專利名稱：彩色顯象管的蔭柵材料、其制造方法、蔭柵及彩色顯象管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色顯象管的蔭柵材料、其制造方法、蔭柵和加入這種蔭柵的彩色顯象管。確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有出色的抗拉強(qiáng)度和高溫蠕變強(qiáng)度以及出色的磁性能的彩色顯象管的蔭柵材料、其制造方法、蔭柵材料及裝入這種蔭柵的彩色顯象管。
此外，當(dāng)進(jìn)行熱處理以便在焊接到框架上后發(fā)黑時(shí)，在低于鋼再結(jié)晶溫度的455℃下進(jìn)行約15分鐘的短暫熱處理，以便在保持發(fā)黑后使構(gòu)成蔭柵的每條帶都處于無(wú)松弛的張力狀態(tài)下。但是，在黑化熱處理中，回復(fù)是不可避免的，回復(fù)導(dǎo)致了條帶伸長(zhǎng)，這造成帶材脫開(kāi)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(qiáng)度并且要求在進(jìn)行455℃×15分鐘的黑化熱處理的情況下不導(dǎo)致伸長(zhǎng)，即要求它具有這樣的蠕變強(qiáng)度，即當(dāng)施加30kgf/mm2的拉伸應(yīng)力時(shí)的延伸率不超過(guò)0.3％。
彩色顯象管包括電子槍和把電子束轉(zhuǎn)換成視頻圖像的熒光屏，彩顯管的內(nèi)部涂覆著用于防止電子束因地球磁性而偏轉(zhuǎn)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(jīng)在要求一種具有高殘余磁通密度(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余磁通密度與矯頑力(Br/Hc)之比。但是，在承受強(qiáng)烈加工以獲得高屈服強(qiáng)度的并且低于再結(jié)晶溫度地進(jìn)行黑化熱處理的低碳鋼片中，殘余磁通密度低到不足8千高斯(kG)并且矯頑力高達(dá)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(qiáng)度的方法包括利用碳或氮的固溶強(qiáng)化方法，但隨著鋼中的碳和氮的數(shù)量增加，氮化物或碳化物增加了對(duì)磁壁運(yùn)動(dòng)的阻礙，從而有損于磁性能。此外，提高蠕變強(qiáng)度的方法包括碳化物等在鋼中沉淀，但大多數(shù)沉淀物具有微米級(jí)的大晶粒尺寸并且干擾了磁壁移動(dòng)，由此極大地?fù)p害了磁性能，從而這樣的方法沒(méi)有被用作制造當(dāng)前的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法。
本發(fā)明的目的是提供一種具有出色的抗拉強(qiáng)度和高溫蠕變性能以及比現(xiàn)有材料更出色的磁性能的彩色顯象管所用的蔭柵材料、其制造方法、蔭柵和彩色顯象管。
為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明人已經(jīng)提出了一種添加了銅和磷(日本專利中請(qǐng)?zhí)?6929/1997)的低碳合金鋼片。技術(shù)內(nèi)容是，通過(guò)沉淀納米級(jí)的細(xì)銅相(ε相)并且同時(shí)通過(guò)添加磷利用磷的固溶強(qiáng)化而使蔭柵材料獲得高強(qiáng)度和高蠕變強(qiáng)度。由于沉淀的銅晶粒極其細(xì)小，所以它們幾乎不阻礙磁壁運(yùn)動(dòng)，因而磁性能受損程度極低。由于磷是固溶于鐵中，所以，它不太影響磁性能，由此獲得了具有高強(qiáng)度和高磁性能的蔭柵材料。本發(fā)明還想要在上現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善蠕變強(qiáng)度。
本發(fā)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(fā)明的用于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(fā)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(fā)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(fā)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(dāng)材料在承受30kgf/mm2的應(yīng)力的情況下保持在455℃達(dá)15分鐘時(shí)，本發(fā)明的用于彩色顯象管的蔭柵材料具有不超過(guò)0.3％的延伸率。
當(dāng)本發(fā)明的蔭柵在被裝入到彩色顯象管中后并在承受30kgf/mm2的應(yīng)力的情況下保持在455℃達(dá)15分鐘時(shí)，本發(fā)明的蔭柵具有不超過(guò)0.6％的延伸率。
本發(fā)明的彩色顯象管用蔭柵材料作為其磁性能具有不小于1.8的殘余磁通密度(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(fā)明的彩色顯象管所用的蔭柵材料具有不小于2.0的殘余磁通密度(Br)與矯頑力(Hc)之比(Br/Hc)。
