孔形狀變形了。
以下，說(shuō)明本發(fā)明的蔭罩被固定在框上的條件。本發(fā)明的蔭罩在施加拉力的同時(shí)被固定在框上。盡管可以考慮使用各種將蔭罩固定在框上的方法，但焊接法是最佳的已知方法。首先，當(dāng)框架的上、下框條的中心部被迫向內(nèi)彎時(shí)，將蔭罩固定在框上。隨后，彎曲的上下框架部分別恢復(fù)到原來(lái)的位置(解除壓力)，從而可以沿上、下方向?qū)κa罩施加拉力。
當(dāng)蔭罩如上所述被固定在框上時(shí)，最好施加其沿右左方向的拉力大小小于沿上下方向的拉力的大小。在本發(fā)明的顯像管中，最好沿上下方向施加強(qiáng)大的拉力。除了在上下方向上的拉力外，在右左方向上施加拉力。因此，蔭罩可以通過(guò)沿上下方向施加拉力防止褶皺。但是，如果沿右左方向?qū)κa罩施加很大的拉力，則成型于蔭罩上的槽孔會(huì)變形。本發(fā)明的工業(yè)實(shí)用性除非碳被充分地除去，否則蝕刻在制造蔭罩的蝕刻步驟中變得不均勻。由此一來(lái)，蝕刻孔形狀沒(méi)有變得均勻，表面不平度變大。除非碳含量等于或小于0.0008重量％，否則不可能獲得足夠高的蝕刻性能。如果碳含量太高，則蔭罩材料變硬并且在沖壓加工步驟中降低了形狀固定性能。因此，碳含量應(yīng)該較低。
如圖1所示，硼可以固定氮并防止氮出現(xiàn)由時(shí)效固溶氮引起的拉伸應(yīng)變并使再結(jié)晶晶粒變得均勻。為了穩(wěn)定蝕刻性能，需要將所需的硼加入材料中。但是，如果硼的添加量過(guò)高，則大晶粒變得極細(xì)，從而降低了高品質(zhì)和磁性。
權(quán)利要求
1.一種蔭罩材料，它含有等于或小于0.0030重量％的氮、滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種蔭罩材料，它含有等于或小于0.0008重量％的碳；等于或小于0.03重量％的硅；0.1重量％-0.5重量％的錳；等于或小于0.02重量％的磷；等于或小于0.02重量％的硫；0.01重量％-0.07重量％的鋁；等于或小于0.0030重量％的氮；滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種制造蔭罩材料的方法，該蔭罩材料由具有以下特征的帶鋼制得，所述帶鋼含有等于或小于0.0030重量％的氮、滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中帶鋼在熱終軋溫度高于Ar3，卷取溫度為540℃-680℃下進(jìn)行熱軋并且在酸洗后進(jìn)行冷軋，隨后帶鋼在連續(xù)退火步驟中進(jìn)行退火以便將殘余碳含量控制在等于或小于0.0008重量％。
4.一種制造蔭罩材料的方法，該蔭罩材料由具有以下特征的帶鋼制得，所述帶鋼含有等于或小于0.0008重量％的碳；等于或小于0.03重量％的硅；0.1重量％-0.5重量％的錳；等于或小于0.02重量％的磷；等于或小于0.02重量％的硫；0.01重量％-0.07重量％的鋁；等于或小于0.0030重量％的氮；滿足5ppm≤B-11/14×N≤30ppm不等式關(guān)系的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中帶鋼在熱終軋溫度高于Ar3，卷取溫度為540℃-680℃下進(jìn)行熱軋并且在酸洗后進(jìn)行冷軋，隨后帶鋼在連續(xù)退火步驟中進(jìn)行退火以便將殘余碳含量控制在等于或小于0.0008重量％。
5.一種用如權(quán)利要求1或2所述材料制成的蔭罩。
6.一種具有如權(quán)利要求5所述蔭罩的顯像管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有以下成分的蔭罩材料:等于或小于0.0008重量%的碳;等于或小于0.03重量%的硅;0.1重量%－0.5重量%的錳;等于或小于0.02重量%的磷;等于或小于0.02重量%的硫;0.01重量%－0.07重量%的鋁;等于或小于0.0030重量%的氮;滿足5ppm≤B－11/14×N≤30ppm不等式的硼以及余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì),一種該材料制造方法,一種利用該材料(冷軋帶鋼)制成的蔭罩,一種配備有蔭罩的圖象接收管。所述材料具有出色的蝕刻性能以及出色的沖壓加工性能,所述蝕刻性能在同一卷中是均勻的。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1343263SQ00804868
公開日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2000年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者佐藤臺(tái)三, 上田利行, 青木晉一 申請(qǐng)人:東洋鋼鈑株式會(huì)社