JPH0555566B2 - - Google Patents
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- JPH0555566B2 JPH0555566B2 JP59048145A JP4814584A JPH0555566B2 JP H0555566 B2 JPH0555566 B2 JP H0555566B2 JP 59048145 A JP59048145 A JP 59048145A JP 4814584 A JP4814584 A JP 4814584A JP H0555566 B2 JPH0555566 B2 JP H0555566B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/001—Heat treatment of ferrous alloys containing Ni
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
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Description
〔発明の技術分野〕
本発明はカラー受像管用シヤドウマスクの製造
法に係り、特にその素材が鉄−ニツケル合金の場
合の焼鈍法に関するものである。 〔発明の技術的背景及びその問題点〕 カラー受像管用シヤドウマスクの素材には一般
にリムド鋼又はアルミキルド鋼などの高純度の低
炭素鋼板が用いられているが、これは素材の供給
能力、コスト、加工性、強度などにより総合的に
決められたものである。しかし乍らその最大の欠
点は熱膨張係数が大きい（０〜100℃、約12×
10-6／℃）ことである。通常のシヤドウマスクの
電子ビーム通過率は15〜25％で多くの電子ビーム
がシヤドウマスクに衝突し、シヤドウマスク自体
の温度が30〜80℃に上昇する。この結果シヤドウ
マスクは熱変形を起し螢光面に対向する曲面の曲
率が崩れることによりピユリテイードリフト
（PD）と呼ばれる色純度の劣化を引起す。マスク
孔ピツチの粗い一般のカラー受像管は螢光体層と
電子ビームとの幾何学的な位置関係のずれに対す
る余裕度（以下ガードバンド量と称す）が大き
く、シヤドウマスクがある量熱変形を起しても色
純度の劣化が起りにくい。しかし乍ら文字や図形
の表示装置としての高精細度カラー受像管や、一
般民生管では画面の平坦性を向上させ且つ文字放
送に対応させ細かなピツチを有したカラー受像管
の場合、上記余裕度は必らずしも充分ではない。
即ち高精細度カラー受像管の場合、孔ピツチが細
かなため孔寸法も小さく（例えば0.3mmピツチで
は140μ、0.2mmピツチでは85μ）必然的にガードバ
ンド量が少なく、且つ通常のフオトエツチングに
て孔寸法の小さなものを得ようとした場合マスク
板厚を薄くしなければならぬため熱容量が減少
し、一定条件下における熱膨張量が板厚の厚いも
のに比較し多くなり色純度が劣化し易い問題点を
有する。一方画面の平坦性を向上させたカラー受
像管の場合、マスクの曲率半径が一般管に比較し
大きいので、同じ量マスクが同じ量の熱膨張を起
してもマスク孔を通過した電子ビームの目的とす
る螢光体層への射突位置ずれ量が多く、且つピツ
チの細かな分ガードバンド量も少なく色純度が劣
化し易い問題点を有する。これを解決するために
種々の方法が検討されているが、特公昭42−
25446号公報、特開昭50−58977号公報、特開昭50
−68650号公報に示されているように熱膨張係数
の小さな鉄−ニツケル合金例えば36％Ni−Feア
ンバー合金（０〜100℃、約０〜2.0×10-6／℃）
又は42％Ni−Fe合金（０〜100℃、約5.0×
10-6／℃）を素材として使用するシヤドウマスク
が提案されているが未だ実用条件を満足するに到
つていない。この原因の一つとして鉄−ニツケル
合金からなるマスクの加工の困難さが挙げられ
る。シヤドウマスクの曲面は高精度が要求され、
1000mmの曲率半径(R)に対し許容公差は±５mmと非
常に厳しいしのである。しかし乍ら鉄−ニツケル
合金は従来の鉄を主成分とするものに比べ同様の
焼鈍を施しても機械的強度が高くプレス等による
球面成形性が劣る欠点を有している。例えば第１
図に示すように厚さ0.2mmの鉄−ニツケルマスク
を球面成形し標準Ｒに対して局部的な凹みを生じ
た場合、この凹み量(d)は20μｍ以下であれば実質
的に色純度の劣化は許容し得る。この凹み量をシ
ヤドウマスク素材の降伏点強度について、例えば
14吋型シヤドウマスクの場合第２図に示す特性を
示す。即ち凹み量を20μｍ以下とするためには降
伏点強度を20Kg／mm2以下に抑える必要がある。し