一種制造本發(fā)明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行在300℃-800℃溫區(qū)內(nèi)的沉淀處理，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。
一種制造本發(fā)明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行300℃-800℃的沉淀處理，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。
一種制造本發(fā)明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行500℃-900℃的中間退火并接著進(jìn)行二次冷軋并隨后進(jìn)行300℃-750℃的沉淀處理，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。
一種制造本發(fā)明的彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行500℃-900℃的中間退火并接著進(jìn)行二次冷軋并隨后進(jìn)行300℃-750℃的沉淀處理，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(fā)明的最佳實(shí)施方式本發(fā)明人已經(jīng)在未審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)219396/1998中提出了這樣的技術(shù)，即當(dāng)納米級(jí)的細(xì)銅相(ε相)通過(guò)時(shí)效處理而沉淀于加銅超低碳鋼中并且同時(shí)通過(guò)添加磷而利用了磷的固溶強(qiáng)化時(shí)，可以通過(guò)時(shí)效處理獲得高蠕變強(qiáng)度和Br(kG)/Hc(Oe)至少為2.5的出色磁性。在本發(fā)明中，可以不明顯使磁性能變差地通過(guò)除上述低碳合金鋼的合金成分外添加鉻和/或鉬來(lái)改善蠕變強(qiáng)度。
以下將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)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(guò)利用真空脫氣方法進(jìn)行脫碳和脫氮以減少鋼中的碳化物和氮化物，并在熱軋或熱軋及后續(xù)的連續(xù)退火工序中促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大。此外，由于彌散于鋼中的氮化物和碳化物阻礙了磁壁運(yùn)動(dòng)并由此有損于磁性，所以必須事先限制鋼中的這些元素并且盡可能地減少它們。首先，說(shuō)明要加入本發(fā)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(guān)于銅，如以上所提出的那樣，當(dāng)添加量增加時(shí)，在時(shí)效處理中的ε相的沉淀量增加，從而大大提高了屈服強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。由于ε相包含納米級(jí)的細(xì)小沉淀物，所以它不妨礙磁壁運(yùn)動(dòng)，因而幾乎不使磁性能變差，這不同于微米級(jí)的沉淀物。因此，當(dāng)銅的添加量增大時(shí)，屈服強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度可以提高而沒(méi)有使磁性變差。但當(dāng)添加量小于0.05重量％時(shí)，不能獲得充分的增加強(qiáng)度的效果。另一方面，當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，沉淀物增加而使磁性變差，因此，添加量最好不超過(guò)2.5％。
至于磷，如上所述地通過(guò)固溶強(qiáng)化來(lái)有效提高強(qiáng)度并且可以在利用添加銅的時(shí)效沉淀的基礎(chǔ)上的強(qiáng)化的同時(shí)利用磷的固溶強(qiáng)化，以便通過(guò)添加磷而極大地提高抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。已經(jīng)可以在添加了至少0.001重量％的情況下獲得足夠的強(qiáng)度，但是當(dāng)添加量超過(guò)0.4重量％時(shí)，出現(xiàn)了因偏析而造成的混晶，因此，添加量被限定為不超過(guò)0.4重量％。
至于鉻，由于鉻固溶于鋼中而通過(guò)固溶提高了鋼的強(qiáng)度并極大地提高了抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，因此，可以在利用磷的固溶強(qiáng)化的同時(shí)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(qiáng)度的充分效果，但當(dāng)添加量超過(guò)0.5重量％時(shí)，會(huì)形成碳化物，因此，添加量被限定為不超過(guò)0.5重量％。
