專(zhuān)利名稱(chēng)：彩色顯象管蔭罩框及框架構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電視接收機(jī)和顯示器等中使用的彩色顯象管(CRT、彩色陰極射線(xiàn)管)蔭罩框及其制造方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種配置在彩色顯象管內(nèi)，作為在張力下支持著張力方式的蔭罩的構(gòu)件的彩色顯象管蔭罩框及其制造方法。
背景技術(shù)：
彩色顯象管在其內(nèi)部具有紅、藍(lán)、綠三色用的三個(gè)電子槍以及被電子槍發(fā)射的電子射線(xiàn)束撞擊的熒光面(屏)。熒光屏的表面由按規(guī)則順序排列的能夠發(fā)射上述三色的熒光體小點(diǎn)形成。
按照蔭罩占據(jù)著彩色顯象管的大部分的蔭罩方式，在靠近熒光面的前方配置有一塊具有整齊排列的許多射線(xiàn)束通過(guò)孔的矩形蔭罩。蔭罩是一種用于使各電子射線(xiàn)束對(duì)準(zhǔn)熒光體小點(diǎn)的位置的構(gòu)件，以便使各電子射線(xiàn)束照射到與其相對(duì)應(yīng)的顏色的熒光體小點(diǎn)上。
常規(guī)的普通蔭罩由板厚為0.15～0.28mm的冷軋鋼板制成，在該鋼板上用蝕刻法按規(guī)定的間距形成有許多細(xì)孔。利用加壓成型法將該蔭罩加工成彎曲狀，然后將其四周焊接和固定于蔭罩框上。蔭罩的彎曲是必要的，因?yàn)檫@樣可使蔭罩能夠吸收蔭罩的熱膨脹和由外部傳來(lái)的振動(dòng)，因此不會(huì)引起蔭罩小孔的位置偏移。因此，這種蔭罩不能充分適應(yīng)蔭罩面平面化的要求。
最近開(kāi)發(fā)的蔭罩是一種張力方式的蔭罩。具有代表性的張力方式的蔭罩由一種厚度為0.05～0.15mm的薄鋼板制成，在該薄鋼板上形成有許多可讓電子射線(xiàn)束通過(guò)的微孔，按照從其上下方向施加張力的狀態(tài)來(lái)使蔭罩貼附到蔭罩框上。由于張力的作用，使得蔭罩能夠吸收其本身的熱膨脹和振動(dòng)，因此能夠允許蔭罩進(jìn)行平面化。而且，從上下方向和水平方向的兩個(gè)方向上施加張力的張力方式的蔭罩也是可能的。
上述具有代表性的用于支持張力方式蔭罩的蔭罩框由用于構(gòu)成上下邊框的兩條水平方向的長(zhǎng)邊框部件和用于構(gòu)成左右邊框的兩條豎直方向的短邊框部件通過(guò)常規(guī)的焊接方法連接在一起而組成。長(zhǎng)邊框部件一般由加壓成型或輥軋成型的鋼板構(gòu)成。鋼板的厚度在3～6mm的范圍內(nèi)，其厚薄可根據(jù)顯象管的大小來(lái)選擇。短邊框部件通常用圓形或正方形的鋼管或鋼棒制成。
在將蔭罩貼附到上述蔭罩框上之前，先對(duì)蔭罩框進(jìn)行黑化處理。黑化處理是一種通過(guò)熱處理來(lái)在鋼材表面上形成由Fe3O4構(gòu)成的黑化覆膜的處理。黑化覆膜能夠提高材料表面的熱輻射率，并能提高對(duì)電子射線(xiàn)的吸收和放熱量，同時(shí)具有能夠防止產(chǎn)生二次電子和銹蝕的效果。該黑化處理的加熱條件通常為450～680℃×10～30分鐘。
將上述張力方式蔭罩貼附到蔭罩框上的方法可按下述步驟進(jìn)行，也就是把由長(zhǎng)邊框部件構(gòu)成的蔭罩框的上框部和下框部自外向內(nèi)地壓縮，并根據(jù)情況同時(shí)地將蔭罩朝上下方向拉伸，并在拉伸狀態(tài)下將蔭罩的上下邊緣部分分別焊接到框架的上邊框和下邊框上。然后除去施加在框架的上框部和下框部的壓力，這樣，由于框架的相互排斥力，使得蔭罩在沿上下方向被拉伸的狀態(tài)下支持在框架中。蔭罩的左右邊緣部分不固定在蔭罩框左右的框部(由短邊框架部件構(gòu)成)中。
這樣，在蔭罩貼附在蔭罩框的結(jié)構(gòu)物(以下稱(chēng)為蔭罩/框架構(gòu)件)中，蔭罩框的上框部和下框部成為負(fù)荷應(yīng)力的狀態(tài)，另一方面，蔭罩成為沿上下方向承受張力的狀態(tài)。蔭罩框的左右框部起到一種支撐著承受彎曲應(yīng)力的上下框部的作用。
最后對(duì)該蔭罩/框架構(gòu)件施加消除應(yīng)力退火，以消除在貼附蔭罩時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。消除應(yīng)力退火一般是在400～680℃的溫度下加熱10～30分鐘。
上述流程(以下稱(chēng)為流程A)的工序順序如下
蔭罩框部件的加工成型→蔭罩框的組裝→蔭罩框的黑化處理→將蔭罩貼附到蔭罩框上→消除應(yīng)力退火。
在上述的工序順序中，也可以把黑化處理工序與消除應(yīng)力退火工序倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。在此情況下，在消除應(yīng)力退火工序中就已把由于成型和焊接所引起的蔭膜框架的應(yīng)力除去。在黑化處理工序中，對(duì)蔭罩框和蔭罩一起進(jìn)行黑化處理，在該黑化處理中，在貼附蔭罩時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力也被消除掉。該流程(以下稱(chēng)為流程B)的工序順序如下加工成型→組裝→消除應(yīng)力退火→蔭罩的貼附→黑化處理不管是在哪一個(gè)流程中，在黑化處理工序中都力求形成粘結(jié)性良好的黑化覆膜。如果黑化覆膜的粘結(jié)性差，則在彩色顯象管的使用中會(huì)引起黑化覆膜的剝落，黑化覆膜的碎片落下到顯象管內(nèi)，就會(huì)使蔭罩上的射線(xiàn)束通過(guò)孔堵塞等，因此顯著地?fù)p害了顯象管的顯象特性。