かし乍ら鉄−ニツケル系合金を素材とするシヤド
ウマスクを従来のアルミキルド低炭素鋼を素材と
するシヤドウマスクと同様の水素雰囲気における
アニール炉で焼鈍した場合、得られる降伏点強度
は第３図に示すように、アルミキルド低炭素鋼の
特性ａに比較し鉄−ニツケル合金の特性ｂは非常
に高い。即ち900℃もの高温で焼鈍しても降伏点
強度は29〜30Kg／mm2までしか低下しない。尚、第
２図において、鉄−ニツケル合金の降伏点強度は
炭素鋼に特有の降伏現象を呈しないため、0.2％
伸びた時の引張強度にて代用している。このよう
に鉄−ニツケル系合金を素材とするシヤドウマス
クは特に有効部周辺部の変形と凹みが大きいた
め、変形による色純度劣化が大きな問題となる。
一方管内に組込まれるシヤドウマスクは耐蝕性及
び熱輻射性を向上させるため、プレス成形にて目
的とする曲面を得た後マスク表面に黒色酸化膜層
を形成する。しかし鉄−ニツケル合金は耐蝕性の
良いニツケルが含まれているため、アルミキルド
低炭素鋼に比較し黒色酸化膜を形成しにくい。こ
の結果マスクからの熱輻射が悪くなり、且つ熱伝
導率がアルミキルド低炭素鋼に比べて小さなこと
もあいまつて熱がこもり易い。同一映像条件下に
おけるマスク温度は、低炭素鋼を使用したマスク
に比べて高くなり易いため熱膨張量も目的とした
値より多くなり熱輻射の良好な黒色酸化膜を形成
しなければ低熱膨張という素材の長所が生かされ
ず熱変形による色純度劣化が問題になる。 〔発明の目的〕 本発明は鉄−ニツケル合金よりなるシヤドウマ
スクのプレス成形性が良く、且つ耐蝕性及び熱輻
性の優れた黒色酸化膜の形成が容易なシヤドウマ
スクの製造方法を提供するもので、最終的には画
面のホワイトユニフオーミテイ（WU）品位が良
く、PD問題のないカラー受像管を提供すること
を目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、鉄−ニツケル合金よりなるシヤドウ
マスクのプレス成形前の焼鈍を真空中で行ない、
焼鈍後の冷却を還元雰囲気中の炉内で行なうこと
によつて、シヤドウマスクの降伏点強度を低下せ
しめてプレス成形時の変形量を抑制すると同時
に、シヤドウマスク表面のステンレス化を抑制し
良好な酸化膜の成長を得るものである。 〔発明の実施例〕 鉄−ニツケル合金を主成分とするシヤドウマス
ク用素材としてアンバー合金を用いた実施例に関
し以下説明する。第１表にアンバー合金とアルミ
キルド低炭素鋼の素材組成を示す。
法に係り、特にその素材が鉄−ニツケル合金の場
合の焼鈍法に関するものである。 〔発明の技術的背景及びその問題点〕 カラー受像管用シヤドウマスクの素材には一般
にリムド鋼又はアルミキルド鋼などの高純度の低
炭素鋼板が用いられているが、これは素材の供給
能力、コスト、加工性、強度などにより総合的に
決められたものである。しかし乍らその最大の欠
点は熱膨張係数が大きい（０〜100℃、約12×
10-6／℃）ことである。通常のシヤドウマスクの
電子ビーム通過率は15〜25％で多くの電子ビーム
がシヤドウマスクに衝突し、シヤドウマスク自体
の温度が30〜80℃に上昇する。この結果シヤドウ
マスクは熱変形を起し螢光面に対向する曲面の曲
率が崩れることによりピユリテイードリフト
（PD）と呼ばれる色純度の劣化を引起す。マスク
孔ピツチの粗い一般のカラー受像管は螢光体層と
電子ビームとの幾何学的な位置関係のずれに対す
る余裕度（以下ガードバンド量と称す）が大き
く、シヤドウマスクがある量熱変形を起しても色
純度の劣化が起りにくい。しかし乍ら文字や図形
の表示装置としての高精細度カラー受像管や、一
般民生管では画面の平坦性を向上させ且つ文字放
送に対応させ細かなピツチを有したカラー受像管
の場合、上記余裕度は必らずしも充分ではない。
即ち高精細度カラー受像管の場合、孔ピツチが細
かなため孔寸法も小さく（例えば0.3mmピツチで
は140μ、0.2mmピツチでは85μ）必然的にガードバ
ンド量が少なく、且つ通常のフオトエツチングに
て孔寸法の小さなものを得ようとした場合マスク
板厚を薄くしなければならぬため熱容量が減少
し、一定条件下における熱膨張量が板厚の厚いも
のに比較し多くなり色純度が劣化し易い問題点を
有する。一方画面の平坦性を向上させたカラー受
像管の場合、マスクの曲率半径が一般管に比較し
大きいので、同じ量マスクが同じ量の熱膨張を起
してもマスク孔を通過した電子ビームの目的とす
る螢光体層への射突位置ずれ量が多く、且つピツ
チの細かな分ガードバンド量も少なく色純度が劣
化し易い問題点を有する。これを解決するために
種々の方法が検討されているが、特公昭42−
25446号公報、特開昭50−58977号公報、特開昭50
