專利名稱：蔭罩材料及其制備方法、包含該材料的蔭罩以及使用所述蔭罩的顯像管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于彩色顯像管的蔭罩材料及其制備方法、由所述材料制成的蔭罩以及包含所述蔭罩的顯像管。
背景技術(shù)：
對(duì)于蔭罩材料，迄今一直采用如下方法制備冷軋薄鋼板。具體而言，對(duì)由鋼廠制造的低碳鋼在不低于其Ar3相變點(diǎn)的終軋溫度下結(jié)束熱軋，然后，用酸沖洗，并且冷軋成具有預(yù)定厚度的薄板。接下來，進(jìn)行脫脂處理，然后，在箱式退火爐中，潮濕氣氛下進(jìn)行脫碳退火，并且，任選地，進(jìn)行二次冷軋，使壓下量至少為50％，以使其具有最終產(chǎn)品的厚度。
根據(jù)該方法制備的冷軋薄鋼板由刻蝕工人進(jìn)行光刻蝕，然后，進(jìn)行退火使其軟化，此后，再由壓制工人將其壓制成預(yù)定形狀。接下來，在氧化性氣氛中進(jìn)行退火，以在其表面形成氧化物膜，即所謂的發(fā)黑膜，以防止其生銹并降低其輻射率。要求此薄鋼板須具有的一個(gè)重要特性是軟磁性。與內(nèi)部屏蔽一起，在TV布老恩管中蔭罩的作用是在例如地磁環(huán)境(此后稱作環(huán)境磁場(chǎng))中，保護(hù)電子束的線性運(yùn)動(dòng)不受外磁場(chǎng)的影響，因此，在環(huán)境磁場(chǎng)中蔭罩本身必須容易磁化。此外，當(dāng)TV的方向改變時(shí)，按照環(huán)境磁場(chǎng)蔭罩磁化為相同方向，因此，理想的是蔭罩具有良好的去磁性。為了滿足所要求的軟磁特性，理想的是蔭罩材料具有低的矯頑力(此后，該值簡(jiǎn)單地表示為Hc)。
為了降低蔭罩材料的矯頑力，理想的是使材料的晶粒粗大。然而，使傳統(tǒng)的蔭罩材料的晶粒粗大受到限制，而且，雖然依據(jù)退火溫度，該材料的Hc為103-135A/m左右。該材料不能滿足上述要求。
針對(duì)這種情況，本發(fā)明的目的是提供一種蔭罩材料，該材料與傳統(tǒng)蔭罩材料相比，具有更優(yōu)的軟磁性，尤其是具有明顯降低的Hc，從而滿足蔭罩所需的超軟磁性，而且，還提供一種該材料的制備方法、一種蔭罩和一種顯像管。

發(fā)明內(nèi)容
解決上述問題的本發(fā)明蔭罩材料的特征在于其含有N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該材料制成的蔭罩的矯頑力至多90A/m。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的蔭罩材料含有C≤0.0030％(重量)，Si≤0.03％(重量)，Mn0.1-0.5％(重量)，P≤0.02％(重量)，S≤0.02％(重量)，Al0.01-0.07％(重量)，N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該材料制成的蔭罩的矯頑力至多90A/m。
一種制備本發(fā)明蔭罩材料的方法的特征在于將含有N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼錠在比Ar3點(diǎn)低0-30℃的終軋溫度下熱軋，在540-700℃的卷取溫度下進(jìn)行卷取，酸洗，冷軋，然后，進(jìn)行連續(xù)退火，使余下的碳含量至多為0.0015％(重量)。
解決上述問題的本發(fā)明蔭罩材料的另一種制備方法的特征在于提供一種鋼錠，其含有C≤0.0030％(重量)，Si≤0.03％(重量)，Mn0.1-0.5％(重量)，P≤0.02％(重量)，S≤0.02％(重量)，Al0.01-0.07％(重量)，N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)。將此鋼錠在比其Ar3點(diǎn)低0-30℃的終軋溫度下熱軋，在540-700℃的卷取溫度下進(jìn)行卷取，酸洗，冷軋，然后，進(jìn)行連續(xù)退火，使余下的碳含量至多為0.0015％(重量)，并且，此后，以30-45％的壓下量進(jìn)行二次冷軋。