在貼附蔭罩后進(jìn)行的熱處理工序(在流程A中是消除應(yīng)力退火工序，在流程B中是黑化處理工序)是在蔭罩框的上下框部負(fù)荷著彎曲應(yīng)力以及蔭罩承受著張力的特殊情況下進(jìn)行的熱處理。由于進(jìn)行了這種熱處理，導(dǎo)致蔭罩框上下的框部所承受的彎曲應(yīng)力顯著地減輕，以及存在引起蔭罩框變形的可能性。由于蔭罩框從上下方向給蔭罩施加張力，因此，蔭罩框上下框部的變形就會(huì)導(dǎo)致蔭罩張力的降低或表面變形。其結(jié)果，就會(huì)在蔭罩上產(chǎn)生皺紋或孔距的混亂，并會(huì)因此引起顏色不純性等的性能劣化。因此，在該熱處理中抑制蔭罩框的變形是重要的。
由于在上述熱處理工序中的蔭罩框變形是引起張力方式的蔭罩張力降低和表面變形的原因，因此，為了減少該蔭罩框的變形，可以使用高溫蠕變強(qiáng)度大的36Ni鋼或42Ni鋼來(lái)制造用于構(gòu)成在張力下支持著蔭罩的蔭罩框上下框部的長(zhǎng)邊框架部件。由于這些鋼材分別含有36％或42％的高價(jià)Ni，因此使蔭罩框的成本增高。
另外，最近的電視機(jī)有大型化的傾向，因此蔭罩框也隨之增大。由于人們力圖使電視機(jī)輕量化，因此對(duì)作為蔭罩框材料的鋼材提出了高強(qiáng)度化和盡量減薄其厚度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種價(jià)格較低而其高溫強(qiáng)度大并且在高溫下的蠕變應(yīng)力小的彩色顯象管蔭罩框用鋼板。使用這種鋼板，在把張力方式的蔭罩安裝到蔭罩框中之后進(jìn)行的消除應(yīng)力退火等的熱處理中可將蔭罩框的變形抑制到最小限度，并且可以防止由于該熱處理所引起的蔭罩皺紋的產(chǎn)生和孔距的不均。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有高強(qiáng)度，從而能使蔭罩框輕量化，并且有良好加工性，以及可以通過(guò)黑化處理形成粘結(jié)性良好的黑化覆膜的彩色顯象管蔭罩框用鋼板。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種上述彩色顯象管蔭罩框用鋼板的制造方法。
本發(fā)明是基于本發(fā)明者們所發(fā)現(xiàn)的下述知識(shí)而完成的。
(1)在負(fù)荷著彎曲應(yīng)力的狀態(tài)下進(jìn)行的熱處理中，蔭罩框的變形一般在使用高溫屈服強(qiáng)度大的鋼材時(shí)有被抑制的傾向。但是，即使是同等高溫屈服強(qiáng)度的鋼材，其變形量也有很大的差別。
(2)關(guān)于上述蔭罩框的變形，可以通過(guò)在應(yīng)力196N/mm2以上和溫度400℃以上的條件下測(cè)定其1小時(shí)的蠕變量來(lái)判定該鋼材抗變形能力的優(yōu)劣。
(3)除了添加具有高溫強(qiáng)度改善效果的Mo之外，還添加了V和N并將鐵素體的粒徑和鐵素體的體積百分比控制在一定數(shù)值以下的鋼板，即使不含有較多量的高價(jià)Ni，也能在上述條件下顯示較小的蠕變量。
本發(fā)明是一種彩色顯象管蔭罩框用鋼板，該鋼板本質(zhì)上由按質(zhì)量％計(jì)的C0.03～0.30％、Si0.30％以下、Mn0.05～1.5％、P0.05％以下、S0.02％以下、Mo0.02～0.50％、V0.02～0.20％、Al0.10％以下、N0.0040～0.0200％，和根據(jù)情況還有選自Cu1.0％以下、Ni1.0％以下、Cr2.0％以下、W1.0％以下、B0.003％以下、Ti0.030％以下、Nb0.030％以下中的一種或兩種以上，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且該鋼板具有Al≤7.0N的鋼組成，并且具有鐵素體粒徑在15μm以下和鐵素體的體積百分比在90％以下的金屬組織。
另一方面，本發(fā)明是一種彩色顯象管蔭罩框，它是一種由四條框架部件接合而成的呈矩形的彩色顯象管蔭罩框，其中至少有一部分的框架部件由上述的鋼板形成。
本發(fā)明另外還涉及具有該蔭罩框的彩色顯象管。
再在另一方面，本發(fā)明是一種彩色顯象管蔭罩框用鋼板的制造方法，該方法包含下列工序制造鋼板坯的工序，該鋼板坯本質(zhì)上由按質(zhì)量％計(jì)的C0.03～0.30％、Si0.30％以下、Mn0.05～1.5％、P0.05％以下、S0.02％以下、Mo0.02～0.50％、V0.02～0.20％、Al0.10％以下、N0.0040～0.0200％，和根據(jù)情況還含有選自Cu1.0％以下、Ni1.0％以下、Cr2.0％以下、W1.0％以下、B0.003％以下、Ti0.030％以下、Nb0.030％以下中的一種或兩種以上，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且該鋼板具有Al≤7.0N的鋼組成，以及將該鋼板坯在精軋溫度820～950℃和卷取溫度400～700℃的條件下進(jìn)行熱軋以形成熱軋鋼板的工序。
上述方法優(yōu)選還包含對(duì)在熱軋工序中獲得的熱軋鋼板施加壓下率為0.2～15％的冷軋的工序。在此情況下，優(yōu)選還包含在該冷軋工序之前，對(duì)熱軋鋼板在退火溫度600～750℃、退火均熱時(shí)間1～25小時(shí)的條件下施加軟化退火的工序。
