JP2004043832A - カラー受像管用磁気シールド用素材、その製造方法、カラー受像管用磁気シールド材およびカラー受像管 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材、その製造方法、、カラー受像管用磁気シールド材およびカラー受像管を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ： ０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる低炭素鋼板からなるカラー受像管用磁気シールド用素材。
【選択図】 なし
【解決手段】Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ： ０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる低炭素鋼板からなるカラー受像管用磁気シールド用素材。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管用の磁気シールド用素材に関し、優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビなどのカラー受像管は基本的に電子銃と電子ビームを映像に換える蛍光面から構成されており、さらに受像管内部は、電子ビームが地磁気により移動されることを緩和するために、磁気シールド材で被覆されている。
この磁気シールド材の素材として用いられる鋼板においては、地磁気ドリフト量が小さいことなどの磁気的特性に加えて、折り曲げ加工などの成形加工性が良好であること、加工前、あるいは加工された磁気シールド材を搬送する際、あるいは、被加工材を積み重ねる際に変形を生じない程度のハンドリング強度を有していることなどの機械的特性が必要とされている。
【０００３】
地磁気ドリフト量が小さくなるような素材は、従来の考えは、磁壁の移動を阻害する鋼中の炭素、窒素を極少にし、結晶粒径大にする必要があった。本発明は、さらに、Ａｌ添加量を低減させ、ＡｌＮの析出を低減させ、結晶粒の粗大化を図った。または、Ａｌを多く添加した場合は、ＡｌよりＮとの親和力の高いＢを添加させることで、結晶粒の粗大化を図った。これはＡｌＮより、ＢＮの方が、析出物サイズが大きいが、析出個数が少ないため、ＡｌＮによる結晶粒の細粒化を抑制できる効果を利用したものである。
また、ユーザーの用途によっては、鋼板の圧延方向に対する磁気の異方性が望まれることがあり、この場合、焼鈍中の架張を大きく、また、調質圧延を施す。以上、望まれる特性の定義とその範囲を示す。 鋼板は磁化されやすい特性を有することが望まれ、そのパラメータとして、残留磁束密度（以下、Ｂｒで示す、単位：Ｔ）と保磁力（以下、Ｈｃで示す、単位：Ａ／ｍ）の比：Ｂｒ／Ｈｃ（単位：Ｔ・ｍ／Ａ）を６．０以上、望ましくは、１０．０以上とすることが望ましい。
また、インナーシールドが、展張力タイプのシャドウマスクともに使用される場合は、鋼板の圧延方向と直角方向に磁気の異方性が大きいことがより望ましく、そのパラメータとして、磁気異方性は、 磁気異方性＝（圧延平行方向での残留磁束密度（Ｂｒ平行）／保磁力（Ｈｃ平行））／（圧延直角方向での残留磁束密度（Ｂｒ直角）／保磁力（Ｈｃ直角））、または、この逆数で、いずれかの大きな値
と定義し、この磁気異方性が、１．３以上、望ましくは、１．５以上であることがより望ましい。また、加工性、ハンドリング強度の点からは、鋼中の炭素、窒素を減少させ結晶粒径を大にすると、鋼板の強度が低下し、折り曲げ加工などの成形加工性は向上するが、鋼板や折り曲げ加工を施された被加工材を搬送する際に、軽度の衝撃により凹凸を生じたり、あるいは、被加工材を積み重ねた際に重みにより被加工材が変形したりしやすくなる。上記の相反する優れた磁気特性と優れたハンドリング強度を同時に満足させる必要があり、その点から、機械強度（抗張力：以下、ＴＳでしめす）は２５０〜５００ＭＰａであることである。
【０００４】
従来、磁気シールド特性を有する材料としては、優れたハンドリング強度を有し、かつ軟磁性の珪素鋼板、または、極低炭素鋼板があるが、前者はカラー受像管に必要とされる黒化処理が困難であるために使用された例がない。また、後者は結晶粒が粗大であり、磁気シールド特性には優れているが、十分なハンドリング強度を有するものは得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上、望ましくは、１０．０以上を有し、かつ、磁気異方性が１．３以上と優れた磁気特性である。これらいずれかの磁気特性が優れているかは、ブラウン管のユーザーにより、異なる。さらに、ＴＳ＝２５０〜５００ＭＰａと優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材を提供することを課題としている。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
