專利名稱：電子槍電極用鐵－鉻－鎳系合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于要求非磁性的電子槍電極用合金，特別是關(guān)于為了提高深沖加工的沖壓性的Fe—Cr—Ni系電子槍電極用合金。
在彩色陰極射線顯象管等中使用的電子槍的電極，一般說來，是將板厚0．05mm～0．5mm左右、是非磁性不銹鋼的Fe—Cr—Ni系合金材料利用沖壓加工，深沖加工成規(guī)定形狀來制造。為了提高這種深沖性，特別為了容易進(jìn)行去毛邊成形(開圓孔后將孔的周圍進(jìn)行像圓筒那樣的突出加工)，已提出了研究軋制加工率或退火條件的技術(shù)(特願(yuàn)平6—257253)。另外，在為了提高沖壓生產(chǎn)性而要使用容易脫脂的低粘度油的沖壓成形中，通過規(guī)定表面粗糙度中的中心線平均粗糙度和最大粗糙度，提高沖壓加工性的技術(shù)(特願(yuàn)平8—205453)或在去毛邊加工中，發(fā)現(xiàn)了沖孔加工時(shí)的毛邊的殘留與去毛邊裂紋有關(guān)，為了確保沖孔性，在含有某種程度硫之后通過控制微量成分，提高深沖性的技術(shù)(特願(yuàn)平9—283039)也已提出。
但是，近年來由于計(jì)算機(jī)用陰極射線顯象管中的高精細(xì)化和高亮度化的進(jìn)展，對電子槍的聚焦特性的要求也更嚴(yán)格。為此，不用說要求電極透鏡直徑變大、而且是能夠加工成高精度的材料，也要求能適應(yīng)沖壓加工速度的提高，但以往的材料，因?yàn)樵谏顩_面發(fā)生裂紋，所以不能充分滿足要求。
本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而完成的，目的在于提供比近年來更嚴(yán)格的深沖性、特別深沖后的表面品質(zhì)優(yōu)良的電子槍電極用合金材料。
本發(fā)明人必須解決這樣的課題，對材料的表面狀態(tài)進(jìn)行了深入地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于材料表面粗糙度的突起部的尖銳程度，深沖性發(fā)生變化。具體地說已發(fā)現(xiàn)，突起部的前端尖銳，而且突起和突起之間是深而陡峭時(shí)，深沖性惡化，容易發(fā)生深沖面的表面裂紋。特別，谷是深而陡峭，如果在其谷底存在夾雜物等異物時(shí)，則可準(zhǔn)確地推斷發(fā)生裂紋。于是，本發(fā)明人以銳度(クルトシス)Kr表示表面粗糙度的突起部的尖銳程度，通過定量地解析銳度Kr和深沖性的關(guān)系，達(dá)到了完成本發(fā)明。在此，銳度Kr以下述數(shù)學(xué)式表示Kr=∑(yi／Rq)4／N
yi粗糙度曲線Rq二次方平均平方根粗糙度N數(shù)據(jù)數(shù)即，本發(fā)明的Fe—Cr—Ni系電子槍電極用合金材料(按重量％計(jì))是由Cr15～20％、Ni9～15％、C0．12％以下、Si0．005～1．0％、Mn0．005～2．5％、P0．03％以下、S0．0003～0．0100％、Mo2．0％以下、Al0．001～0．2％、O0．003％以下、N0．1％以下、Ti0．1％以下、Nb0．1％以下、V0．1％以下、Zr0．1％以下、Ca0．05％以下、Mg0．02％以下，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的Fe—Cr—Ni系合金材料，其特征在于，以Kr0、Kr90分別作為在材料表面粗糙度中的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的銳度時(shí)，具有滿足下式的表面粗糙度Kr0≤4，Kr90≤4。
以下，和本發(fā)明的作用一起說明本發(fā)明的電子槍電極用Fe—Cr—Ni系合金材料中的表面粗糙度和合全成分的限定理由。在以下的說明中，“％”表示重量％。
Kr0、Kr90上述的銳度的范圍是通過本發(fā)明人的定量的解析發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明人的研究，Kr0和Kr90如果大于4時(shí)，在表面粗糙度的剖面上，非常尖的高突起部或深谷部變多，其結(jié)果可知，在深沖面發(fā)生裂紋。因此，Kr0和Kr90規(guī)定為4以下。
Cr作為電子槍電極要求非磁性。通常，為了是非磁性，要求導(dǎo)磁率是1．005以下，為了滿足導(dǎo)磁率是1．005以下，Cr含量規(guī)定為15～20％。最佳的范圍是15～17％。
NiNi含量如果比9％少，磁性就變得過高，如果超過15％，原料成本就比較貴。因此Ni含量規(guī)定為9～15％。
CC含量如果超過0．12％，就顯著地生成碳化物，深沖性劣化，因此C含量規(guī)定為0．12％以下。