−68650号公報に示されているように熱膨張係数
の小さな鉄−ニツケル合金例えば36％Ni−Feア
ンバー合金（０〜100℃、約０〜2.0×10-6／℃）
又は42％Ni−Fe合金（０〜100℃、約5.0×
10-6／℃）を素材として使用するシヤドウマスク
が提案されているが未だ実用条件を満足するに到
つていない。この原因の一つとして鉄−ニツケル
合金からなるマスクの加工の困難さが挙げられ
る。シヤドウマスクの曲面は高精度が要求され、
1000mmの曲率半径(R)に対し許容公差は±５mmと非
常に厳しいしのである。しかし乍ら鉄−ニツケル
合金は従来の鉄を主成分とするものに比べ同様の
焼鈍を施しても機械的強度が高くプレス等による
球面成形性が劣る欠点を有している。例えば第１
図に示すように厚さ0.2mmの鉄−ニツケルマスク
を球面成形し標準Ｒに対して局部的な凹みを生じ
た場合、この凹み量(d)は20μｍ以下であれば実質
的に色純度の劣化は許容し得る。この凹み量をシ
ヤドウマスク素材の降伏点強度について、例えば
14吋型シヤドウマスクの場合第２図に示す特性を
示す。即ち凹み量を20μｍ以下とするためには降
伏点強度を20Kg／mm2以下に抑える必要がある。し
かし乍ら鉄−ニツケル系合金を素材とするシヤド
ウマスクを従来のアルミキルド低炭素鋼を素材と
するシヤドウマスクと同様の水素雰囲気における
アニール炉で焼鈍した場合、得られる降伏点強度
は第３図に示すように、アルミキルド低炭素鋼の
特性ａに比較し鉄−ニツケル合金の特性ｂは非常
に高い。即ち900℃もの高温で焼鈍しても降伏点
強度は29〜30Kg／mm2までしか低下しない。尚、第
２図において、鉄−ニツケル合金の降伏点強度は
炭素鋼に特有の降伏現象を呈しないため、0.2％
伸びた時の引張強度にて代用している。このよう
に鉄−ニツケル系合金を素材とするシヤドウマス
クは特に有効部周辺部の変形と凹みが大きいた
め、変形による色純度劣化が大きな問題となる。
一方管内に組込まれるシヤドウマスクは耐蝕性及
び熱輻射性を向上させるため、プレス成形にて目
的とする曲面を得た後マスク表面に黒色酸化膜層
を形成する。しかし鉄−ニツケル合金は耐蝕性の
良いニツケルが含まれているため、アルミキルド
低炭素鋼に比較し黒色酸化膜を形成しにくい。こ
の結果マスクからの熱輻射が悪くなり、且つ熱伝
導率がアルミキルド低炭素鋼に比べて小さなこと
もあいまつて熱がこもり易い。同一映像条件下に
おけるマスク温度は、低炭素鋼を使用したマスク
に比べて高くなり易いため熱膨張量も目的とした
値より多くなり熱輻射の良好な黒色酸化膜を形成
しなければ低熱膨張という素材の長所が生かされ
ず熱変形による色純度劣化が問題になる。 〔発明の目的〕 本発明は鉄−ニツケル合金よりなるシヤドウマ
スクのプレス成形性が良く、且つ耐蝕性及び熱輻
性の優れた黒色酸化膜の形成が容易なシヤドウマ
スクの製造方法を提供するもので、最終的には画
面のホワイトユニフオーミテイ（WU）品位が良
く、PD問題のないカラー受像管を提供すること
を目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、鉄−ニツケル合金よりなるシヤドウ
マスクのプレス成形前の焼鈍を真空中で行ない、
焼鈍後の冷却を還元雰囲気中の炉内で行なうこと
によつて、シヤドウマスクの降伏点強度を低下せ
しめてプレス成形時の変形量を抑制すると同時
に、シヤドウマスク表面のステンレス化を抑制し
良好な酸化膜の成長を得るものである。 〔発明の実施例〕 鉄−ニツケル合金を主成分とするシヤドウマス
ク用素材としてアンバー合金を用いた実施例に関
し以下説明する。第１表にアンバー合金とアルミ
キルド低炭素鋼の素材組成を示す。
【表】
上記組成の36Niアンバー合金を素材とするシ
ヤドウマスクに関し、水素雰囲気（露点10℃）の
アニール炉を使用し焼鈍温度を上げた時の降伏点
強度を第４図に示す。第４図から明らかな如く、
1200℃の高温で焼鈍しても降伏点強度は24Kg／mm2
までしか低下しない。従つて降伏点強度を成形性
に問題のない20Kg／mm2以下にするには第４図から
外挿して焼鈍温度を1500〜1700℃とする必要があ
る。しかしアンバー合金の融点が1440〜1450℃で
あることを考えると実行不可能である。 本発明者らは特開昭59−27433号公報に示され
ているように焼鈍による金属板の結晶組織を観察
した結果、水素焼鈍処理の場合には断面の結晶粒
が焼鈍温度の上昇に伴いよく成長するのに反し、
表面の結晶粒の成長がごくわずかであることを見
出した。この表面結晶粒の成長不足は降伏点強度
と関連があり、断面と同様の結晶成長を施すこと