本發(fā)明的蔭罩的特征在于它使用上述蔭罩材料，并且是一種矯頑力至多為90A/m，厚度為0.05-0.25mm的超薄蔭罩；而且，本發(fā)明的顯像管的特征在于其包含上述的蔭罩。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施方案中用作蔭罩材料的熱軋薄鋼板由含有N≤0.0030％(重量)、以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B、佘者為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼錠制成，并且具有至多90A/m的矯頑力。
下面介紹各組元含量的限定原因。氮NN≤0.0030％(重量)N在鋼中與Al形成氮化物，使氮的固溶量減少，從而降低了鋼的時(shí)效抗力。因此，理想地，鋼中的N含量應(yīng)盡可能低。為了確保蔭罩材料的壓制性，N含量必須盡可能低。因此，理想的是，N的最上限為0.0030％(重量)。更優(yōu)選地，其含量至多為0.0020％(重量)。硼B(yǎng)0.5≤B/N≤2，更優(yōu)選為0.8≤B/N≤1.2B在鋼中的作用是使薄鋼板中的晶粒粗化，因此，能夠有效地使鋼具有對(duì)于蔭罩材料有利的良好的磁特性。特別是在目前使用的厚度為0.08-0.25mm左右的超薄蔭罩中，B的效果相當(dāng)顯著。此外，由于鋼中的B能有效地將N固定在固溶狀態(tài)，因此，理想的是在本發(fā)明所用的鋼中添加B。然而，在另一方面，過多的B會(huì)使鋼的晶粒細(xì)化，并且會(huì)降低鋼的磁特性。因此，理想的是將鋼中的B含量限定在預(yù)定范圍。據(jù)此，優(yōu)選依據(jù)N含量來選擇B的含量，使其滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2，更優(yōu)選為0.8≤B/N≤1.2。矯頑力HcHc≤90A/m為了獲得比矯頑力為103-135A/m的傳統(tǒng)蔭罩具有更優(yōu)的去磁性的蔭罩，理想的是所述蔭罩材料的矯頑力至多為90A/m。
此外，在本發(fā)明中，理想的是使用具有下述組成的鋼錠作為熱軋薄鋼板材料。這種鋼錠優(yōu)選用作目前使用的厚度為0.08-0.25mm左右的超薄蔭罩材料。
具體地，所述鋼錠組成含有C≤0.0030％(重量)，Si≤0.03％(重量)，Mn0.1-0.5％(重量)，P≤0.02％(重量)，S≤0.02％(重量)以及Al0.01-0.07％(重量)。下面介紹各個(gè)組元含量的限定原因。碳CC≤0.0030％(重量)熱軋薄鋼板中的C含量對(duì)進(jìn)行鋼的脫碳處理的連續(xù)退火過程有重要影響。如果其含量高于0.0030％(重量)，則鋼在連續(xù)退火過程中不能得到充分脫碳。如果這樣，則必須提高退火溫度并且延長(zhǎng)退火時(shí)間，以便使蔭罩材料中的剩余C含量至多為0.0015％(重量)，優(yōu)選至多0.0008％(重量)，而且，這會(huì)加大生產(chǎn)成本、降低生產(chǎn)率。因此，理想的是C含量的最上限為0.0030％(重量)。優(yōu)選C含量至多為0.0025％(重量)，更優(yōu)選至多為0.0020％(重量)。硅SiSi≤0.03％(重量)蔭罩材料中的Si是一種阻礙顯像管制造中的發(fā)黑操作的元素，其含量?jī)?yōu)選盡可能低。然而，Si是Al鎮(zhèn)靜鋼中不可避免的元素。理想的是其最上限為0.03％(重量)，優(yōu)選其至多為0.025％(重量)，更優(yōu)選至多為0.02％(重量)。錳Mn0.1-0.5％(重量)Mn在熱軋薄鋼板中是一種防止鋼在熱軋期間發(fā)生由雜質(zhì)元素S引起的熱脆的必需元素。因此，由于本發(fā)明所針對(duì)的超薄蔭罩材料在冷軋期間經(jīng)常開裂，所以，理想的是鋼中有利地加入預(yù)定量的Mn。為了起到上述作用，該元素的量?jī)?yōu)選至少為0.1％(重量)，更優(yōu)選至少為0.25％(重量)。然而，如果該元素含量超過0.6％，則會(huì)損害鋼的成型性。因此，優(yōu)選其含量至多為0.5％(重量)，更優(yōu)選至多為0.4％(重量)，甚至更優(yōu)選至多為0.35％(重量)。磷P≤0.02％(重量)P在蔭罩材料中的作用是細(xì)化材料的晶粒，因此會(huì)損害材料的磁特性。所以，其含量?jī)?yōu)選盡可能低。特別是，P對(duì)本發(fā)明的超薄蔭罩材料的影響顯著。