另外，本發(fā)明還提供了按照包含下述工序的方法制造的彩色顯象管蔭罩框，所說(shuō)工序包括將上述鋼板加工成型，然后用其形成彩色顯象管蔭罩框部件的工序；將作為上述蔭罩框部件的四根蔭罩框部件中的至少一部分接合起來(lái)以形成彩色顯象管蔭罩框的工序；以及在450～680℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)彩色顯象管蔭罩框施加黑化處理以形成黑化覆膜的工序；或者在400～680℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)該蔭罩框施加消除應(yīng)力退火的工序。
另外，本發(fā)明還提供了按照包含下述工序的方法由上述的彩色顯象管蔭罩框制造的張力方式的彩色顯象管蔭罩/框架構(gòu)件，所說(shuō)工序包括按照向蔭罩施加張力的方式將蔭罩固定在上述彩色顯象管蔭罩框上以形成蔭罩/框架構(gòu)件的工序；以及將該構(gòu)件在400～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力退火的工序，或者在450～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行黑化處理以形成黑化覆膜的工序。
本發(fā)明中所說(shuō)的鋼板具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，而且由于在最初經(jīng)受了熱處理(流程A中的黑化處理)，使熔體化的金屬元素析出，因此可以進(jìn)一步改善在室溫和高溫下的機(jī)械強(qiáng)度和蠕變特性。因此，由該鋼板制造的蔭罩框在安裝蔭膜之后在彎曲應(yīng)力下進(jìn)行的熱處理(在流程A中為消除應(yīng)力退火)中不易發(fā)生變形。其結(jié)果，可以把成為這種變形的起因的蔭罩的張力降低抑制到最小限度，從而可以防止由于該熱處理所導(dǎo)致的蔭罩皺紋或孔距不均的發(fā)生。
在特開(kāi)平8-67945號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種小孔框架(aperture frame)用鋼板，該鋼板用于支持作為由許多條形板構(gòu)成的蔭罩的小孔柵格(aperture grille)。并對(duì)該鋼板在消除應(yīng)力退火后仍能維持大的高溫強(qiáng)度進(jìn)行了說(shuō)明。然而，在該情況下的高溫強(qiáng)度是屈服強(qiáng)度，它是通過(guò)添加Mo來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中對(duì)于本發(fā)明提出的V和N的復(fù)合添加、鐵素體組織的影響和高溫蠕變性沒(méi)有提出任何暗示。
本發(fā)明中所說(shuō)的鋼板，不僅高溫屈服強(qiáng)度大，在高溫下的蠕變強(qiáng)度也大，并且在高溫下顯示出低的蠕變量。在下文中使用的術(shù)語(yǔ)“高溫強(qiáng)度”包含高溫屈服強(qiáng)度和高溫蠕變強(qiáng)度兩種含義。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1～圖4是表示相應(yīng)實(shí)施例結(jié)果的曲線(xiàn)圖。
對(duì)發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明下面更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。在下文說(shuō)明中的％，如無(wú)特別指定，皆是表示質(zhì)量％。
本發(fā)明中所說(shuō)的彩色顯象管蔭罩框用鋼板本質(zhì)上由C0.03～0.30％、Si0.30％以下、Mn0.05～1.5％、P0.05％以下、S0.02％以下、Mo0.02～0.50％、V0.02～0.20％、Al0.10％以下、N0.0040～0.0200％，和根據(jù)情況還有選自Cu1.0％以下、Ni1.0％以下、Cr2.0％以下、W1.0％以下、B0.003％以下、Ti0.030％以下、Nb0.030％以下中的一種或兩種以上，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且該鋼板具有Al≤7.0N的鋼組成。
C是一種能夠有效地提高鋼強(qiáng)度的元素，為了確保蔭罩框的強(qiáng)度，C含量應(yīng)在0.03％以上。C含量的上限為0.30％，如果C的添加量超過(guò)該上限，則會(huì)導(dǎo)致在制造蔭罩框時(shí)所必需的鋼板的成形性和焊接性受損。優(yōu)選是C含量的下限為0.05％，上限為0.20％。
Si能夠有效地作為煉鋼時(shí)的脫氧劑，并且能夠有效地提高鋼的強(qiáng)度。另一方面，Si有一種導(dǎo)致熱軋鋼板表面紋理劣化和使黑化覆膜的粘結(jié)性受損的傾向。因此將Si限定在0.30％以下，優(yōu)選在0.25％以下。
Mn也是一種作為脫氧劑的必要元素，而且它也能有效地提高鋼的強(qiáng)度。另外，Mn能把作為雜質(zhì)的S作為MnS固定下來(lái)，具有防止受熱變脆的作用。因此將Mn的含量限定在0.05％以上。Mn含量的上限定為1.5％，如果Mn的添加量超過(guò)該上限，則會(huì)使成形性和焊接性受損。因此，優(yōu)選是Mn含量的下限為0.2％，上限為1.0％。