請求項１記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とする。
請求項２記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とする。
請求項３記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とする。請求項４記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とする。
請求項５に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項６に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。請求項７に記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項８に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項９に記載のカラー受像管用磁気シールド材は、請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド用素材を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材である。
請求項１０に記載のカラー受像管用磁気シールド材は、請求項５乃至８のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材である。
請求項１１に記載のカラー受像管は、請求項９乃至１０のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド材を用いて作製したカラー受像管である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、極低炭素鋼を冷間圧延し、請求項１の成分系の場合、６７０℃以上、請求項２の成分系の場合は、７００℃以上の温度で連続焼鈍し、必要により、調質圧延を施し、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上、望ましくは、１０．０以上を有し、かつ、磁気異方性が１．３以上、望ましくは、１．５以上と優れた磁気特性であり、さらに、Ｔ．Ｓ．：２５０〜５００ＭＰａと優れたハンドリング強度の優れたカラー受像管用の磁気シールド用素材が得られることが判明した。
【０００８】
以下、本発明を実施例により、詳細に説明する。
本発明のカラー受像管用の磁気シールド用素材に用いる極低炭素鋼としては、真空脱ガス法を用いて脱炭し、および、脱窒を行い、熱延および連続焼鈍の工程で、結晶粒度ＡＳＴＭ Ｎｏ．５．０〜７．５になるように請求項１の鋼成分の場合は、６７０℃以上、、請求項２の鋼成分の場合は７００℃以上で焼鈍する。また、鋼板に優れた磁気異方性を持たせるために、連続焼鈍中は鋼板を９Ｎ／ｍｍ２以上の張力で架張した方が望ましい。
さらに、鋼中に微細分散している過度の炭化物および窒化物は磁壁の移動を妨げ磁気特性を劣化させるので、鋼中に含まれる元素を予め限定し、これらを極力減少させる必要がある。以下に、本発明の磁気シールド用素材に用いる鋼中に添加される元素、およびその添加量の限定理由について説明する。
【０００９】
Ｃに関しては、冷延鋼板中のＣ量が多いと炭化物が増加し、磁壁の移動を阻害され、また結晶粒の成長が妨げられ保磁力を低くすることが困難となるために、上限を０．０１０重量％以下とする。
Ｍｎに関しては、Ｂを含まない場合は０．２１重量％未満にする。０．２１重量％以上の場合は、磁気異方性が大きくなり有益だが、Ｂｒ／Ｈｃを劣化させるので好ましくない。
一方、Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合、０．４０重量％以下にする。０．４０重量％を超えると、磁気異方性が大きくなり有益だが、Ｂｒ／Ｈｃを劣化させるので好ましくない。
Ｓｉに関しては、添加量が増加するほどＢｒ／Ｈｃが大きくなるが、めっきを施さない場合、黒化処理を行わねばならず、Ｓｉが黒化に悪影響を及ぼすため、添加量は０．０３０重量％とする。
Ｐに関しては、添加量が増加するほど、機械強度が増加し、好まれるが、過度に添加された場合、加工時に割れを起こす。したがって、本発明では、添加量は１．０重量％以下、望ましくは０．０３０重量％以下とする。