因此，優(yōu)選P至多為0.02％(重量)。硫S≤0.02％(重量)S是熱軋薄鋼板中不可避免的元素，是在熱軋期間引起熱脆的雜質(zhì)。其含量?jī)?yōu)選盡可能低。由于本發(fā)明的超薄蔭罩材料在冷軋期間易于開裂，所以，理想的是將S從鋼中有利地消除。為了起到上述作用，優(yōu)選S含量至多為0.02％(重量)，更優(yōu)選至多為0.01％(重量)。鋁Al0.01-0.07％(重量)Al在熱軋薄鋼板中是一種作為脫氧劑加入鋼液并且作為爐渣從中去除的元素。然而，如果其含量太低，則不能展現(xiàn)出穩(wěn)定的脫氧作用。為了起到上述作用，優(yōu)選其含量至少為0.01％(重量)，更優(yōu)選至少為0.02％(重量)。但是，如果含量超過0.07％(重量)，則其脫氧作用不再提高。由于本發(fā)明使用的鋼優(yōu)選具有粗大的晶粒，而鋁會(huì)細(xì)化晶粒，所以不希望在鋼中添加過多的Al。因此，優(yōu)選Al含量至多為0.07％(重量)，更優(yōu)選至多為0.04％(重量)。余量Fe和不可避免的雜質(zhì)
Fe和不可避免的雜質(zhì)元素在材料中不會(huì)損害材料的刻蝕性和壓制性時(shí)，未對(duì)它們的含量進(jìn)行限制。
下面，介紹本發(fā)明的超薄蔭罩材料的制備方法。關(guān)于鋼錠的加熱條件，如果鋼錠的加熱溫度低于1100℃，則鋼錠的熱軋性能不佳。為了對(duì)鋼錠進(jìn)行充分熱軋，理想的是加熱溫度高于1100℃。另一方面，如果鋼錠加熱溫度過高，鋼錠中的AlN將完全溶解并且在熱軋薄鋼板中形成細(xì)小晶粒，將會(huì)損害薄鋼板的磁性能。具體而言，薄鋼板的Hc增大。因此，理想的是加熱溫度不高于1250℃。
如果熱軋終了溫度高于鋼的Ar3點(diǎn)，則在軋制結(jié)束后，鋼會(huì)發(fā)生γ-α相變。結(jié)果，在終軋后的鋼中會(huì)形成細(xì)小晶粒，從而損害鋼的磁性能。具體而言，鋼的Hc增大。因此，γ-α相變應(yīng)在軋制結(jié)束之前結(jié)束，即在軋制結(jié)束至卷取之后，不會(huì)發(fā)生γ-α相變。所以，熱軋終了溫度應(yīng)比鋼的Ar3點(diǎn)低0-30℃，優(yōu)選低10-20℃。從卷材寬度方向和熱軋機(jī)器方向的質(zhì)量穩(wěn)定性考慮，卷取溫度優(yōu)選為540-700℃，但是，為了增大熱軋薄鋼板中的晶粒，更優(yōu)選為650-700℃。從鋼的磁性能考慮，對(duì)卷取溫度的上限沒有限制，但是，從在鋼的酸洗步驟中氧化鐵皮的去除性考慮，此上限為700℃。從鋼的Hc考慮，所述溫度的下限為540℃或更高。(酸洗、一次和二次冷軋等步驟)酸洗和一次冷軋可以在通常條件下進(jìn)行。為了對(duì)本發(fā)明的超薄蔭罩材料進(jìn)行有效脫碳和退火，理想的是一次冷軋薄鋼板的厚度至多為0.6mm。為了降低薄鋼板的Hc，二次軋制壓下量應(yīng)達(dá)30-45％。從薄鋼板的磁性能考慮，未對(duì)二次軋制壓下量的下限進(jìn)行專門限定，但是，從薄鋼板產(chǎn)品的機(jī)械性能考慮，此值應(yīng)至少為30％。具體地，產(chǎn)品的用戶要求薄鋼板的抗拉強(qiáng)度至少500MPa。為了滿足這一要求，制備薄鋼板中的二次軋制壓下量至少為30％。如果產(chǎn)品的厚度為0.08-0.25mm，則一次軋制后的薄鋼板的厚度至少為0.42mm，優(yōu)選至少為0.38mm。(連續(xù)退火步驟)連續(xù)退火是本發(fā)明中的一個(gè)重要步驟，在該步驟中對(duì)鋼進(jìn)行脫碳退火處理。為了進(jìn)行連續(xù)退火，優(yōu)選薄板溫度不低于750℃，保溫時(shí)間為60秒或更長(zhǎng)，退火氣氛包含0-75％(重量)的氫氣，余者為氮?dú)?，該氣氛的露點(diǎn)為-30℃至70℃。(退火溫度)退火溫度對(duì)所處理鋼的脫碳效率和磁性能具有顯著影響。如果該溫度低于750℃，則脫碳需要花費(fèi)大量的時(shí)間，生產(chǎn)率下降，而且，退火鋼的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻，鋼無法獲得均勻的磁性能。因此，退火溫度優(yōu)選不低于750℃，更優(yōu)選不低于800℃。從設(shè)備的壽命考慮，退火溫度的上限可以為850℃。(退火時(shí)間)優(yōu)選地，退火時(shí)間不短于60秒。如果短于60秒，則薄鋼板不能令人滿意地進(jìn)行超薄蔭罩材料要求的充分脫碳，并且，難于制備目標(biāo)C含量不高于0.0015％的材料。沒有必要具體限定退火時(shí)間的上限，但是，從生產(chǎn)率和防止薄鋼板形成過于粗大晶粒的角度考慮，此時(shí)間優(yōu)選不長(zhǎng)于180秒。(連續(xù)退火氣氛中的氫濃度，露點(diǎn))當(dāng)連續(xù)退火氣氛中的氫濃度保持至多70％時(shí)，則超薄蔭罩材料的C含量能夠至多為0.0015％。即使其中的氫濃度高于70％，對(duì)脫碳時(shí)間也沒有任何影響，但是會(huì)增大生產(chǎn)成本。因此，理想的是，氫濃度的上限為70％。但露點(diǎn)處于-35℃和70℃之間時(shí)，超薄蔭罩材料的C含量能夠至多為0.0015％。(退火后的二次冷軋步驟)重要的是，在退火后的二次冷軋步驟中軋制壓下量為30-45％，以便使薄鋼板的Hc能夠至多為90A/m。如果軋制壓下量小于30％，則薄鋼板的一種機(jī)械性能-抗拉強(qiáng)度低于500MPa，鋼的機(jī)械強(qiáng)度下降；但是，如果大于45％，則鋼的Hc增大。
測(cè)量以上述方式獲得的實(shí)施例和對(duì)照例的蔭罩材料的機(jī)械性能和磁性能，以對(duì)材料進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表3中。
關(guān)于機(jī)械性能，測(cè)量了每種材料的JIS #5試樣的抗拉強(qiáng)度(縮寫為T.S.)。表3中，0表示材料的抗拉強(qiáng)度至少500MPa；×表示材料的抗拉強(qiáng)度低于500MPa。
下面，對(duì)此處獲得的蔭罩材料的磁性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，其過程如下對(duì)蔭罩材料再次進(jìn)行退火，采用下述方式測(cè)量磁性能的一個(gè)重要參量-Hc，以對(duì)材料的磁性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
表1鋼錠的化學(xué)組成

表2材料的制備條件

退火條件如下薄鋼板在725℃和830℃兩種不同溫度下各退火處理10分鐘。氣氛包含5.5％(重量)的氫，佘者為氮?dú)狻Ｂ饵c(diǎn)為10℃。根據(jù)tetrode Esptein方法獲得每種試樣薄板的Hc。表3中，○表示試樣的磁性能Hc小于90A/m；×表示試樣的Hc為90A/m或更高。采用如下方法評(píng)價(jià)氧化鐵皮去除性能將試樣浸在30％(重量)的H2SO4溶液中達(dá)30秒鐘，肉眼檢測(cè)氧化鐵皮。×表示試樣上有氧化鐵皮；○表示試樣上無氧化鐵皮。
表3性能評(píng)價(jià)結(jié)果

顯然，表3結(jié)果證實(shí)在725℃和830℃任何一種溫度條件下，實(shí)施例1-5的所有材料的矯頑力(一種磁性能參量)均低于90A/m，它們的磁性能對(duì)于蔭罩材料是有利的。此外，可以了解到當(dāng)預(yù)退火溫度從725℃升至830℃時(shí)，產(chǎn)品中的晶體長(zhǎng)大成大晶粒，由此，磁性能(Hc)得以改善。結(jié)果還證實(shí)本發(fā)明的材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能和氧化鐵皮去除性能。與上述結(jié)果相反，除對(duì)照例4和對(duì)照例6之外，對(duì)照材料的Hc均為90A/m或更高，對(duì)照材料沒有所要求的超軟磁特性。就磁性能而言，本發(fā)明實(shí)施例1和2的材料比對(duì)照例1和2的材料更優(yōu)。其原因在于軋制終了溫度對(duì)軋制薄板的影響。此外，上述材料的磁性能也比對(duì)照例3的材料更好。其原因在于卷取溫度對(duì)卷取薄板的影響。對(duì)照例4的材料的磁性能很好，但是其機(jī)械性能低于500MPa。這意味著用戶難于對(duì)其進(jìn)行處理。就磁性能(Hc)而言，本發(fā)明實(shí)施例1和2的材料比對(duì)照例5的材料更優(yōu)。