專利名稱：用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板、及其生產方法、蔭罩和彩色顯像管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制造供彩色顯像管(以下稱為CRT)使用的蔭罩的因瓦合金薄鋼板、其生產方法、由上述因瓦合金薄鋼板制成的蔭罩以及裝有上述蔭罩的彩色顯像管。更具體地講，本發明涉及一種用于蔭罩的薄鋼板，該蔭罩由在形成蔭罩的點孔(微小的光滑孔)時具有優越的腐蝕性的因瓦合金制成，涉及生產上述因瓦合金薄鋼板的方法、上述的蔭罩和裝有蔭罩的彩色顯像管。
現有技術作為供彩色顯像管使用的蔭罩的材料，采用由因瓦合金或鋁鎮靜鋼制成的薄鋼板。用于因瓦合金制成的蔭罩的薄板的生產過程為熔化因瓦合金，澆鑄熔化的因瓦合金，鍛造及熱軋上述合金，隨后進行酸洗和研磨除鱗，此后再進行冷軋和退火。利用光刻技術將由此得到的因瓦合金薄鋼板打出點孔，這樣可以生產平罩。平罩經過退火、壓力成型為所需形狀、黑化處理后，便可安裝到彩色顯像管內。
蔭罩可充當從電子槍發射出的電子束的陽極，也可用作可變光闌，此時它允許通過點孔的電子束被發射到鋪展在面板上的熒光敷層的點上。關于后一種作用，點孔直接影響彩色顯像管顯示的圖象的清晰度、不規則的顏色或不規則的亮度，因此它們對尺寸精度的要求非常高。點孔由小孔徑部分(以下稱為小孔)、大孔徑部分(以下稱為大孔)和連接孔部分構成(穿透孔，以下稱為Br Th孔)。其中小孔位于薄盤似的罩薄板的表面，面對陰極，即正對電子槍；大孔位于罩薄板的另一個表面，與面板相對；小孔與大孔二者在Br Th孔處相遇。Br Th孔能顯著影響電子束可變光闌的功能。
一般地，對于高清晰度的蔭罩而言，用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板的厚度為100～250μm，兩點孔的中心之間的間距約為250μm。Br Th孔直徑各約為120μm，它們應呈圓形而且直徑均一。此外，鑒于可變光闌這種功能，因瓦合金薄鋼板嚴格要求腐蝕表面具有平滑而均勻的表面粗糙度。由此，非常需要改善腐蝕特性，即這種用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板的腐蝕性。
作為改善因瓦合金薄鋼板腐蝕性的方法，在諸如日本專利公開號Hei-2-51973和公開的日本專利號Sho-61-190023中提出了一些技術，這些技術用于減少因瓦合金中不可避免的雜質，這些公開嚴格限制了諸如C、O和N這些不可避免的雜質的量。的確，對于用于形成蔭罩等的高精度腐蝕技術而言，提出的這些技術是非常關鍵的，但是僅減少不可避免的雜質并不能解決因瓦合金腐蝕性的所有問題。另外，作為改善因瓦合金金相組織的方法，在諸如公開的日本專利Hei-61-39343、日本專利公報Hei-2-9655和Hei-6-279946中提出了一些技術，這些技術嚴格控制晶粒尺寸或晶體取向。這些技術已是眾所周知而且對于改善因瓦合金的腐蝕性也是重要的。對于多晶體材料，晶粒越細，就晶體取向而言，在晶粒腐蝕率之間產生差異的機會會越小，從而能使腐蝕速率均勻一致。除此之外，因瓦合金具有面心立方晶格結構，它具有與奧氏體不銹鋼即鋼材領域中的不銹鋼合金相同的結構。眾所周知，面心立方晶格結構的材料，在沿高原子密度的諸如{111}面和{100}面進行腐蝕時要比其它面更均勻。
因此，對上述現有技術進行簡單的組合并不足以使作為高清晰度的蔭罩材料的因瓦合金的腐蝕性得到改善。除此之外，工業上生產這種具有精細晶粒組織和晶體取向的因瓦合金需要復雜的控制系統，該系統貫穿整個冷軋、退火等過程，它們構成了高成本的一個主要因素。今天，對于低成本的蔭罩的需求正日趨強烈。今后，人們將尋求高品位低成本的蔭罩和蔭罩材料。
本發明將要解決的問題本發明的目的在于提供工業上的經濟的因瓦合金薄鋼板，它可作為具有更好腐蝕性的蔭罩材料，提供生產上述因瓦合金薄鋼板的方法、因瓦合金制成的蔭罩和裝有上述蔭罩的彩色顯像管。
解決問題的方法權利要求書1所述的用于蔭罩材料的因瓦合金薄鋼板的基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，而且因瓦合金薄鋼板在其軋制表面具有60～80％的{110}織構比例。
權利要求書2所述的用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法，包括以下步驟先熱軋因瓦合金板坯，該板坯的基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，然后將熱加工后的因瓦合金板坯進行初次冷軋，其冷軋壓縮比不超過80％，接著在550℃或更高溫度下進行退火，隨后將其進行二次冷軋，其冷軋壓縮比不超過50％。
上述用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法中，初次冷軋壓縮比優選50～80％(如權利要求書3所述)，退火溫度可優選650～950℃(如權利要求書4所述)，二次冷軋壓縮比可優選0.05～40％(如權利要求書5所述)。
權利要求書6中所述的供彩色顯像管使用的蔭罩采用了上述因瓦合金薄鋼板。
權利要求書7所述的彩色顯像管裝有上述的蔭罩。
優選的實施方案首先，因瓦合金中的Ni含量限制為33～40％(重量)。因瓦合金中的Ni含量處于上述范圍時，因瓦合金的熱膨脹系數將顯著降低。這樣由該因瓦合金制成的蔭罩安裝在彩色顯像管上時，即使溫度變化，也不存在諸如圖象失真或顏色不規則等問題。相反，當Ni含量小于33％(重量)或高于40％(重量)時，因瓦合金的熱膨脹系數增大，于是產生諸如上述的圖象失真或顏色不規則等問題。當因瓦合金薄鋼板用于生產供彩色顯像管使用的蔭罩時，其技術問題在于如何改善因瓦合金的腐蝕性。然而，當優先考慮改善因瓦合金薄板的特性時，工業上生產蔭罩的條件變得苛刻，而且生產過程變得更復雜。因此在工業生產過程能夠得到因瓦合金在其軋制表面具有60％～80％的{110}織構的范圍內，有必要改善其腐蝕性。當{110}織構超過80％時，因瓦合金的腐蝕性提高得相當小。此時，反而將增大冷軋壓縮比，這樣就需反復軋制該因瓦合金，從而使冷軋的周期時間延長，延緩生產。此外，軋輥經常由于因瓦合金的加工硬化而遭到破壞，使得生產成本加大。除此之外，生產蔭罩的腐蝕系統最近已經有了顯著改進，而且可在高壓下噴射高溫腐蝕液。即，主要通過在因瓦合金的溶解反應中進行的所謂通過壓力噴射的“機械腐蝕”。因此，提供了生產蔭罩的更優越的腐蝕環境。所以，鑒于將生產蔭罩的價位降低到一定程度的要求，將因瓦合金的{100}織構比例限制到最高約為80％是有必要的。反之，當因瓦合金的{100}織構比例小于60％時，其腐蝕性降低，因此其下限定為60％。
根據上述觀點，下面來解釋具有60～80％的{100}織構比例的因瓦合金薄鋼板的生產方法。熔化的因瓦合金基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，將其澆鑄成鋼錠并鍛造，或采用連續澆鑄生產板坯，隨后熱加工成熱卷板坯，同時消除偏析。通過酸洗和研磨機研磨對板坯表面進行除鱗。此后，板坯經初次冷加工、退火和二次冷加工后成為薄鋼板。該一次冷軋通常通過用軋輥進行冷軋。對于因瓦合金的軋制面組織和冷軋過程的成本而言，壓縮比都是一個重要的因素。從本發明不同實驗的結果看，初次冷軋壓縮比優選為80％或小于此值，更優選50～80％。當壓縮比小于50％時，在軋制表面不可能獲得足夠的{100}織構比例，僅僅達到小于60％的所述面比例，低于所述{100}織構比例的下限。反之，甚至當壓縮比高于80％時，{100}織構的比例也沒有明顯增加。此時，不僅徒然增加了作用在軋制過程中的載荷，而且顯著加大了對軋輥的破壞。因此壓縮比的上限確定為80％。隨后在550℃或550℃以上溫度進行的退火，其目的是為了恢復軋制面組織并使其再結晶。該退火對{100}織構比例的改善有作用。當退火溫度低于550℃時，再結晶不可能達到所需程度而且{100}織構的比例將顯著減少。反之，當退火溫度高于950℃時，顯著加速了再結晶，而且晶粒變大，這會使因瓦合金薄板腐蝕性降低。因此，更優選的退火溫度為650～950℃。采用二次冷軋的目的在于通過因瓦合金的加工硬化來提高硬度和強度，這樣由退火得到的高比例的{100}織構能夠保持下來，而且能夠給予因瓦合金薄鋼板所需的硬度。因此，二次冷軋的壓縮比確定為50％或低于50％。當該壓縮比高于50％時，由退火得到的高比例的{100}織構會減少，從而喪失退火的效果。因此二次冷軋的壓縮比優選為50％或小于50％，而更優選0.05～40％。當壓縮比小于0.05％時，退火后和二次冷軋后的因瓦合金薄鋼板在硬度方面沒有差異，也就是說，此時二次冷軋對因瓦合金沒有顯著的影響。由此生產的因瓦合金薄鋼板沒有足夠的硬度和強度，這樣在腐蝕過程中由于鋼板扭曲或諸如此類的原因使得傳輸工件產生問題。一般地，因瓦合金要求的硬度為Hv(維氏硬度)130或高于此值，而本發明的因瓦合金薄鋼板的硬度為Hv130～250。
此外，由此獲得的用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板，通過X射線衍射法進行定量分析{100}織構比例。該分析方法包括兩步第一步確定{111}、{100}、{110}和{311}各織構的衍射強度，第二步通過以下給定的公式來計算{100}織構的比例{100}織構比例(％)＝100×{100}/[{111}+{100}+{110}+{311}](1)此處{111}、{100}、{110}和{311}代表各織構的相應的衍射強度。
此外，可采用腐蝕因子來定量分析因瓦合金薄鋼板的腐蝕性。確定腐蝕因子的方法包括腐蝕薄鋼板的一個側表面，然后計算腐蝕深度和側向腐蝕的比值。
腐蝕因子＝(腐蝕深度)/(側向腐蝕)(2)由上面公式(2)，相對于腐蝕深度(通過噴射腐蝕液得到在薄鋼板厚度方向的腐蝕長度)而言，小的側向腐蝕(薄板表面方向上的腐蝕長度)表明材料薄鋼板具有優越的腐蝕性，也就是說，腐蝕因子為高值；反之，大的側向腐蝕表明材料鋼板具有差的腐蝕性，即腐蝕因子為低值。
通過測定材料薄板的硬度進行對比，可以確定其力學性能。可利用帶有100克載荷的維氏硬度計來測定硬度。
實例下面將參照實例來更詳細地解釋本發明。因瓦合金薄鋼板含有表1給出的試樣A的成分，將該合金熔化、澆鑄、鍛造，然后進行均勻加熱處理、熱軋及酸洗，按這個順序來生產熱卷薄鋼板。表2分別給出了初次冷軋、退火和二次冷軋的生產規范。表3給出了生產出的材料薄板特性的測定結果。硬度用維氏硬度(Hv-100)表示。如果樣品薄板的硬度為Hv130或更高值，評價結果標記為“可能”。因為，一般而言，薄鋼板以帶鋼的形式穿過腐蝕作業線，因此如果薄鋼板的硬度達不到Hv130或比Hv130更高的值，通常薄鋼板是不能正常通過腐蝕作業線的。百分比為{100}織構的百分比，如果{100}織構的比例為50～80％，評價結果標記為“可能”。{100}織構的比例由上述的X射線衍射法確定。對于腐蝕因子，如果腐蝕因子的值為2.6或更高值，其評價結果標記為“可能”。在表3中，○代表“可能”，×代表“不可能”。表1因瓦合金薄鋼板試樣的成份