Ｓに関しては、熱間圧延時の割れにつながることから、添加量は０．０３０重量％以下、望ましくは、０．０１５重量％以下とする。
Ａｌに関しては、製鋼時の脱酸剤として使用、また、鋼中の固溶Ｎと反応し、窒化物（ＡｌＮ）となり、固溶Ｎを低減する。本発明では、Ｎが固溶し、結晶粒の微細化を防ぐこと、また、その固溶Ｎが、インナー加工時の耐ハンドリング強度アップにもつながる。
Ｂを含まない場合、結晶の微細化のためには、Ａｌ添加量は少ない方が良く、０．００５重量％以下とし、下限は不可逆的に混入される量とする。Ａｌ添加量が０．００５重量％を超えると、ＡｌＮが多量に析出し、結晶粒を微細化し、その結果、Ｂｒ／Ｈｃを小さくする。
一方Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合、ＢがＮと親和力が強く、ＡｌＮの析出が抑制されるため、Ａｌ添加量は比較的多く含有しても良く、磁気特性に著しく悪影響を及ぼさず、０．０１０重量％以下とし、下限は０．００１重量％以上とする。Ａｌ添加量が０．０１０重量％を超えると、ＡｌＮが多量に析出し、結晶粒を微細化し、その結果、Ｂｒ／Ｈｃを小さくする。Ａｌ添加量が０．００１重量％未満では、脱酸の効果がほとんどなく好ましくない。
Ｎに関しては、本発明の磁気シールド用素材としてアルミキルド鋼を用いた場合に、Ｎは鋼中の固溶Ａｌと反応して微細なＡｌＮを形成し磁気特性を劣化させる。したがって、Ｎ添加量は、０．００７０重量％以下、望ましくは、０．００３０重量％以下とする。
Ｂに関しては、添加する場合、０．００１〜０．００３重量％の範囲が好ましい。０．００１重量％未満では、窒化物形成の効果あるいはストレッチャ−ストレインを抑制する効果が小さく、０．００３重量％を超えると、この効果が飽和するので経済的でない。
【００１０】
次に、磁気シールド用素材としての薄鋼板の製造工程について説明する。
まず、真空溶解、あるいは真空脱ガス法を用いて溶製された、上記の化学成分を含有するスラブを８８０〜９００℃程度のγ域の仕上げ温度で、熱間圧延し、５５０〜６５０℃で巻き取る。ただし、結晶粒をさらに大きくしたい場合は、８５０℃以下のα域圧延を行うことも可能で、ここでは熱延の条件は特に限定しない。
この極低炭素熱延鋼帯は酸洗で、熱間圧延工程で生じた酸化皮膜を除去した後に、次に、７０％以上の冷間圧延を施し、０．１０〜０．３０ｍｍの板厚とする。連続焼鈍は、磁気異方性を重要視する場合、鋼板に９Ｎ／ｍｍ２以上の架張を加えながら行った方が望ましい。その際の、焼鈍温度は必要とされる強度に応じて、Ｂを含まない場合は、６７０℃以上、Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合は、７００℃以上の温度で２０秒以上の連続焼鈍を実施することが好ましい。これ以下では、再結晶が不十分のため、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上を得られない。上限の温度は、二次結晶による結晶粒の異常生長が起こらない範囲範囲内で有れば良く、約８３０℃である。時間もこの異常生長が起こらない範囲内であればよい。
また、一定の表面粗さＲａが必要な場合、または、Ｂｒ／Ｈｃより、磁気異方性の方を重視する場合には、焼鈍後に、調質圧延工程で伸び率５％以下の調質圧延を行い、一定の表面粗さＲａを付与することができる。表面粗さＲａ（ＪＩＳＢ ０６０１）として、０．１〜１．２μｍの範囲が良い。より好ましくは、０．２〜０．８μｍの範囲が良い。０．１μｍ未満では、黒化を行う場合、重ねて黒化焼鈍しても密着が生じやすい。また、１．２μｍより大きいと、黒化を行う際に、黒化ムラが生じやすくなるためである。
【００１１】
一般的には、シャドーマスクおよびインナーシールドはブラウン管内でのヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の発生を抑制、および、電子銃の輻射率を向上させるために、あらかじめ、ビスタイト（ＦｅＯ）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を多く生成させる黒化処理を施す。ここでは、この黒化処理を省略するため、上記の焼鈍を施した後、または、焼鈍後に調質圧延を行った後に、鋼板を電解脱脂、酸洗し、電解クロム酸処理（Ｃｒめっき）あるいはＮｉめっきを施す。電解クロム酸処理の場合、下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物からなる皮膜ができる。電解クロム酸処理層あるいはＮｉめっき層が表層に形成することで、ブラウン管内でのインナーシールドの酸化が抑制され、高真空度を保つことができる。