专利名称：用于荫罩板的具有改进耐冲击性的Fe－Ni－Co合金薄带的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Fe-Ni-Co合金薄带，其用于大尺寸平面形状布劳恩管(Braun tube)的荫罩板。具体而言，本发明涉及一种Fe-Ni-Co合金薄带，与常规薄带相比，其被薄壁化但维持了改进的耐冲击性。
背景技术：
普通的家用电视设备趋向大尺寸和高亮度。伴随这种倾向，当电视设备受到外部冲击和振动时，图像可能闪烁。另外，因为电子射线辐射量的增加，由热漂移导致的色差可能出现。因此，0.2mm或以上厚度的36％Ni-Fe合金薄带，其显示低热膨胀系数，目前用于29英寸或以上的大尺寸布劳恩管。
随着因特网的广泛使用，要求电视设备适应多媒体和能够显示静止图像。由于静止图像的质量随着显示点数增加而更好，因此认为为了取得由肉眼观察到的满意的图像质量，电子透过孔的间距应该约为常规间距的75％或以下。
然而，因为36％Ni-Fe合金的蚀刻性能差，因此在采用常规方法穿这些孔时，事实上不可能使电子透过孔的间距变窄。另外，虽然薄带可以穿狭间距的孔，但当外部冲击和振动施加于荫罩板上时，图像变得不稳定。另外，由薄带制备的荫罩板的温度容易升高，因此热漂移增加。
如上所述，用作大尺寸的平面布劳恩管的荫罩板的薄带，其适于显示静止图像，应该与常规厚度的75％一样薄。薄带的薄壁化不应该削弱耐冲击性，因为削弱的耐冲击性使热漂移发生。
本发明人发现加入0.3％Nb的32％Ni-5％Co-Fe适于使高精度显示设备例如个人电脑等的布劳恩管扁平。这种材料显示0.2％屈服强度，其比36％Ni-Fe合金的屈服强度提高了25％或以上。尽管耐冲击性相对于常规薄板厚度降低了75％，但没有削弱32％Ni-5％Co-Fe合金的耐冲击性。另外，因为32％Ni-5％Co-Fe合金的热膨胀系数非常低，所以根本不出现热漂移的问题。然而，这种合金包含5％的Co和32％的Ni，且因此是昂贵的。
在由本申请人提交的日本未审查专利出版物2003-183774(下文称作日本出版物)中，提供了一种包含34至38质量％的Ni和具有TS(抗拉强度)/0.2％YS(屈服强度)≤1.03的Fe-Ni合金轧制的薄带。在该日本出版物中，Fe-Ni合金薄带的残余应力讨论如下残余应力分别沿着薄带平行和垂直于轧制方向(RD)的横截面S1和S2上的厚度方向分布。换言之，分别薄带平行和垂直于轧制方向(RD)的横截面S1和S2承受残余应力，其在厚度方向上变化。将在上面所述的横截面S1和S2的中心部分上产生的最大的抗拉残余应力(σt)调整到50N/mm2或以下。
在该日本出版物中，通过以下方法测量样品的卷曲。在轧制方向(RD)上拉伸的长方形样品A取样于显然在宽度方向上的中心部分处的轧制薄带。长方形样品A的长边为500mm长，同时长方形样品A的短边为50mm宽。在垂直于轧制方向(RD)的方向上拉伸的另一长方形样品B取样于显然在宽度方向上的中心部分处的轧制薄带。长方形样品B的长边为500mm长，同时长方形样品B的短边为50mm宽。夹住长方形样品A和B的一个末端且在其长边方向向下悬挂。测量其它未被夹住的末端卷曲。长方形样品A在轧制方向(RD)卷曲。这种卷曲称作卷边卷曲(curl wrap)(Wc)。长方形样品B在垂直于轧制方向(RD)的方向卷曲，且这种偏差称作沟卷曲(gutterwrap)(Wg)。调整卷边卷曲(Wc)和沟卷曲(Wg)到10mm或以下。在该日本出版物的一个实施例中，测量了冷轧回火过的Fe-Ni合金薄带的屈服强度。另外，在一个实例中，厚度为0.12mm。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可以薄但具有高耐冲击性的Fe-Ni合金薄带。