至于鉬，鉬象鉻一樣地固溶于鋼中，從而產(chǎn)生了鋼的固溶強(qiáng)化效果并且極大地提高了抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。在添加量至少為0.01重量％的情況下，可以獲得提高強(qiáng)度的充分效果，但當(dāng)添加量超過(guò)0.5重量％時(shí)，會(huì)形成碳化物，因此，添加量被限定為不超過(guò)0.5重量％。
至于鉻和鉬，即使分別單獨(dú)添加它們，仍可期望獲得充分的固溶強(qiáng)化改善效果，當(dāng)同時(shí)添加它們時(shí)，可以獲得協(xié)同效果，并且在添加量至少為0.01重量％的情況下，可以獲得足夠高的強(qiáng)度。但由于碳化物的形成隨著添加量超過(guò)0.5重量％而增加，所以添加量被限定為不超過(guò)0.5重量％。
至于碳，當(dāng)碳含量高時(shí)，增加了碳化物，從而阻礙了磁壁運(yùn)動(dòng)并妨礙了晶粒長(zhǎng)大，這導(dǎo)致了磁性變差。由于會(huì)形成碳化物的元素是分別是本發(fā)明的主要元素的鉻、鉬和鐵，所以碳含量最好盡可能地低。因而，碳含量的上限被限制為0.01重量％。下限盡可能地低，只要在實(shí)踐中可以通過(guò)真空脫氣處理減少它就行。
至于錳，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(lái)防止熱脆性，但是其添加量最好盡可能低，以便改善磁性，其添加量被限定為不超過(guò)0.5重量％。
由于硅有損于發(fā)黑層的緊密粘附性，所以添加量被限定為不超過(guò)0.3重量％。從晶粒長(zhǎng)大的角度出發(fā)，硫最好盡可能地少，優(yōu)選不超過(guò)0.05重量％的添加量。此外，由于氮與鉻、鉬和錳化合而形成了氮化物并有損于磁性，所以其含量最好不超過(guò)0.05重量％。
接著，說(shuō)明作為本發(fā)明彩色顯象管所用蔭柵材料用的薄鋼片的制造方法。
在熱軋含有上述化學(xué)成分的且通過(guò)真空熔煉或真空脫氣法制備的超低碳鋼后，對(duì)其進(jìn)行酸洗以便除去在熱軋中形成的氧化皮。隨后，將其冷軋成0.035毫米-0.2毫米厚的片材。接著，在300℃-800℃下對(duì)其進(jìn)行1分鐘-20小時(shí)的時(shí)效處理。由于再結(jié)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(shí)效處理上限的800℃左右進(jìn)行時(shí)效處理，但考慮到沉淀量和銅沉淀物的晶粒大小，最好在450℃-700℃下進(jìn)行時(shí)效處理。當(dāng)時(shí)效溫度低于300℃時(shí)，ε相沒(méi)有充分沉淀出來(lái)，由此無(wú)法獲得所需的抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)超過(guò)800℃地進(jìn)行時(shí)效時(shí)，這產(chǎn)生了其中ε相再次固溶于鋼中并由此降低了抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度的過(guò)時(shí)效。對(duì)于時(shí)效處理來(lái)說(shuō)，可以采用任意的箱式退火爐或連續(xù)退火爐，這取決于加熱溫度和加熱時(shí)間。
此外，作為另一個(gè)實(shí)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(jìn)行500℃-900℃的中間退火以便調(diào)節(jié)晶粒尺寸，隨后二次冷軋成0.035毫米-0.2毫米的成品厚度，接著進(jìn)行上述的時(shí)效處理。當(dāng)退火溫度低于500℃時(shí)，軟化不充分，當(dāng)在二次冷軋后進(jìn)行時(shí)效處理時(shí)，抗拉強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度急劇提高。另一方面，當(dāng)退火溫度超過(guò)900℃時(shí)，即使在二次冷軋后進(jìn)行上述的時(shí)效處理，也不能獲得理想的抗拉強(qiáng)度。
通過(guò)真空脫氣熔煉其化學(xué)成分列于表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。在酸洗熱軋板后，它們被冷軋成0.1毫米厚和0.3毫米厚的兩種冷軋板。隨后，直接對(duì)0.1毫米厚的冷軋板進(jìn)行時(shí)效處理，而對(duì)0.3毫米厚的冷軋板進(jìn)行中間退火。對(duì)于由此獲得的試樣來(lái)說(shuō)，在10奧斯特的磁場(chǎng)中并利用簡(jiǎn)易類(lèi)型的Epstein磁測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量殘余磁通密度和矯頑力，以便決定Br(kG)/Hc(Oe)。利用蠕變測(cè)量?jī)x(Tokai Seisakusho制造)并通過(guò)在大氣中施加30kgf/mm2的應(yīng)力地測(cè)量蠕變強(qiáng)度，測(cè)量并評(píng)估在大氣中保持455℃達(dá)15分鐘后的延伸率(％)。表2表示中間退火和時(shí)效處理的條件以及試樣性能。