SiSi是為脫氧目的而添加的，但在不到0．005％時(shí)，沒有脫氧效果，如果超過1．0％，加工性就劣化。因此，Si含量規(guī)定為0．005～1．0％。
MnMn是為脫氧目的和析出MnS的目的而添加的，但在不到0．005％時(shí)，沒有該效果，如果超過2．5％，材料硬度會(huì)上升，使深沖性劣化。因此，Mn含量規(guī)定為0．005～2．5％。
PP含量如果超過0．03％，就使深沖性顯著地劣化。因此，P含量規(guī)定為0．03％以下。
S如果含有適量的S，就和Mn形成MnS，會(huì)抑制沖孔時(shí)的毛邊發(fā)生，與抑制去毛邊加工時(shí)的去毛邊裂紋的發(fā)生有關(guān)。但是，在S含量不到0．0003％時(shí)，得不到該效果，如果超過0．0100％，會(huì)生成粗大的MnS，反而劣化深沖性。因此，S含量規(guī)定為0．0003～0．0100％。
MoMo提高耐蝕性，因此在迫切要求耐蝕性時(shí)，希望添加Mo。但是，如果超過2．0％，會(huì)劣化深沖性，因此Mo含量規(guī)定為2．0％以下。
AlAl作為脫氧材料而添加，但是在其含量不到0．001％時(shí)，脫氧效果不充分，如果超過0．2％，會(huì)劣化加工性。因此，Al含量規(guī)定為0．001～0．2％。
O如果O含量多，氧化物夾雜物就變多，使深沖性劣化。因此，O含量規(guī)定為0．005％以下。
NN含量如果超過0．1％，會(huì)劣化加工性。因此，N含量規(guī)定為0．1％以下。
TiTi形成碳化物、硫化物、氧化物、氮化物，使深沖性劣化。因此，Ti含量規(guī)定為0．1％以下。最佳的范圍是0．02％以下。
NbNb形成碳化物、硫化物、氧化物、氮化物，使深沖性劣化。因此，Nb含量規(guī)定為0．1％以下。最佳的范圍是0．02％以下。
VV形成碳化物、氧化物、氮化物，使深沖性劣化。因此，V含量規(guī)定為0．1％以下。最佳的范圍是0．02％以下。
ZrZr形成氧化物，使深沖性劣化。因此，Zr含量規(guī)定為0．1％以下。最佳的范圍是0．02％以下。
CaCa形成硫化物、氧化物，使深沖性劣化。因此，Ca含量規(guī)定為0．05％以下。最佳的范圍是0．01％以下。
MgMg形成氧化物，使深沖性劣化。因此，Mg含量規(guī)定為0．02％以下。最佳的范圍是0．005％以下。
以下，說明本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。
本發(fā)明人進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，在材料表面的水平斷面形狀中，在平行于軋制方向和垂直于軋制方向上，如果各向異性大，深沖性就劣化。具體地說，本發(fā)明人著眼于表示材料表面的凹凸斜面的斜率標(biāo)準(zhǔn)偏差的水平斷面形狀的平方根斜率，以二次方平均平方根斜率Δq的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的比表示凹凸的水平斷面形狀的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的各向異性，研究了該比和深沖性的關(guān)系。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在用平行于軋制方向的二次方平均平方根斜率除垂直于軋制方向的二次方平均平方根斜率的值大時(shí)，在進(jìn)行深沖加工時(shí)在兩方向的潤滑性上產(chǎn)生大的差別，因此深沖性劣化。在此，二次方平均平方根斜率Δq以下式表示。Δq={∑(Δy／ΔX)2／N}1／2Δy相對水平方向微小距離ΔX的垂直方向的增量根據(jù)本發(fā)明人的研究可知，以Δq0、Δq90作為在材料表面的粗糙度中的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的二次方平均平方根斜率時(shí)，如果Δq90／Δq0比4大，在平行于軋制方向和垂直于軋制方向的潤滑性上產(chǎn)生大的差別，使深沖性劣化。因此，希望Δq90／Δq0是4以下。
再者，在JISG0555中規(guī)定的純凈度如果超過0．03％，就使沖壓性，特別深沖性和去毛邊加工性劣化，因此希望純凈度是0．03％以下。
為了得到像上述的銳度和水平斷面形狀的平方根斜率，在將材料最終軋制至所希望的板厚之后，可以用具有各種粗糙度的研磨劑或含有SiC等的拋光布機(jī)械地研磨材料的表面?；蛘咄ㄟ^適宜地設(shè)定最終軋制時(shí)使用的毛面輥的表面粗糙度，也可以控制銳度或水平斷面形狀的平方根斜率。
實(shí)施例下面，示出實(shí)施例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。分別熔煉表1所示組成的合金成分，鑄造成金屬錠，接著，進(jìn)行初軋、剝皮、熱軋和去除氧化皮后，反復(fù)進(jìn)行冷軋和退火，制成板厚0．4mm的退火材。再者，鑄造也可以用連鑄鑄成扁坯，代替初軋也可以進(jìn)行鍛造。另外，在表1中，在含量脫離本發(fā)明范圍的化學(xué)成分值下面附加直線。
用具有各種粗糙度的研磨劑或含有SiC等的拋光布機(jī)械地研磨該退火材的表面。另外，使用粗糙度不同的毛面輥進(jìn)行退火前的最終軋制，制成表面粗糙度不同的材料。在表2中一并記錄研磨劑的粗糙度和毛面輥表面的中心線平均粗糙度。接著，對各退火材進(jìn)行深沖試驗(yàn)，測定它們的極限深沖系數(shù)。作為沖壓時(shí)的潤滑材料，使用水溶性蠟。另外，將深沖系數(shù)規(guī)定為1．33，使用平面陽模進(jìn)行深沖，進(jìn)行在加工品上是否產(chǎn)生裂紋的評價(jià)。在表2中示出表面粗糙度的測定結(jié)果和沖壓性的評價(jià)結(jié)果。
表1
表2
從表2可知，本發(fā)明例的No．1～No．5與比較例的No．6～No．12相比，極限深沖系數(shù)都大，顯示優(yōu)良的深沖性。其中，No．5滿足本發(fā)明的權(quán)利要求1(僅規(guī)定Kr)，但不滿足權(quán)利要求2(規(guī)定Kr和Δq90／Δq0)，因此極限深沖系數(shù)有某些降低。與此相反，No．6和No．7，化學(xué)成分是本發(fā)明的范圍內(nèi)，但Kr0、Kr90的一個(gè)或者二個(gè)超過4，因此在深沖面看到微細(xì)的裂紋。另外，No．8～11，化學(xué)成分脫離本發(fā)明的范圍，因此極限深沖系數(shù)都小，Kr超過4的No．11，在深沖面看到裂紋。此外，No．12的化學(xué)成分脫離本發(fā)明的范圍，而且在JISG0555中規(guī)定的純凈度超過0．03％，因此深沖部的裂紋發(fā)生頻度變多。
發(fā)明的效果如以上所說明，在本發(fā)明的Fe—Cr—Ni系合金材料中，材料表面的粗糙度中的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的銳度是4以下，因此深沖性顯著地提高，即使在嚴(yán)酷的沖壓條件下進(jìn)行加工，也達(dá)到難以發(fā)生裂紋的效果。因此，能夠得到作為電子槍電極用的最合適的合金材料。
權(quán)利要求
1．電子槍電極用Fe—Cr—Ni系合金材料，它是按重量％計(jì)，由Cr15～20％、Ni9～15％、C0．12％以下、Si0．005～1．0％、Mn0．005～2．5％、P0．03％以下、S0．0003～0．0100％、Mo2．0％以下、Al0．001～0．2％、O0．003％以下、N0．1％以下、Ti0．1％以下、Nb0．1％以下、V0．1％以下、Zr0．1％以下、Ca0．05％以下、Mg0．02％以下，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的Fe—Cr—Ni系合金材料，其特征在于，以Kr0、Kr90分別為在材料表面粗糙度中的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的銳度時(shí)，具有滿足下式的表面粗糙度Kr0≤4，Kr90≤4。
2．權(quán)利要求1所述的電子槍電極用Fe—Cr—Ni系合金材料，其特征在于，Δq0、Δq90分別作為在材料表面粗糙度中的平行于軋制方向和垂直于軋制方向的二次方平均平方根斜率時(shí)，滿足下式Δq90／Δq0≤4。
3．權(quán)利要求1或2所述的電子槍電極用Fe—Cr—Ni系合金材料，其特征在于，在JISG0555中規(guī)定的純凈度是0．03％以下。
全文摘要
按重量%計(jì),由Cr:15～20%、Ni:9～15%、C:0.12%以下、Si:0.005～1.0%、Mn:0.005～2.5%、P:0.03%以下、S:0.0003～0.0100%、Mo:2.0%以下、Al:0.001～0.2%、O:0.003%以下、N:0.1%以下、Ti:0.1%以下、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Ca:0.05%以下、Mg:0.02%以下,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的Fe－Cr－Ni系適于電子槍電極用合金材料。
文檔編號(hào)H01J29/02GK1279300SQ00120000
公開日2001年1月10日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月5日
發(fā)明者小野俊之 申請人:日礦金屬株式會(huì)社