依照本发明的目的，提供一种Fe-Ni-Co合金薄带，按质量百分比计，所述合金由0.2～0.4％的Nb，0.2～0.5％的Mn，和余量的Co，Ni和Fe以及杂质组成，在所述的杂质中，C0.005％或以下，S0.005％或以下，N0.005％或以下，和00.005％或以下，且Co和Ni满足下面的等式等式1[％Co]≤5.0等式2[％Co]≥-0.471×[％Ni]+19.19等式3[％Co]≤1.048×[％Ni]-28.31等式4[％Co]≥1.019×[％Ni]-28.03。
在上面所述的组合物中，与现有技术相比，可以降低Ni和Co的含量，但没有削弱强度和热膨胀系数。即尽管Ni含量为32.0％或以下且Co含量为5.0％或以下，因为Ni和Co含量是平衡的，所以该0.2％屈服强度超过32％Ni-5％Co-Fe合金的屈服强度。
荫罩板和框架以及荫罩板和框架的焊接方法决定了布劳恩管的耐冲击性。当规定了框架和焊接方法但没有规定荫罩的规格时，荫罩板薄带的屈服强度和厚度决定抵抗给定负荷的耐冲击性。用作荫罩板薄带的0.2％屈服强度(YS单位用MPa)和厚度(t，单位用mm)的乘积可以作为备选的耐冲击性的评价指数。在本发明中，耐冲击性指数为用作荫罩板薄带的薄板厚度(t)和0.2％屈服强度(YS)的乘积，该荫罩板薄带已经在850℃保持了15分钟，然后以20℃至40℃/分钟的速度冷却。
同时，将0.25mm厚的36％Ni-Fe合金薄带用于29英寸显示设备。该合金薄带显示的耐冲击性指数为约65MPamm。在厚度为0.187至0.188mm的32％Ni-5％Co-0.3％Nb-Fe合金薄带的情况下，得到与该值同样的耐冲击性指数，该厚度约为36％Ni-Fe合金薄带的75％。
根据本发明的合金组合物可以含比32％Ni-5％Co-0.3％Nb-Fe合金薄带更低的Co含量。另外，根据本发明的合金薄带的Ni含量为32％或以下。尽管Ni和Co含量低，但在薄板厚度为0.187至0.188mm下时，可以得到等于65MPamm的耐冲击性指数。以下描述根据本发明限制组合物的理由。
图1为分别由横轴和竖轴表示Ni和Co含量的曲线图，并且还显示含有由曲线图决定的Ni和Co含量的Ni-Co合金的耐冲击性指数。
具体实施例方式
如图1所示，当Co和Ni含量不满足等式2至4时，耐冲击性指数变得小于65MPamm。当不满足等式1时，没有降低原料成本。因此，必需满足等式1至4全部。另外，优选满足等式5[％Ni]≤32％。考虑到成本降低，更优选满足等式5’[％Ni]＜32％和等式1’[％Co]＜5。
当Nb含量非常低时，强度是不满意的。另一方面，当Nb含量非常高时，热膨胀系数变大。因此，Nb含量为0.2至0.4％。
当Mn含量非常低时，S和镍的硫化物在晶粒间界析出，因此削弱了热工作性。当Mn含量非常高时，热膨胀系数高且大量的MnS削弱了蚀刻穿孔性能。因此，Mn含量为0.2至0.5％。
当C含量非常高时，大量形成碳化物和碳氮化物，以致削弱了蚀刻穿孔性能。因此，C含量为0.005％或以下。
当S含量非常高时，容易出现热裂，且大量形成MnS，以致削弱了蚀刻穿孔性能。因此，S含量为0.0050％或以下，更优选小于0.0020％。
当N含量非常高时，大量形成氮化物和碳氮化物，以致削弱了蚀刻穿孔性能。因此，N含量为0.005％或以下。
当O含量高时，形成大量的氧化物，以致削弱了蚀刻穿孔性能。因此，O含量为0.005％或以下。
除了上面所述，根据本发明，可以将Al，Si等用于Fe-Ni-Co合金熔化和精炼步骤中的脱氧目的。当这些元素含量非常高时，不管维持多低的氧含量，都可以形成大尺寸的杂质。用于脱氧的元素总含量应该为0.1％或以下。
通常地，在室温下屈服强度随终轧制的缩小比的提高和Fe-Ni-Co合金薄带的薄板厚度的降低而提高。上述条件，即于850℃保持15分钟，随后以每分钟20至40℃的速度冷却，减轻了薄板厚度(t)和终轧制的缩小比对屈服强度的影响。在25至150℃温度下，热膨胀平均系数小于1.2×10-6/℃。
以下参考实施例描述本发明。
实施例通过常规方法轧制薄板厚度为0.188mm的Fe-Ni-Co合金薄带。关于这些合金薄带，测量了耐冲击性指数，25至150℃温度下的热膨胀平均系数，热工作性和蚀刻穿孔性能。上面所述的薄带于850℃保持15分钟，随后以每分钟20至40℃的速度冷却之后，测量0.2％屈服强度，其为耐冲击性指数的因素之一。
认为没有缺陷例如刮擦裂纹的热轧制板为具有适宜的热工作性(表中○标志)。
通过蚀刻形成许多大小为500μm×1000μm的狭孔。认为没有畸形的孔为适宜的蚀刻穿孔性能(表中○标志)。在表中用×标志显示在热工作性和蚀刻穿孔性能方面的缺乏。
表1
在表1中，样品8至14具有不在本发明范围之内的Ni和Co含量，且因此显示低于65MPa·mm的耐冲击性指数。样品15中的Mn含量低且显示低于65MPa·mm的耐冲击性指数和差的热可工作性。样品16和17显示高于65MPa·mm，但由于不在本发明范围之内的高Nb或Mn含量而显示较大热膨胀系数。样品16的蚀刻穿孔性能也不好。样品18至21显示高于65Mpamm的耐冲击性指数，但它们的热可工作性和蚀刻穿孔性能差，因为C，S，N和O任何一种含量不在本发明范围之内。样品22是没有Co的Fe-Ni合金，其与添加Co的Fe-Ni合金相比，耐冲击性低和热膨胀系数高。
工业适用性根据本发明的Fe-Ni-Co合金薄带具有抵抗外部冲击的高抵抗力且是便宜的。因此，用根据本发明的Fe-Ni-Co合金薄带制备的荫罩板具有改进的热漂移特性。因此，这种荫罩板可以获得比常规荫罩板低25％的厚度。透过电子束的孔间距可以在不导致蚀刻成本提高的情况下变狭。因此，这种荫罩板对于制备29英寸或以上的大尺寸平板显示管是有用的，其适用于多媒体和其是显示静止图像的多媒体所需要的。
权利要求
1.一种用作荫罩板的具有改进耐冲击性的Fe-Ni-Co合金薄带，按质量百分比计，所述合金由0.2～0.4％的Nb，0.2～0.5％的Mn，和余量的Co，Ni和Fe以及杂质组成，在所述的杂质中，C0.005％或以下，S0.005％或以下，N0.005％或以下，和O0.005％或以下，且Co和Ni满足下面的等式等式1[％Co]≤5.0等式2[％Co]≥-0.471×[％Ni]+19.19等式3[％Co]≤1.048×[％Ni]-28.31等式4[％Co]≥1.019×[％Ni]-28.03。
2.根据权利要求1所述的Fe-Ni-Co合金薄带，其中满足等式5[％Ni]≤32.0。
3.根据权利要求2所述的Fe-Ni-Co合金薄带，其中满足等式6[％Ni]＜32.0。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的Fe-Ni-Co合金薄带，其中满足等式1’[％Co]＜5.0。
5.根据权利要求1至4任何一项所述的Fe-Ni-Co合金薄带，其中所述薄带的薄板厚度为0.187～0.188mm。
全文摘要
提供了一种用作荫罩板的具有改进耐冲击性的Fe－Ni－Co合金薄带。所述合金由0.2～0.4％的Nb，0.2～0.5％的Mn，和余量的Co，Ni和Fe以及杂质组成，在所述的杂质中，C0.005％或以下，S0.005％或以下，N0.005％或以下，和00.005％或以下，且Co和Ni满足下面的等式等式1[％Co]≤5.0；等式2[％Co]≥－0.471×[％Ni]+19.19；等式3[％Co]≤1.048×[％Ni]－28.31；等式4[％Co]≥1.019×[％Ni]－28.03。
文档编号H01J29/07GK1721564SQ20041006367
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月14日 优先权日2004年7月14日
发明者结城典夫, 小野俊之, 柴田尚, 田中慎二 申请人:日矿金属加工株式会社, 株式会社日本制钢所