表1試樣的化學(xué)成分(鋼片)

注意余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)表2中間退火條件和沉淀處理?xiàng)l件及試樣性能

如表2所示，本發(fā)明的蔭柵材料和蔭柵具有出色的性能。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的蔭柵材料和蔭柵可以通過(guò)添加銅地對(duì)超低碳鋼進(jìn)行時(shí)效處理而沉淀出納米級(jí)的細(xì)小銅相(ε相)或者還添加磷地同時(shí)利用磷固溶強(qiáng)化而確保高蠕變強(qiáng)度并且可以產(chǎn)生Br/Hc(kG/Oe)不小于1.8的出色磁性，本發(fā)明的蔭柵材料和蔭柵可以通過(guò)添加鉻和/或鉬且沒(méi)有明顯使磁性變差地具有出色的抗拉強(qiáng)度和高溫蠕變性能。
權(quán)利要求
1.一種用于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。
2.一種用于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。
3.一種用于彩色顯象管的蔭柵，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。
4.一種用于彩色顯象管的蔭柵，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。
5.一種裝有用于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。
6.一種裝有用于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(quán)利要求1或2所述的彩色顯象管所用蔭柵的材料，其特征在于，當(dāng)該材料在承受30kgf/mm2的應(yīng)力的情況下保持455℃達(dá)15分鐘時(shí)，延伸率不超過(guò)0.3％。
8.如權(quán)利要求3或4所述的蔭柵，其特征在于，當(dāng)蔭柵在被裝入到彩色顯象管中后并在承受30kgf/mm2的應(yīng)力的情況下保持455℃達(dá)15分鐘時(shí)，延伸率不超過(guò)0.6％。
9.如權(quán)利要求1或2所述的彩色顯象管所用的蔭柵材料，其特征在于，作為磁性能的殘余磁通密度(Br)和矯頑力(Hc)之比即Br/Hc值不小于1.8。
10.如權(quán)利要求3或4所述的蔭柵，其特征在于，被裝入彩色顯象管中的蔭柵的磁性能作為殘余磁通密度(Br)與矯頑力(Hc)之比即Br/Hc值不小于2.0。
11.一種制造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行在300℃-800℃溫區(qū)內(nèi)的沉淀處理，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。
12.一種制造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行300℃-800℃的沉淀處理，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。
13.一種制造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行500℃-900℃的中間退火并接著進(jìn)行二次冷軋并隨后進(jìn)行300℃-750℃的沉淀處理，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。
14.一種制造彩色顯象管所用蔭柵材料的方法，其中對(duì)含有以下成分的熱軋低碳合金鋼帶進(jìn)行冷軋并隨后進(jìn)行500℃-900℃的中間退火并接著進(jìn)行二次冷軋并隨后進(jìn)行300℃-750℃的沉淀處理，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(fā)明提供具有出色的抗拉強(qiáng)度和高溫蠕變性能及優(yōu)于現(xiàn)有材料的磁性能的彩色顯象管用蔭柵材料、其制造方法、蔭柵和彩色顯象管。彩色顯象管用蔭柵材料的特點(diǎn)是,它由具有以下成分的低碳合金鋼片構(gòu)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。制造彩色顯象管用蔭柵材料的方法的特點(diǎn)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,隨后在300℃－800℃溫區(qū)內(nèi)沉淀處理帶鋼。
文檔編號(hào)C22C38/42GK1353773SQ00808359
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月31日
發(fā)明者井手恒幸, 宮崎孝彥, 重政進(jìn), 田原泰夫 申請(qǐng)人:東洋鋼鈑株式會(huì)社