このため、Ｃｒめっき量の範囲は、下層には金属クロム量がＣｒとして１０〜３００ｍｇ／ｍ２、上層にはクロム水和酸化物がＣｒとして１〜４０ｍｇ／ｍ２であることが好ましい。Ｎｉめっきの厚み範囲は、０．１〜３μｍが好ましい。また、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層は、このＮｉめっき厚みの範囲を有する鋼板に熱処理により作製したもので良く、熱処理より表層にＮｉが残留しても良い。Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成するための熱処理は、連続焼鈍前にＮｉめっきを行い、その後、これらの焼鈍により行っても良い。また、Ｎｉめっき後、再結晶しない温度範囲内で熱処理により、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成しても良い。
【００１２】
【実施例】
実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例）
表１に本発明の製造条件を示し、それぞれの機械特性、および、磁気特性を表２に示す。表には示さないが、実施例１〜３及び比較例１〜３と比較例７については、最表層に、Ｎｉめっきを約０．３μｍ施し、実施例６〜７及び比較例４については、最表層に下層に金属クロム約１００ｍｇ／ｍ２、上層にクロム水和酸化物をクロムとして約２０ｍｇ／ｍ２有する電解クロム酸処理を行った。実施例５については、冷間圧延後に、Ｎｉめっきを施し、その後の連続焼鈍でＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成した。実施例４、実施例８については表層に表面処理を施さなかった。
【００１３】
【表１】
【００１４】
また、機械特性は、ＪＩＳ５号試験片を使って、引張試験にて、引張強度で評価した。磁気特性は、インナーシールド加工後に、４５０℃、１０分にて、焼鈍を施した後、エプスタイン法（１次捲線及び２次捲線を施し、外部磁場をかけて測定する方法、評価は７９６Ａ／ｍの磁界をかけた）にて、保磁力Ｈｃを評価した。
【００１５】
【表２】
【００１６】
磁気異方性については、圧延平行方向での残留磁束密度をＢｒ平行、圧延平行方向での保磁力をＨｃ平行、圧延直角方向での残留磁束密度をＢｒ直角、圧延直角方向での保磁力をＨｃ直角としてそれぞれ表した場合、（Ｂｒ平行／Ｈｃ平行）／（Ｂｒ直角／Ｈｃ直角）、または、この逆数のうち、いずれか大きな値で示した。この磁気異方性は１．３以上あることがより望ましい。表２では、機械特性は○は特性が優れていることを示す。磁気特性は、×は使用できず、○は磁気特性が良好であり、◎は磁気特性が特に優れていることを示す。総合評価において、×、△は実用上使用できない。○は実用上使用できる。
【００１７】
表２に示すように、本発明の磁気シールド用素材はＢｒ／Ｈｃは６．０（Ｔ・ｍ／Ａ）以上、望ましくは、１０．０以上ある。また、磁気異方性も１．３以上、望ましくは、１．５以上ある。そして、上記の磁気特性に加えて、機械特性もＴＳ２５０〜５００ＭＰａであり、カラー受像管用の磁気シールド用素材に適していることがわかる。また、調質圧延を施さない素材は特にＢｒ／Ｈｃが高く、優れており、調質圧延を５％以下の伸び率で行った場合は、特に磁気異方性に優れている。これに対し、比較例１〜９は十分な磁気シールド特性（Ｂｒ／Ｈｃ）が得られない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の磁気シールド用素材は、その優れた磁気特性と引張強度の点から、カラー受像管用の磁気シールド材として適用可能である。 また、本発明の磁気シールド用素材は、インナーシールド材とシャドウマスク材の間に介在して、両者をパネルに固着させるためのフレーム材としても適用可能である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管用の磁気シールド用素材に関し、優れた内部磁気シールド特性を有するとともに、優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビなどのカラー受像管は基本的に電子銃と電子ビームを映像に換える蛍光面から構成されており、さらに受像管内部は、電子ビームが地磁気により移動されることを緩和するために、磁気シールド材で被覆されている。
この磁気シールド材の素材として用いられる鋼板においては、地磁気ドリフト量が小さいことなどの磁気的特性に加えて、折り曲げ加工などの成形加工性が良好であること、加工前、あるいは加工された磁気シールド材を搬送する際、あるいは、被加工材を積み重ねる際に変形を生じない程度のハンドリング強度を有していることなどの機械的特性が必要とされている。