ができるなら降伏点強度は20Kg／mm2に近づくと考
えた。この為には表面の結晶粒界に濃化する不純
物で特に蒸気圧の高いMn、Ｐ、Ｓ等を結晶粒界
より蒸発させることにより表面結晶粒の成長を促
進できると推定し真空中での焼鈍を実施した。真
空度は10-2Torr、温度は900〜1200℃で夫々10分
間の焼鈍を行つた。この結果第５図に示すよう
に、20Kg／mm2以下の降伏点強度が1000℃以上の焼
鈍温度にて得られた。また表面の結晶粒の成長は
内部と差がなく、厚さ1/20以下の表面層の不純物
の分析結果を示す第２表からも判る如く、Mn、
Ｐ及びＳ等の不純物が大幅に減少している。上記
真空焼鈍時の真空度は10-2Torrで行つたが、焼
鈍時間を更に長くとることで真空焼鈍時の真空度
を10-1Torrまで低下させることができる。結晶
粒の成長は結晶粒界の汚染状態によつて変化し、
汚染されているとその成長が阻害される。これを
真空状態の雰囲気で焼鈍することにより、濃化し
た不純物は表面から抜け出して除去される。この
速度は雰囲気温度は勿論のこと真空度に依存する
が、そのとき必要な真空度は10-1Torr以下であ
ることがわかつた。
ヤドウマスクに関し、水素雰囲気（露点10℃）の
アニール炉を使用し焼鈍温度を上げた時の降伏点
強度を第４図に示す。第４図から明らかな如く、
1200℃の高温で焼鈍しても降伏点強度は24Kg／mm2
までしか低下しない。従つて降伏点強度を成形性
に問題のない20Kg／mm2以下にするには第４図から
外挿して焼鈍温度を1500〜1700℃とする必要があ
る。しかしアンバー合金の融点が1440〜1450℃で
あることを考えると実行不可能である。 本発明者らは特開昭59−27433号公報に示され
ているように焼鈍による金属板の結晶組織を観察
した結果、水素焼鈍処理の場合には断面の結晶粒
が焼鈍温度の上昇に伴いよく成長するのに反し、
表面の結晶粒の成長がごくわずかであることを見
出した。この表面結晶粒の成長不足は降伏点強度
と関連があり、断面と同様の結晶成長を施すこと
ができるなら降伏点強度は20Kg／mm2に近づくと考
えた。この為には表面の結晶粒界に濃化する不純
物で特に蒸気圧の高いMn、Ｐ、Ｓ等を結晶粒界
より蒸発させることにより表面結晶粒の成長を促
進できると推定し真空中での焼鈍を実施した。真
空度は10-2Torr、温度は900〜1200℃で夫々10分
間の焼鈍を行つた。この結果第５図に示すよう
に、20Kg／mm2以下の降伏点強度が1000℃以上の焼
鈍温度にて得られた。また表面の結晶粒の成長は
内部と差がなく、厚さ1/20以下の表面層の不純物
の分析結果を示す第２表からも判る如く、Mn、
Ｐ及びＳ等の不純物が大幅に減少している。上記
真空焼鈍時の真空度は10-2Torrで行つたが、焼
鈍時間を更に長くとることで真空焼鈍時の真空度
を10-1Torrまで低下させることができる。結晶
粒の成長は結晶粒界の汚染状態によつて変化し、
汚染されているとその成長が阻害される。これを
真空状態の雰囲気で焼鈍することにより、濃化し
た不純物は表面から抜け出して除去される。この
速度は雰囲気温度は勿論のこと真空度に依存する
が、そのとき必要な真空度は10-1Torr以下であ
ることがわかつた。
以上のように本発明によれば、プレス成形性が
良好で且つ耐蝕性及び熱輻射性の優れた黒色酸化
膜を容易に形成でき、ホワイトユニフオーミテイ
品位が良好で、PD問題のない鉄−ニツケル合金
からなるシヤドウマスクを得ることができる。
良好で且つ耐蝕性及び熱輻射性の優れた黒色酸化
膜を容易に形成でき、ホワイトユニフオーミテイ
品位が良好で、PD問題のない鉄−ニツケル合金
からなるシヤドウマスクを得ることができる。
第１図はシヤドウマスクの変形を説明するため
の要部の概略図、第２図はシヤドウマスクの変形
量と降伏点強度との関係を示す特性図、第３図及
び第４図はシヤドウマスクの焼鈍温度と降伏点温
度との関係を示す特性図、第５図は真空焼鈍温度
と降伏点強度との関係を示す特性図である。
の要部の概略図、第２図はシヤドウマスクの変形
量と降伏点強度との関係を示す特性図、第３図及
び第４図はシヤドウマスクの焼鈍温度と降伏点温
度との関係を示す特性図、第５図は真空焼鈍温度
と降伏点強度との関係を示す特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄及びニツケルを主成分とする薄板状金属板
に多数の開孔を穿設する工程と、前記多数の開孔
の穿設された金属板を焼鈍する工程と、前記焼鈍
された金属板を成形する工程と、前記成形された
金属板に黒色酸化皮膜を形成する工程とを少なく
とも備えたシヤドウマスクの製造方法において、
前記焼鈍を真空中で行ない、焼鈍後の冷却を還元