P是一種能夠提高鋼強(qiáng)度的元素。然而，P容易偏析，因此，當(dāng)含有大量P時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鋼板內(nèi)的強(qiáng)度變化增大，并使鋼板的成形性和焊接性受損。因此將P的含量限定在0.05％以下，優(yōu)選在0.03％以下。
S的含量如果較多，則MnS等的夾雜物也隨之增多，從而使其成形性受損。因此，S的含量希望盡可能少，但是允許其上限最高達(dá)到0.02％。
Mo是一種用于提高本發(fā)明鋼板的高溫強(qiáng)度的重要元素。Mo幾乎不固溶于滲碳體中，但是能夠固溶于鐵素體中。當(dāng)對(duì)鋼進(jìn)行熱處理時(shí)，在其升溫過(guò)程中，這種固溶于滲碳體中的Mo會(huì)與滲碳體一起個(gè)別地作為Mo2C的形式析出。這種Mo2C按照整合析出的方式細(xì)微地析出到在鐵素體母相中的位錯(cuò)上生成的新核上，從而能夠有效地提高鋼的高溫強(qiáng)度。
對(duì)于本發(fā)明的鋼板來(lái)說(shuō)，這樣的細(xì)微的Mo2C的整合析出是在鋼板經(jīng)受最初的熱處理(在流程A中是黑化處理，但是如下文所述，在黑化處理之前有時(shí)也進(jìn)行被稱(chēng)為軟化退火的其他的熱處理)時(shí)發(fā)生的，因此本發(fā)明的鋼板可用來(lái)制造具有改進(jìn)高溫強(qiáng)度的蔭罩框。結(jié)果使得，在貼附蔭罩之后進(jìn)行的熱處理(在流程A中為消除應(yīng)力退火)時(shí)，負(fù)荷著彎曲應(yīng)力的蔭罩框就能顯示出低的蠕變量，從而能夠維持蔭罩的張力。
為了利用Mo的這種效果，應(yīng)使Mo的含量達(dá)到0.02％以上。但過(guò)大的Mo含量會(huì)損害成形性和焊接性，并且考慮到Mo是一種昂貴的元素，因此將Mo含量的上限定為0.50％。優(yōu)選是Mo含量的下限為0.30％，上限為0.40％。
V在本發(fā)明的鋼組成中是與Mo同樣重要的元素。與Mo的情況相同，V也不怎么固溶于滲碳體中，當(dāng)鋼板在接受最初熱處理時(shí)的升溫過(guò)程中，V作為板狀的V4C3適合地析出在鐵素體的位錯(cuò)部分中。因此提高了蔭罩框的高溫強(qiáng)度，從而能夠防止在消除應(yīng)力退火中的變形。
為了獲得上述效果，應(yīng)使V的含量在0.02％以上。根據(jù)與Mo同樣的理由，V含量的上限應(yīng)定為0.20％。優(yōu)選是V含量的下限為0.04％，上限為0.15％。
N可以與V形成氮化物。因此，當(dāng)鋼板在接受最初熱處理時(shí)的升溫過(guò)程中，V除了能形成上述碳化物之外，還能與N形成VN而整合析出，從而能夠提高蔭罩框的高溫強(qiáng)度。
為了獲得上述效果，應(yīng)使N含量在0.0040％以上。N含量的上限為0.0200％，其理由是，如果N的添加量超過(guò)上述數(shù)值，則澆鑄時(shí)容易在鋼板坯的表面上產(chǎn)生針孔狀的缺陷。優(yōu)選是N含量的下限為0.0050％。
N一般作為雜質(zhì)存在于鋼中，但是在本發(fā)明的鋼品種的情況下，作為雜質(zhì)的N的含量通常不足0.0040％。
Al是一種作為脫氧劑有效的元素，通常它起到一種把作為雜質(zhì)的N以AlN的形式固定下來(lái)的作用。但是在本發(fā)明中，為了使VN析出，優(yōu)選添加0.0040～0.0200％的N，為的是不讓AlN析出。另外，當(dāng)Al含量過(guò)多時(shí)，容易在鋼板表面上生成缺陷，并因此使得黑化覆膜容易剝離。另外，雖然Al要比VN穩(wěn)定，但是當(dāng)含有過(guò)多的Al時(shí)，就會(huì)在熱軋結(jié)束之后的卷取緩冷時(shí)，N被Al固定下來(lái)，從而使有效的固溶N減少。根據(jù)這些理由，Al含量應(yīng)在0.10％以下，優(yōu)選在0.05％以下。
本發(fā)明已經(jīng)查明，N的添加能夠提高蔭罩框的高溫強(qiáng)度，而Al能夠?qū)固定，因此有必要將Al含量對(duì)N含量之比進(jìn)行限定。具體地說(shuō)，當(dāng)Al含量對(duì)N含量之比大于7.0倍時(shí)，就會(huì)使熱處理后的鋼板的高溫強(qiáng)度降低。因此將該比值定為Al≤7.0N，優(yōu)選為Al≤6.0N。
本發(fā)明中的鋼板，根據(jù)需要，還可以含有Cu、Ni、Cr、W、B、Ti、Nb中的一種或兩種以上，這樣就能進(jìn)一步提高熱處理后的鋼板的高溫強(qiáng)度，并因此能夠進(jìn)一步提高蔭罩的高溫強(qiáng)度。
Cu在熱軋結(jié)束時(shí)固溶于鋼中，并在黑化處理時(shí)成為微細(xì)結(jié)晶析出，從而能夠提高鋼的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度。但是，如果Cu的添加量過(guò)多，就會(huì)損害其成形性和焊接性，因此將Cu含量限定在1.0％以下。
Ni也能提高鋼的高溫強(qiáng)度，但是Ni的添加量過(guò)多時(shí)會(huì)損害鋼的成形性和焊接性。Ni還是一種能夠有效地防止Cu所引起的熱脆性的元素。因此，在添加Cu時(shí)，優(yōu)選同時(shí)添加Ni，這時(shí)Ni的添加量?jī)?yōu)選大致上與Cu相同。另外，考慮到Ni是昂貴的元素，因此將Ni的含量限定在1.0％以下。
Cr和W可以提高鋼的高溫強(qiáng)度，但是當(dāng)其含量過(guò)多時(shí)就會(huì)損害鋼的成形性和焊接性。因此，將Cr限定在2.0％以下，W限定在1.0％以下。
B可以強(qiáng)化晶粒邊界，提高壓延性，并使晶粒微細(xì)化，因此具有提高鋼的高溫強(qiáng)度的效果。但是，當(dāng)B的添加量過(guò)多時(shí)，就會(huì)使N以BN的形式固定下來(lái)，從而減少了為要提高高溫強(qiáng)度所必需的VN的析出量。為此，將B含量的上限定為0.003％。
Ti、Nb能生成TiC、NbC等的析出物，具有使晶粒微細(xì)化的作用，因此可以提高鋼的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度。但是，Ti和Nb二者皆能與N結(jié)合而形成氮化物，從而減少了為要提高高溫強(qiáng)度所必需的VN的析出量。因此，在添加這些元素的情況下，添加量以較少為宜，優(yōu)選將Ti和Nb二者皆限定在0.030％以下。
具有上述鋼組成的本發(fā)明的鋼板具有由鐵素體—珠光體、鐵素體—貝氏體、鐵素體—馬氏體之中任一類(lèi)由兩相構(gòu)成的金屬組織。本發(fā)明鋼板的特征在于，在其金屬組織中，鐵素體的粒徑在15μm以下，鐵素體的體積百分比在90％以下。
隨著金屬組織的鐵素體粒徑的增大，鋼板的強(qiáng)度有隨之降低的傾向。即使鋼的組成在上述范圍內(nèi)，如果鐵素體的粒徑大于15μm，則在上述最初的熱處理中難以通過(guò)析出微細(xì)的碳氮化物來(lái)改善鋼的高溫強(qiáng)度，從而難以獲得為蔭罩框所要求的高溫強(qiáng)度。鐵素體的粒徑優(yōu)選在14μm以下。鐵素體的粒徑可以通過(guò)調(diào)整熱軋條件，特別是通過(guò)調(diào)整精軋溫度和卷取溫度來(lái)調(diào)整。
如果提高鋼板的卷取溫度或降低鋼組成中的C含量，就會(huì)使上述二相組織中鐵素體以外的第二相(珠光體、貝氏體、馬氏體)減少到10體積％以下。對(duì)于第二相如此少的金屬組織來(lái)說(shuō)，即便是將Mo、V、N的含量控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，也難以在最初的熱處理后獲得所希望的高溫強(qiáng)度。因此，鐵素體的體積百分比應(yīng)在90％以下，優(yōu)選在88％以下。
本發(fā)明的彩色顯象管蔭罩框用鋼板可以通過(guò)下述方法來(lái)制造，也就是首先制成具有上述組成的鋼板坯，然后將該鋼板坯在精軋溫度820～950℃、卷取溫度400～700℃的條件下進(jìn)行熱軋。雖然通過(guò)該熱軋工序獲得的鋼板可以直接作為蔭罩框使用，但優(yōu)選是接著將其進(jìn)行一次壓下率為0.2～15％的冷軋。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，壓下率在2％以下的冷軋稱(chēng)為表皮光軋(或調(diào)質(zhì)精軋)。因此，此處所說(shuō)的冷軋也包含表皮光軋。
從鋼板坯的制造直至熱軋工序的結(jié)束，對(duì)所用的加工方法沒(méi)有特別限制，可以按照常規(guī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行。
為了謀求結(jié)晶粒子的細(xì)?；瑧?yīng)使熱軋的精軋溫度在820℃以上至950℃以下的范圍內(nèi)，也就是基本上緊接在A(yíng)r3的相變點(diǎn)之上。該精軋溫度也包括在熱軋之后施加冷軋時(shí)的溫度。當(dāng)精軋溫度不足820℃時(shí)，熱軋就成為α相區(qū)域的熱軋，當(dāng)精軋溫度超過(guò)950℃時(shí)，熱軋就成為高溫的γ相區(qū)域的熱軋。這兩種熱軋都會(huì)使結(jié)晶粒子粗大化，從而使鐵素體的粒徑增大。為了使鐵素體的粒徑降低至15μm以下，作為大約的標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選采用820～930℃的溫度區(qū)域作為精軋溫度。
當(dāng)卷取溫度不足400℃時(shí)，就會(huì)使軋制后的鋼板形狀變差。而當(dāng)卷取溫度超過(guò)700℃時(shí)，就會(huì)使鐵素體的體積百分比超過(guò)90％，同時(shí)會(huì)使鐵素體的粒徑超過(guò)15μm。另外，鐵鱗層也會(huì)變厚，并使酸洗脫鐵鱗的性能變差。
如果將熱軋的精軋溫度和卷取溫度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，就可使鋼板具有鐵素體粒徑在15μm以下和鐵素體的體積百分比在90％以下的金屬組織。Mo、Nb、Cr、V等元素對(duì)熱軋時(shí)的再結(jié)晶和鐵素體的變態(tài)具有抑制作用，增加這些元素的含量可以緩和對(duì)精軋溫度和卷取溫度的限制。
即使是將如此獲得的熱軋鋼板直接作為本發(fā)明的蔭罩用鋼板，也能具有充分的特性。然而，如果對(duì)其施加輕度的冷軋，則可以使通過(guò)最初的熱處理所獲得的對(duì)室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度的改善進(jìn)一步增大，同時(shí)可以進(jìn)一步降低在消除應(yīng)力退火中的蔭罩的蠕變應(yīng)力。
可以認(rèn)為，通過(guò)冷軋獲得的效果是由于導(dǎo)入了位錯(cuò)而帶來(lái)的。當(dāng)通過(guò)冷軋導(dǎo)入了位錯(cuò)時(shí)，就能促進(jìn)在鋼板的最初熱處理時(shí)所引起的MoC、V4C3、VN、Cu等的微細(xì)碳氮化物的析出。由于這些微細(xì)析出物本身的作用，加上這些析出物對(duì)位錯(cuò)移動(dòng)的阻止作用，就可以提高熱處理后的鋼板的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度。
為了獲得該效果，應(yīng)使冷軋時(shí)的壓下率在0.2％以上，優(yōu)選在0.3％以上。壓下率的上限定為15％，如果超過(guò)該上限，就會(huì)使成形性劣化。
在該冷軋之前，可以根據(jù)需要進(jìn)行表面脫鐵鱗處理，為此，可在退火溫度600～750℃，均熱時(shí)間1～25小時(shí)的條件下進(jìn)行軟化退火。在此情況下，由于上述微細(xì)碳氮化物的析出而在該軟化退火中起到一種提高室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度的作用。脫鐵鱗工序可按酸洗方法進(jìn)行，也可按其他方法進(jìn)行。在不實(shí)施軟化退火的情況下，優(yōu)選是通過(guò)在軋制工序結(jié)束之后進(jìn)行酸洗操作來(lái)脫除鐵鱗。
如上所述，可以利用本發(fā)明中所說(shuō)的彩色顯象管蔭罩框用鋼板來(lái)制造彩色顯象管蔭罩框和蔭罩/框架構(gòu)件。下面按照上述流程A的工序順序進(jìn)行說(shuō)明，也可以采用流程B進(jìn)行說(shuō)明。
首先通過(guò)加壓成型法或輥軋成型法將鋼板加工成型，如此制成蔭罩框部件。蔭罩框的四根框架部件可以全部用本發(fā)明的鋼板來(lái)制造。但是，構(gòu)成蔭罩框左右框部的短邊框架部件通?？梢允褂脠A形或正方形的棒材或管材來(lái)制造。因此，框架部件的至少一部分，特別是構(gòu)成上下框部的兩根長(zhǎng)邊框架部件通常使用本發(fā)明的鋼板來(lái)制造。
通常按照焊接法將四根框架部件焊接在一起，從而組裝成蔭罩框。然后把組裝好的蔭罩框置于煤氣加熱爐中加熱以進(jìn)行黑化處理。黑化處理可以按照常規(guī)方法來(lái)實(shí)施。加熱條件通常是在450～680℃的溫度下加熱10～30分鐘。優(yōu)選的黑化處理溫度為500～650℃。
當(dāng)鋼板最初經(jīng)受的熱處理為上述黑化處理的情況下，象對(duì)本發(fā)明鋼板的鋼組成和金屬組織所說(shuō)明的那樣，在該黑化處理中，由Mo2C或VN引發(fā)的微細(xì)碳氮化物等析出，從而提高了鋼板的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度(包含高溫蠕變性)。結(jié)果使得，后來(lái)在彎曲應(yīng)力下進(jìn)行消除應(yīng)力退火時(shí)的蔭罩框的變形降低到最小程度，從而可以維持蔭罩的張力。另外，本發(fā)明的鋼板在黑化處理中可以在蔭罩框的表面上形成粘結(jié)性良好的黑化覆膜。
把張力方式的蔭罩貼附到施加過(guò)黑化處理的蔭罩框上。蔭罩的貼附可按上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)的方法進(jìn)行，也就是向蔭罩框的上下框部施加向內(nèi)的壓力，根據(jù)需要也可以同時(shí)向蔭罩施加朝上下方向的拉伸力，在此狀態(tài)下將蔭罩的上下邊緣部分焊接到蔭罩框的上下框部上，然后除去施加在框架或施加在框架和蔭罩上的力。這樣就能獲得一種在張力下由蔭罩框支持著蔭罩的蔭罩/框架構(gòu)件。
最后對(duì)該蔭罩/框架構(gòu)件施加消除應(yīng)力退火。消除應(yīng)力退火可在400～680℃，優(yōu)選在450～650℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。加熱時(shí)間通常為10～30分鐘。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)受過(guò)熱處理的蔭罩的高溫強(qiáng)度(包括屈服強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度兩方面)大，因此在消除應(yīng)力退火中可以抑制蔭罩框的變形。因此，在消除應(yīng)力退火后仍能維持蔭罩的張力，從而能夠防止由于蔭罩的皺紋或孔距的混亂所導(dǎo)致的所謂顏色不純等不良現(xiàn)象的發(fā)生。
然后將該蔭罩/框架構(gòu)件配置在緊靠于彩色顯象管的熒光面的前方。對(duì)彩色顯象管的蔭罩/框架構(gòu)件以外的構(gòu)成沒(méi)有特別限制，可以采用任意公知的或在今后開(kāi)發(fā)的構(gòu)成。
下面的實(shí)施例只是用于說(shuō)明本發(fā)明的例子，本發(fā)明不受該實(shí)施例的限制。
實(shí)施例首先煉制具有表1所示組成的鋼板坯，然后按照表2所示熱軋條件(精軋溫度和卷取溫度)對(duì)上述鋼板坯進(jìn)行熱軋，獲得了板厚為4.50～5.00mm的熱軋鋼板。對(duì)其中的一部分熱軋鋼板按照表2所示的壓下率進(jìn)行表皮光軋或冷軋。對(duì)通過(guò)熱軋或熱軋+冷軋獲得的各塊鋼板進(jìn)行軋制結(jié)束后的酸洗。
將所獲鋼板的一部分置于煤氣加熱爐中于570℃的溫度下加熱30分鐘以進(jìn)行黑化處理。
調(diào)查這些鋼板所具有的下列特性。試驗(yàn)結(jié)果一并示于表2中。
(1)抗拉特性從未經(jīng)黑化處理的鋼板(稱(chēng)為“軋制后的”鋼板)和經(jīng)過(guò)黑化處理的鋼板上沿著軋制方向分別切取JIS Z2201的5號(hào)抗拉試驗(yàn)片，然后按照J(rèn)ISZ2241的規(guī)定進(jìn)行室溫的抗拉試驗(yàn)。
另外，對(duì)于經(jīng)過(guò)黑化處理的鋼板，按照J(rèn)IS G0567的規(guī)定，在與消除應(yīng)力退火溫度對(duì)應(yīng)的460℃下進(jìn)行高溫的抗拉試驗(yàn)。
表2中示出了軋制后的鋼板的抗拉特性(0.2％屈服應(yīng)力<YS>、抗拉強(qiáng)度<TS>、總伸長(zhǎng)率<EI>)和經(jīng)過(guò)黑化處理的鋼板在室溫下和460℃下的0.2％屈服應(yīng)力<YS>。
(2)金屬組織將軋制后的鋼板的試樣用硝酸乙醇侵蝕液進(jìn)行蝕刻，然后用SEM進(jìn)行放大2000倍的觀(guān)察，以測(cè)定鐵素體的粒徑及其體積百分比。應(yīng)予說(shuō)明，鐵素體的體積百分比是根據(jù)許多SEM的觀(guān)察結(jié)果求出鐵素體的面積百分比，以其平均值作為鐵素體的體積百分比。
(3)蠕變?cè)囼?yàn)從經(jīng)過(guò)黑化處理的鋼板上切取試驗(yàn)片，然后使用一種卡規(guī)長(zhǎng)度為30mm的伸長(zhǎng)計(jì)測(cè)定該試驗(yàn)片的高溫蠕變量。在測(cè)定時(shí)，將試驗(yàn)片在294N/mm2的拉伸應(yīng)力下和460℃的溫度下保持1小時(shí)，以這時(shí)的伸長(zhǎng)量作為蠕變量。如上所述，所說(shuō)的460℃的溫度與消除應(yīng)力退火溫度相對(duì)應(yīng)。
根據(jù)測(cè)得的蠕變量按三個(gè)級(jí)別評(píng)價(jià)試驗(yàn)片的高溫蠕變特性，○表示在0.10％以下；△表示超過(guò)0.10％至不足0.15％；×表示0.15％以上?！鹨庵噶己茫饕庵缚梢?；×意指不可以。
(4)表面品質(zhì)在酸洗后用目視法觀(guān)察鋼板的表面，根據(jù)嚴(yán)重鐵鱗損傷(殘留鐵鱗、鐵鱗凹坑)的有無(wú)來(lái)評(píng)價(jià)表面品質(zhì)?！鸨硎緹o(wú)嚴(yán)重鐵鱗損傷；×表示有嚴(yán)重鐵鱗損傷。
(5)成形性使用軋制后的鋼板的試樣進(jìn)行直角彎曲加工，用目視法觀(guān)察在彎曲端面上是否產(chǎn)生裂紋，據(jù)此評(píng)價(jià)成形性?！鸨硎驹趶澢嗣嫔蠜](méi)有明顯的裂紋；×表示在彎曲端面上產(chǎn)生了明顯的裂紋。
(6)焊接性對(duì)軋制后的同樣鋼板的兩片試樣進(jìn)行TIG焊接，然后對(duì)焊接部進(jìn)行與成形性同樣的彎曲加工。根據(jù)在焊接部是否產(chǎn)生了大的裂紋來(lái)評(píng)價(jià)焊接性?！鸨硎驹诤附硬繘](méi)有大的裂紋；×表示在焊接部產(chǎn)生了大的裂紋。
(7)黑化覆膜的密合性對(duì)經(jīng)過(guò)黑化處理的鋼板的試驗(yàn)片進(jìn)行與成形性試驗(yàn)同樣的彎曲加工。使用透明粘性膠帶對(duì)彎曲部分進(jìn)行覆膜剝離試驗(yàn)，根據(jù)覆膜的剝離情況來(lái)評(píng)價(jià)黑化覆膜的密合性?！鸨硎竞诨材](méi)有剝離或者只有輕微剝離；×表示可以看到明顯的剝離裂紋。表1

*處于本發(fā)明的范圍之外表1(續(xù))

*處于本發(fā)明的范圍之外表2

1)YS0.2％的屈服應(yīng)力、TS抗拉強(qiáng)度、EI總伸長(zhǎng)率表2(續(xù))

1)YS0.2％的屈服應(yīng)力、TS抗拉強(qiáng)度、EI總伸長(zhǎng)率從表2可以看出，具有本發(fā)明中所說(shuō)鋼組成和金屬組織的鋼板在軋制后具有良好的抗拉特性，并且其成形性、焊接性、酸洗后的表面狀態(tài)也都良好。另外，這些鋼板在經(jīng)受黑化處理那樣的熱處理后顯示出提高了的在室溫下的屈服應(yīng)力，并且在消除應(yīng)力退火溫度下顯示良好的高溫強(qiáng)度。因此，這些鋼板在高溫下的蠕變量小到在0.10％以下，并且其高溫蠕變性能優(yōu)良。另外，通過(guò)黑化處理可以形成粘結(jié)性良好的黑化覆膜。因此可以看出，用于張力方式蔭罩的蔭罩框要求具有多種多樣的性能，而根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種具備所有這些性能并且價(jià)格較為低廉的鋼板。
具有本發(fā)明的范圍之外的鋼組成和/或金屬組織的比較例的鋼板，至少有一種特性不夠好。特別是象No.31、42、44、45那樣添加了大量Cr、Mo或W的鋼板，不僅其價(jià)格高，而且其性能比本發(fā)明的鋼板差。
對(duì)于表2的No.2～4、6、32、33，作為其460℃下的屈服應(yīng)力和蠕變量(460℃×1小時(shí))相對(duì)于鐵素體粒徑和鐵素體體積百分比的關(guān)系，以曲線(xiàn)形式示于圖1～4中。從這些圖可以看出，根據(jù)本發(fā)明，鐵素體粒徑在15μm以下和鐵素體體積百分比在90％以下具有臨界性。
工業(yè)實(shí)用性用于在張力下保持張力方式的彩色顯象管蔭罩的蔭罩框要求多種多樣的性能(表面品質(zhì)、成形性、焊接性、室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度、在高溫下的低蠕變量、黑化覆膜的粘結(jié)性)，而本發(fā)明可以提供一種具備所有這些性能并且其價(jià)格較為低廉的鋼板。
本發(fā)明是一種用于以電視機(jī)為代表的，能使具有張力方式蔭罩的彩色顯象管實(shí)現(xiàn)低成本化和輕量化的技術(shù)。本發(fā)明的鋼板不僅可用于上文例示那樣只沿上下方向的一個(gè)方向施加張力的類(lèi)型，而且也適用于沿上下方向和水平方向的兩個(gè)方向施加張力方式的蔭罩的蔭罩框。另外，對(duì)于那些用于支持非張力方式的傳統(tǒng)型蔭罩的蔭罩框，本發(fā)明的鋼板也可以使用。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯象管蔭罩框，該蔭罩框按照包括下述工序的方法制造，這些工序?yàn)閷促|(zhì)量％計(jì)的C0.03～0.30％、Si0.30％以下、Mn0.05～1.5％、P0.05％以下、S0.02％以下、Mo0.02～0.50％、V0.02～0.20％、Al0.10％以下、N0.0040～0.0200％、Cu0～1.0％、Ni0～1.0％、Cr0～2.0％、W0～1.0％、B0～0.003％、Ti0～0.030％、Nb0～0.030％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且該鋼板具有Al≤7.0N的鋼組成，而且具有鐵素體粒徑在15μm以下和鐵素體體積百分比在90％以下的金屬組織的鋼板加工成型以形成彩色顯象管蔭罩框部件的工序；將作為上述蔭罩框部件的四根蔭罩框部件中的至少一部分接合起來(lái)以形成彩色顯象管蔭罩框的工序；以及把已經(jīng)形成的彩色顯象管蔭罩框在450～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行黑化處理以便在蔭罩框的表面形成黑化覆膜的工序。
2.一種彩色顯象管蔭罩框，該蔭罩框按照包含下述工序的方法制造，這些工序?yàn)閷促|(zhì)量％計(jì)的C0.03～0.30％、Si0.30％以下、Mn0.05～1.5％、P0.05％以下、S0.02％以下、Mo0.02～0.50％、V0.02～0.20％、Al0.10％以下、N0.0040～0.0200％、Cu0～1.0％、Ni0～1.0％、Cr0～2.0％、W0～1.0％、B0～0.003％、Ti0～0.030％、Nb0～0.030％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且該鋼板具有Al≤7.0N的鋼組成，而且具有鐵素體粒徑在15μm以下和鐵素體體積百分比在90％以下的金屬組織的鋼板加工成型以形成彩色顯象管蔭罩框部件的工序；將作為上述蔭罩框部件的四根蔭罩框部件中的至少一部分接合起來(lái)以形成彩色顯象管蔭罩框的工序；以及把已經(jīng)形成的彩色顯象管蔭罩框在400～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力退火的工序。
3.一種張力方式彩色顯象管蔭罩/框架構(gòu)件，該構(gòu)件按照包括下述工序的方法制造，這些工序?yàn)榘凑障蚴a罩施加張力的方式將蔭罩固定在權(quán)利要求1所述的彩色顯象管蔭罩框上以形成蔭罩/框架構(gòu)件的工序，以及將該構(gòu)件在400～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力退火的工序。
4.一種張力方式彩色顯象管蔭罩/框架構(gòu)件，該構(gòu)件按照包括下述工序的方法制造，這些工序?yàn)榘凑障蚴a罩施加張力的方式將蔭罩固定在權(quán)利要求2所述的彩色顯象管蔭罩框上以形成蔭罩/框架構(gòu)件的工序，以及將該構(gòu)件在450～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行黑化處理以便在構(gòu)件表面上形成黑化覆膜的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在張力下保持張力方式的彩色顯象管蔭罩的蔭罩框及框架構(gòu)件。使用經(jīng)過(guò)特殊加工制造的鋼板，加工成型形成彩色顯象管蔭罩框，將形成的彩色顯象管蔭罩框在450～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行黑化處理或者在400～680℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理。
文檔編號(hào)C22C38/24GK1482648SQ0310846
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2001年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者吉井達(dá)雄, 長(zhǎng)尾典昭, 柘植信二, 大前秀治, 二, 昭, 治 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社