這是因?yàn)槎诬堉茐合铝繉?duì)軋制薄板的影響。對(duì)照例6的材料的性能很好，但是其卷取溫度高，此外，其氧化鐵皮去除性能不好。因此，這不利于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明提供了一種蔭罩材料，其比傳統(tǒng)蔭罩材料具有更優(yōu)的軟磁性能，尤其是具有明顯降低的Hc，并且滿足蔭罩所需的超軟磁性。特別是，本發(fā)明材料的機(jī)械性能(抗拉強(qiáng)度)良好，它們的超軟磁性能也很好，而且，這種材料對(duì)超薄蔭罩有利。本發(fā)明也提供由該材料制成的蔭罩和包含所述蔭罩的顯像管。
權(quán)利要求
1.一種蔭罩材料，其特征在于其含有N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該材料制成的蔭罩的矯頑力至多90A/m。
2.一種蔭罩材料，其特征在于其含有C≤0.0030％(重量)，Si≤0.03％(重量)，Mn0.1-0.5％(重量)，P≤0.02％(重量)，S≤0.02％(重量)，Al0.01-0.07％(重量)，N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該材料制成的蔭罩的矯頑力至多90A/m。
3.一種制備蔭罩材料的方法，其特征在于將含有N≤0.0030％(重量)、以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B、余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼錠在比其Ar3點(diǎn)低0-30℃的終軋溫度下熱軋，在540-700℃的卷取溫度下進(jìn)行卷取，用酸清洗，冷軋，然后，進(jìn)行連續(xù)退火，使余下的碳含量至多為0.0015％(重量)。
4.一種制備蔭罩材料的方法，其特征在于提供一種鋼錠，其含有C≤0.0030％(重量)，Si≤0.03％(重量)，Mn0.1-0.5％(重量)，P≤0.02％(重量)，S≤0.02％(重量)，Al0.01-0.07％(重量)，N≤0.0030％(重量)，以及滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2的B，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)，將此鋼錠在比其Ar3點(diǎn)低0-30℃的終軋溫度下熱軋，在540-700℃的卷取溫度下進(jìn)行卷取，酸洗，冷軋，然后，進(jìn)行連續(xù)退火，使余下的碳含量至多為0.0015％(重量)，并且，此后，以30-45％的壓下量進(jìn)行二次軋制。
5.一種由根據(jù)權(quán)利要求1或2的材料制成的蔭罩，其矯頑力至多為90A/m，厚度為0.05-0.25mm。
6.一種包含根據(jù)權(quán)利要求5的蔭罩的顯像管。
全文摘要
一種蔭罩材料，特征在于其化學(xué)組成為C＝0.0030％(重量)，Si＝0.03％(重量)，Mn0.1－0.5％(重量)，P＝0.02％(重量)，S＝0.02％(重量)，Al0.01－0.07％(重量)，N＝0.0030％(重量)，B其含量滿足關(guān)系0.5≤B/N≤2，余者為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并且，該材料制成的蔭罩的矯頑力為90A/m或更低；一種制備所述材料的方法，其特征在于采用具有上述化學(xué)組成的材料作為原材料，熱軋終了溫度比Ar3點(diǎn)低0－30℃，卷取溫度為650－700℃，在最終軋制(二次冷軋)時(shí)的軋制壓下量為30－45％。采用所述方法制備的材料的磁性能在卷材中均勻一致并且如上所述優(yōu)異。
文檔編號(hào)H01J9/14GK1483089SQ01819242
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2001年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者上田利行, 藪田尚巳, 青木晉一, 一, 巳 申請(qǐng)人:東洋鋼鈑株式會(huì)社