【０００３】
地磁気ドリフト量が小さくなるような素材は、従来の考えは、磁壁の移動を阻害する鋼中の炭素、窒素を極少にし、結晶粒径大にする必要があった。本発明は、さらに、Ａｌ添加量を低減させ、ＡｌＮの析出を低減させ、結晶粒の粗大化を図った。または、Ａｌを多く添加した場合は、ＡｌよりＮとの親和力の高いＢを添加させることで、結晶粒の粗大化を図った。これはＡｌＮより、ＢＮの方が、析出物サイズが大きいが、析出個数が少ないため、ＡｌＮによる結晶粒の細粒化を抑制できる効果を利用したものである。
また、ユーザーの用途によっては、鋼板の圧延方向に対する磁気の異方性が望まれることがあり、この場合、焼鈍中の架張を大きく、また、調質圧延を施す。以上、望まれる特性の定義とその範囲を示す。 鋼板は磁化されやすい特性を有することが望まれ、そのパラメータとして、残留磁束密度（以下、Ｂｒで示す、単位：Ｔ）と保磁力（以下、Ｈｃで示す、単位：Ａ／ｍ）の比：Ｂｒ／Ｈｃ（単位：Ｔ・ｍ／Ａ）を６．０以上、望ましくは、１０．０以上とすることが望ましい。
また、インナーシールドが、展張力タイプのシャドウマスクともに使用される場合は、鋼板の圧延方向と直角方向に磁気の異方性が大きいことがより望ましく、そのパラメータとして、磁気異方性は、 磁気異方性＝（圧延平行方向での残留磁束密度（Ｂｒ平行）／保磁力（Ｈｃ平行））／（圧延直角方向での残留磁束密度（Ｂｒ直角）／保磁力（Ｈｃ直角））、または、この逆数で、いずれかの大きな値
と定義し、この磁気異方性が、１．３以上、望ましくは、１．５以上であることがより望ましい。また、加工性、ハンドリング強度の点からは、鋼中の炭素、窒素を減少させ結晶粒径を大にすると、鋼板の強度が低下し、折り曲げ加工などの成形加工性は向上するが、鋼板や折り曲げ加工を施された被加工材を搬送する際に、軽度の衝撃により凹凸を生じたり、あるいは、被加工材を積み重ねた際に重みにより被加工材が変形したりしやすくなる。上記の相反する優れた磁気特性と優れたハンドリング強度を同時に満足させる必要があり、その点から、機械強度（抗張力：以下、ＴＳでしめす）は２５０〜５００ＭＰａであることである。
【０００４】
従来、磁気シールド特性を有する材料としては、優れたハンドリング強度を有し、かつ軟磁性の珪素鋼板、または、極低炭素鋼板があるが、前者はカラー受像管に必要とされる黒化処理が困難であるために使用された例がない。また、後者は結晶粒が粗大であり、磁気シールド特性には優れているが、十分なハンドリング強度を有するものは得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上、望ましくは、１０．０以上を有し、かつ、磁気異方性が１．３以上と優れた磁気特性である。これらいずれかの磁気特性が優れているかは、ブラウン管のユーザーにより、異なる。さらに、ＴＳ＝２５０〜５００ＭＰａと優れたハンドリング強度を有するカラー受像管用の磁気シールド用素材を提供することを課題としている。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
請求項１記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とする。
請求項２記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とする。
請求項３記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とする。請求項４記載のカラー受像管用磁気シールド用素材は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とする。
請求項５に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項６に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。請求項７に記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項８に記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法は、Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とする。
請求項９に記載のカラー受像管用磁気シールド材は、請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド用素材を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材である。
請求項１０に記載のカラー受像管用磁気シールド材は、請求項５乃至８のいずれかに記載のカラー受像管用の磁気シールド用素材の製造方法を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材である。
請求項１１に記載のカラー受像管は、請求項９乃至１０のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド材を用いて作製したカラー受像管である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、極低炭素鋼を冷間圧延し、請求項１の成分系の場合、６７０℃以上、請求項２の成分系の場合は、７００℃以上の温度で連続焼鈍し、必要により、調質圧延を施し、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上、望ましくは、１０．０以上を有し、かつ、磁気異方性が１．３以上、望ましくは、１．５以上と優れた磁気特性であり、さらに、Ｔ．Ｓ．：２５０〜５００ＭＰａと優れたハンドリング強度の優れたカラー受像管用の磁気シールド用素材が得られることが判明した。
【０００８】
以下、本発明を実施例により、詳細に説明する。
本発明のカラー受像管用の磁気シールド用素材に用いる極低炭素鋼としては、真空脱ガス法を用いて脱炭し、および、脱窒を行い、熱延および連続焼鈍の工程で、結晶粒度ＡＳＴＭ Ｎｏ．５．０〜７．５になるように請求項１の鋼成分の場合は、６７０℃以上、、請求項２の鋼成分の場合は７００℃以上で焼鈍する。また、鋼板に優れた磁気異方性を持たせるために、連続焼鈍中は鋼板を９Ｎ／ｍｍ２以上の張力で架張した方が望ましい。
さらに、鋼中に微細分散している過度の炭化物および窒化物は磁壁の移動を妨げ磁気特性を劣化させるので、鋼中に含まれる元素を予め限定し、これらを極力減少させる必要がある。以下に、本発明の磁気シールド用素材に用いる鋼中に添加される元素、およびその添加量の限定理由について説明する。
【０００９】
Ｃに関しては、冷延鋼板中のＣ量が多いと炭化物が増加し、磁壁の移動を阻害され、また結晶粒の成長が妨げられ保磁力を低くすることが困難となるために、上限を０．０１０重量％以下とする。
Ｍｎに関しては、Ｂを含まない場合は０．２１重量％未満にする。０．２１重量％以上の場合は、磁気異方性が大きくなり有益だが、Ｂｒ／Ｈｃを劣化させるので好ましくない。
一方、Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合、０．４０重量％以下にする。０．４０重量％を超えると、磁気異方性が大きくなり有益だが、Ｂｒ／Ｈｃを劣化させるので好ましくない。
Ｓｉに関しては、添加量が増加するほどＢｒ／Ｈｃが大きくなるが、めっきを施さない場合、黒化処理を行わねばならず、Ｓｉが黒化に悪影響を及ぼすため、添加量は０．０３０重量％とする。
Ｐに関しては、添加量が増加するほど、機械強度が増加し、好まれるが、過度に添加された場合、加工時に割れを起こす。したがって、本発明では、添加量は１．０重量％以下、望ましくは０．０３０重量％以下とする。
Ｓに関しては、熱間圧延時の割れにつながることから、添加量は０．０３０重量％以下、望ましくは、０．０１５重量％以下とする。
Ａｌに関しては、製鋼時の脱酸剤として使用、また、鋼中の固溶Ｎと反応し、窒化物（ＡｌＮ）となり、固溶Ｎを低減する。本発明では、Ｎが固溶し、結晶粒の微細化を防ぐこと、また、その固溶Ｎが、インナー加工時の耐ハンドリング強度アップにもつながる。
Ｂを含まない場合、結晶の微細化のためには、Ａｌ添加量は少ない方が良く、０．００５重量％以下とし、下限は不可逆的に混入される量とする。Ａｌ添加量が０．００５重量％を超えると、ＡｌＮが多量に析出し、結晶粒を微細化し、その結果、Ｂｒ／Ｈｃを小さくする。
一方Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合、ＢがＮと親和力が強く、ＡｌＮの析出が抑制されるため、Ａｌ添加量は比較的多く含有しても良く、磁気特性に著しく悪影響を及ぼさず、０．０１０重量％以下とし、下限は０．００１重量％以上とする。Ａｌ添加量が０．０１０重量％を超えると、ＡｌＮが多量に析出し、結晶粒を微細化し、その結果、Ｂｒ／Ｈｃを小さくする。Ａｌ添加量が０．００１重量％未満では、脱酸の効果がほとんどなく好ましくない。
Ｎに関しては、本発明の磁気シールド用素材としてアルミキルド鋼を用いた場合に、Ｎは鋼中の固溶Ａｌと反応して微細なＡｌＮを形成し磁気特性を劣化させる。したがって、Ｎ添加量は、０．００７０重量％以下、望ましくは、０．００３０重量％以下とする。
Ｂに関しては、添加する場合、０．００１〜０．００３重量％の範囲が好ましい。０．００１重量％未満では、窒化物形成の効果あるいはストレッチャ−ストレインを抑制する効果が小さく、０．００３重量％を超えると、この効果が飽和するので経済的でない。
【００１０】
次に、磁気シールド用素材としての薄鋼板の製造工程について説明する。
まず、真空溶解、あるいは真空脱ガス法を用いて溶製された、上記の化学成分を含有するスラブを８８０〜９００℃程度のγ域の仕上げ温度で、熱間圧延し、５５０〜６５０℃で巻き取る。ただし、結晶粒をさらに大きくしたい場合は、８５０℃以下のα域圧延を行うことも可能で、ここでは熱延の条件は特に限定しない。
この極低炭素熱延鋼帯は酸洗で、熱間圧延工程で生じた酸化皮膜を除去した後に、次に、７０％以上の冷間圧延を施し、０．１０〜０．３０ｍｍの板厚とする。連続焼鈍は、磁気異方性を重要視する場合、鋼板に９Ｎ／ｍｍ２以上の架張を加えながら行った方が望ましい。その際の、焼鈍温度は必要とされる強度に応じて、Ｂを含まない場合は、６７０℃以上、Ｂを０．００１〜０．００３重量％含んだ場合は、７００℃以上の温度で２０秒以上の連続焼鈍を実施することが好ましい。これ以下では、再結晶が不十分のため、Ｂｒ／Ｈｃが６．０以上を得られない。上限の温度は、二次結晶による結晶粒の異常生長が起こらない範囲範囲内で有れば良く、約８３０℃である。時間もこの異常生長が起こらない範囲内であればよい。
また、一定の表面粗さＲａが必要な場合、または、Ｂｒ／Ｈｃより、磁気異方性の方を重視する場合には、焼鈍後に、調質圧延工程で伸び率５％以下の調質圧延を行い、一定の表面粗さＲａを付与することができる。表面粗さＲａ（ＪＩＳＢ ０６０１）として、０．１〜１．２μｍの範囲が良い。より好ましくは、０．２〜０．８μｍの範囲が良い。０．１μｍ未満では、黒化を行う場合、重ねて黒化焼鈍しても密着が生じやすい。また、１．２μｍより大きいと、黒化を行う際に、黒化ムラが生じやすくなるためである。
【００１１】
一般的には、シャドーマスクおよびインナーシールドはブラウン管内でのヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の発生を抑制、および、電子銃の輻射率を向上させるために、あらかじめ、ビスタイト（ＦｅＯ）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を多く生成させる黒化処理を施す。ここでは、この黒化処理を省略するため、上記の焼鈍を施した後、または、焼鈍後に調質圧延を行った後に、鋼板を電解脱脂、酸洗し、電解クロム酸処理（Ｃｒめっき）あるいはＮｉめっきを施す。電解クロム酸処理の場合、下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物からなる皮膜ができる。電解クロム酸処理層あるいはＮｉめっき層が表層に形成することで、ブラウン管内でのインナーシールドの酸化が抑制され、高真空度を保つことができる。このため、Ｃｒめっき量の範囲は、下層には金属クロム量がＣｒとして１０〜３００ｍｇ／ｍ２、上層にはクロム水和酸化物がＣｒとして１〜４０ｍｇ／ｍ２であることが好ましい。Ｎｉめっきの厚み範囲は、０．１〜３μｍが好ましい。また、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層は、このＮｉめっき厚みの範囲を有する鋼板に熱処理により作製したもので良く、熱処理より表層にＮｉが残留しても良い。Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成するための熱処理は、連続焼鈍前にＮｉめっきを行い、その後、これらの焼鈍により行っても良い。また、Ｎｉめっき後、再結晶しない温度範囲内で熱処理により、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成しても良い。
【００１２】
【実施例】
実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例）
表１に本発明の製造条件を示し、それぞれの機械特性、および、磁気特性を表２に示す。表には示さないが、実施例１〜３及び比較例１〜３と比較例７については、最表層に、Ｎｉめっきを約０．３μｍ施し、実施例６〜７及び比較例４については、最表層に下層に金属クロム約１００ｍｇ／ｍ２、上層にクロム水和酸化物をクロムとして約２０ｍｇ／ｍ２有する電解クロム酸処理を行った。実施例５については、冷間圧延後に、Ｎｉめっきを施し、その後の連続焼鈍でＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成した。実施例４、実施例８については表層に表面処理を施さなかった。
【００１３】
【表１】
また、機械特性は、ＪＩＳ５号試験片を使って、引張試験にて、引張強度で評価した。磁気特性は、インナーシールド加工後に、４５０℃、１０分にて、焼鈍を施した後、エプスタイン法（１次捲線及び２次捲線を施し、外部磁場をかけて測定する方法、評価は７９６Ａ／ｍの磁界をかけた）にて、保磁力Ｈｃを評価した。
【００１５】
【表２】
磁気異方性については、圧延平行方向での残留磁束密度をＢｒ平行、圧延平行方向での保磁力をＨｃ平行、圧延直角方向での残留磁束密度をＢｒ直角、圧延直角方向での保磁力をＨｃ直角としてそれぞれ表した場合、（Ｂｒ平行／Ｈｃ平行）／（Ｂｒ直角／Ｈｃ直角）、または、この逆数のうち、いずれか大きな値で示した。この磁気異方性は１．３以上あることがより望ましい。表２では、機械特性は○は特性が優れていることを示す。磁気特性は、×は使用できず、○は磁気特性が良好であり、◎は磁気特性が特に優れていることを示す。総合評価において、×、△は実用上使用できない。○は実用上使用できる。
【００１７】
表２に示すように、本発明の磁気シールド用素材はＢｒ／Ｈｃは６．０（Ｔ・ｍ／Ａ）以上、望ましくは、１０．０以上ある。また、磁気異方性も１．３以上、望ましくは、１．５以上ある。そして、上記の磁気特性に加えて、機械特性もＴＳ２５０〜５００ＭＰａであり、カラー受像管用の磁気シールド用素材に適していることがわかる。また、調質圧延を施さない素材は特にＢｒ／Ｈｃが高く、優れており、調質圧延を５％以下の伸び率で行った場合は、特に磁気異方性に優れている。これに対し、比較例１〜９は十分な磁気シールド特性（Ｂｒ／Ｈｃ）が得られない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の磁気シールド用素材は、その優れた磁気特性と引張強度の点から、カラー受像管用の磁気シールド材として適用可能である。 また、本発明の磁気シールド用素材は、インナーシールド材とシャドウマスク材の間に介在して、両者をパネルに固着させるためのフレーム材としても適用可能である。
Claims (11)
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板からなることを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板の表面に、Ｃｒめっき層、Ｎｉめっき層あるいはＦｅ−Ｎｉ拡散層を有することを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で、連続焼鈍を行った後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．２１重量％未満、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．００５重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板鋼板に、冷間圧延を施し、６７０℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法。
- Ｃ：０．０１０重量％以下、Ｓｉ：０．０３重量％以下、Ｍｎ：０．４０重量％以下、Ｐ：１．０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％以下、Ａｌ：０．０１０重量％以下、Ｎ：０．００７重量％以下、Ｂ：０．００１〜０．００３重量％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物の鋼板に、冷間圧延を施し、７００℃以上の温度で連続焼鈍を行い、伸び率５％以下の調質圧延を施した後、ＣｒめっきあるいはＮｉめっきを施すことを特徴とするカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド用素材を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材
- 請求項５乃至８のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド用素材の製造方法を用いて作製したカラー受像管用磁気シールド材
- 請求項９乃至１０のいずれかに記載のカラー受像管用磁気シールド材を用いて作製したカラー受像管
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| JP2007277699A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-10-25 | Jfe Steel Kk | 鋼板およびその製造方法 |
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