表2因瓦合金薄鋼板的生產規范

表3試樣性能的評價結果

<p>顯然，本發明1～6號因瓦合金試樣中的任何一種，其材料特性足以滿足各自的標準值，而其它7～10號因瓦合金對比例試樣至少不滿足硬度、百分比和腐蝕因子等特性之一的標準值。
發明的效果本發明用于蔭罩材料的因瓦合金薄鋼板的生產過程為按以下順序先熱加工合金板坯，該合金板坯的基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，然后將熱加工后的合金板坯進行初次冷軋，其冷軋壓縮比不超過80％，接著在550℃或更高溫度下進行退火，隨后再次冷軋，其冷軋壓縮比不超過50％。因此，可以經濟地生產本發明的具有優越腐蝕性的因瓦合金薄鋼板。彩色顯像管裝有上述因瓦合金薄鋼板材料制成的蔭罩時，幾乎不存在不規則的顏色和不規則的亮度，而且屏上顯示的圖象的清晰度相當好。碚
權利要求
1.用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料，其基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，上述因瓦合金薄鋼板在其軋制表面具有60～80％的{100}織構比例。
2.用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法，包括先熱加工因瓦合金板坯，該合金板坯的基本組成為33～40％Ni(重量)，其余為Fe，然后將熱加工后的合金板坯進行初次冷軋，其冷軋壓縮比不超過80％，接著在550℃或更高溫度下對其進行退火，隨后再次冷軋，其冷軋壓縮比不超過50％。
3.權利要求書2所述的用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法，其中初次冷軋中所述壓縮比為50～80％。
4.權利要求書2所述的用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法，其中所述的退火溫度為650～950℃。
5.權利要求書2所述的用于蔭罩的因瓦合金薄鋼板材料的生產方法，其中再次冷軋中所述壓縮比為0.05～40％。
6.供彩色顯像管使用的蔭罩，它由權利要求書1所述的因瓦合金薄鋼板材料制成。
7.彩色顯像管，其中安裝了權利要求書6所述的蔭罩。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種用于蔭罩、腐蝕性改善了的因瓦合金薄鋼板,提供生產上述因瓦合金薄鋼板的經濟方法、由該因瓦合金薄鋼板制成的蔭罩和裝有該蔭罩的彩色顯像管。先熱加工合金板坯,該合金板坯的基本組成為:33～40%Ni(重量),其余為Fe,然后將熱加工后的合金板坯進行初次冷軋,其冷軋壓縮比不超過80%,接著在550℃或更高溫度下進行退火,隨后再次冷軋,其冷軋壓縮比不超過50%,按這個順序可生產出具有60－80%的{100}織構比例的因瓦合金薄鋼板。
文檔編號C22C38/04GK1255168SQ98804965
公開日2000年5月31日 申請日期1998年5月8日 優先權日1997年5月9日
發明者井手恒幸, 岡山浩直, 池永啟昭, 重政進, 田原泰夫, 佐藤臺三, 池田章 申請人:東洋鋼鈑株式會社