雰囲気中の炉内で行うことを特徴とするシヤドウ
マスクの製造方法。 ２ 前記焼鈍が10-1torr以下の圧力の真空中で行
なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のシヤドウマスクの製造方法。 ３ 前記焼鈍後の炉冷却時水素ガスの投入を炉温
が500℃に下るまで続け、焼鈍処理終了後黒色酸
化皮膜を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のシヤドウマスクの製造方法。 ４ 前記焼鈍が1000℃以上の温度で行なわれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のシヤ
ドウマスクの製造方法。 ５ 前記焼鈍終了後黒色酸化皮膜を形成するまで
の間脱酸雰囲気中でシヤドウマスクを保管してお
くことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
シヤドウマスクの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048145A JPS60194012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
| KR1019840008581A KR890002363B1 (ko) | 1984-03-15 | 1984-12-31 | 새도우 마스크의 제조방법 |
| US06/710,979 US4612061A (en) | 1984-03-15 | 1985-03-12 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| EP85103032A EP0155010B1 (en) | 1984-03-15 | 1985-03-15 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| DE8585103032T DE3565191D1 (en) | 1984-03-15 | 1985-03-15 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| SG954/90A SG95490G (en) | 1984-03-15 | 1990-11-23 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
| HK1093/90A HK109390A (en) | 1984-03-15 | 1990-12-27 | Method of manufacturing picture tube shadow mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048145A JPS60194012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194012A JPS60194012A (ja) | 1985-10-02 |
| JPH0555566B2 true JPH0555566B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=12795183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048145A Granted JPS60194012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | シヤドウマスクの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194012A (ja) |
| KR (1) | KR890002363B1 (ja) |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59048145A patent/JPS60194012A/ja active Granted
- 1984-12-31 KR KR1019840008581A patent/KR890002363B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890002363B1 (ko) | 1989-07-01 |
| JPS60194012A (ja) | 1985-10-02 |
| KR850006967A (ko) | 1985-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |