DE69617724T2

DE69617724T2 - Werkstoff für magnetische Abschirmung und Verfahren zu ihrer Herstellung, und Farbbildröhre

Info

Publication number: DE69617724T2
Application number: DE69617724T
Authority: DE
Inventors: Akira Ikeda; Hironao Okayama
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: US6016029A; EP0860510A1; CN1069930C; AU6631596A; MX9800951A; EP0860510A4; TW394798B; WO1997006285A1; KR100264697B1; CN1192786A; EP0860510B1; DE69617724D1; JP3337475B2; KR19990029083A

Description

Fachgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft in Farbbildröhren verwendete magnetische Abschirmungsmaterialien, ein Verfahren zum Herstellen der Materialien und die Materialien aufweisende Farbbildröhren und insbesondere in Farbbildröhren verwendete magnetische Abschirmungsmaterialien, ein Verfahren zum Herstellen der Materialien und die Materialien aufweisende Farbbildröhren, die bei der Handhabung eine verbesserte Festigkeit aufweisen.

Stand der Technik

Eine Farbbildröhre in der Art einer in einem Farbfernsehgerät eingesetzten Bildröhre weist im wesentlichen eine Elektronenkanone und eine fluoreszierende Oberfläche auf, die Elektronenstrahlen in ein Bild umwandelt. Das Innere der Bildröhre ist mit magnetischen Abschirmungsmaterialien bedeckt, um zu verhindern, daß die Elektronenstrahlen durch den Erdmagnetismus abgelenkt werden.
Als solche magnetischen Abschirmungsmaterialien werden dünne Stahlbleche verwendet, die schwarz behandelt sind oder auf denen ein Nickelüberzug bereitgestellt ist, wobei die dünnen Stahlbleche bei einer Temperatur um 600ºC durch Biegen mit einer gewünschten Form versehen werden und dicht an einer Braunschen Röhre angebracht werden. Die als magnetische Abschirmungsmaterialien verwendeten Stahlbleche müssen günstige mechanische Eigenschaften, wie eine günstige Formbarkeit aufweisen und eine Biege- und Handhabungsfestigkeit haben, um das Verformen von Werkstücken beim Befördern der magnetischen Abschirmungsmaterialien vor oder nach dem Formungsvorgang sowie beim Stapeln der Werkstücke zu verhindern, und sie müssen ausgezeichnete magnetische Abschirmungseigenschaften, wie eine hohe Permeabilität und eine geringe Koerzitivkraft, aufweisen.
Zum Verringern der Koerzitivkraft bei erhöhter Permeabilität muß das Vorhandensein von Ausscheidungen, wie Kohlenstoff, Stickstoff, Carbid oder Nitrid in den Stählen, wodurch das Bewegen der ferromagnetischen Domänenwand behindert wird, minimiert werden, und das Kornwachstum muß gefördert werden, während Korngrenzen vermindert werden. Durch Verringern von Kohlenstoff und Stickstoff in den Stählen, während das Kornwachstum der Stähle erhöht wird, wird eine verbesserte Formbarkeit, beispielsweise durch Biegen, erzielt, weil die Festigkeit der Stähle verringert wird. Beim Befördern der durch Biegen hergestellten Stahlbleche oder Werkstücke treten jedoch selbst beim Einwirken eines leichten Stoßes leicht Unregelmäßigkeiten auf, oder die Werkstücke werden infolge des Gewichts der gestapelten Werkstücke leicht verformt. Wenngleich die Handhabungsfestigkeit der Stahlbleche durch Kornveredeln oder durch Hinzufügen einer bestimmten Menge Kohlenstoff und Stickstoff zu den Stählen, so daß Carbid und Nitrid in den Stählen ausgeschieden werden, verbessert wird, bewirkt dieses Verfahren ein Verschlechtern der magnetischen Eigenschaften. Auf diese Weise müssen die als magnetische Abschirmungsmaterialien verwendeten Stahlbleche gleichzeitig die ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften und die günstige Handhabungsfestigkeit erfüllen, woraus sich ein Konflikt ergibt.
In DE-A-38 41 870 sind aus warmgewalzten Stahlstreifen hergestellte magnetische Abschirmungsmaterialien beschrieben, deren Zusammensetzung durch ≤ 0,001% C, ≤ 0,001% N, ≤ 0,005% Al, ≤ 0,04% Si, ≤ 0,45% Mn, ≤ 0,035% P, ≤ 0,03% S, ≤ 0,08% Cu und restliches Fe gegeben ist. Der Streifen aus DE-A-38 41 870 wird kaltgewalzt und bei einer Temperatur oberhalb von 550ºC geglüht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in Farbbildröhren verwendete magnetische Abschirmungsmaterialien, die ausgezeichnete innere magnetische Abschirmungseigenschaften und eine ausgezeichnete Handhabungsfestigkeit aufweisen, und diese magnetischen Abschirmungsmaterialien aufweisende Farbbildröhren bereitzustellen.

Offenbarung der Erfindung

Die in Farbbildröhren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Abschirmungsmaterialien werden hergestellt, indem warmgewalzte, wenig Kohlenstoff aufweisende Stahlstreifen, die höchstens 0,006 Gew.-% C, höchstens 0,002 Gew.-% N, höchstens 0,5 Gew.-% Mn, 0,1-1,5 Gew.-% Cu, Fe als Rest und unvermeidliche Verunreinigungen aufweisen, einem Kaltwalzen unterzogen werden und die kaltgewalzten Stahlstreifen bei einer Temperatur von 550-850ºC geglüht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Kohlenstoff durch Hinzufügen von Cu zu äußerst wenig Kohlenstoff aufweisenden Stählen in einer Festlösung oder fein ausgeschieden gehalten, so daß die Zugfestigkeit der äußerst wenig Kohlenstoff aufweisenden Stähle bei mindestens 40 kg/mm² gehalten werden kann, während die Koerzitivkraft bei höchstens 1, 2 Oersted gehalten wird, wodurch die in Farbbildröhren verwendeten magnetischen Abschirmungsmaterialien erhalten werden können, die ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und gleichzeitig eine ausgezeichnete Handhabungsfestigkeit aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert mit Bezug auf die folgende Ausführungsform beschrieben, Als äußerst wenig Kohlenstoff aufweisende Stähle, die als in Farbbildröhren verwendete magnetische Abschirmungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind äußerst wenig Kohlenstoff aufweisende Stähle bevorzugt, die hergestellt werden, indem die Stähle durch eine Vakuumentgasung einer Entkohlung und Denitrifizierung unterzogen werden, um Carbid und Nitrid in den Stählen zu verringern, und indem die Stähle nachfolgend einem Warmwalzen und einem fortlaufenden Glühen unterzogen werden. Weil Carbid und Nitrid, die in den Stählen fein verteilt sind, weiterhin das Bewegen einer ferromagnetischen Domänenwand verhindern und dadurch die magnetischen Eigenschaften verschlechtern, müssen Elemente, die in die Stähle aufgenommen werden, vorab in ihrer Anzahl beschränkt werden, und die Menge dieser Elemente muß so weit wie möglich eingeschränkt werden. Zuerst wird der Grund erklärt, aus dem die Anzahl der in die Stähle aufzunehmenden Elemente und die Menge dieser Elemente zu beschränken sind.
Hinsichtlich C sei bemerkt, daß dann, wenn in den kaltgewalzten Stahlblechen eine große Menge C vorhanden ist, mehr Carbid auftritt, so daß die Bewegung der ferromagnetischen Domänenwand behindert wird, und auch das Kornwachstum eingeschränkt wird. Es wird demgemäß schwierig, die Koerzitivkraft der Stähle zu verringern. Dementsprechend sollte die Obergrenze des C-Anteils bei 0,006 Gew.-% liegen. Die Untergrenze des C-Anteils sollte unter der Bedingung, daß die Vakuumentgasung wirksam ausgeführt werden kann, so gering wie möglich sein.
Hinsichtlich N sei bemerkt, daß dann, wenn beruhigte Aluminiumstähle als magnetische Abschirmungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, das N mit im Festlösungszustand befindlichem Aluminium in dem Stahl reagiert, und feines AlN bildet, das die magnetischen Eigenschaften verschlechtert. Dementsprechend sollte der N-Anteil höchstens 0,002 Gew.-% betragen.
Hinsichtlich Mn sei bemerkt, daß das Hinzufügen von Mn erforderlich ist, weil sich Mn mit dem S im Stahl verbindet und S darin als MnS fixiert, wodurch die Warmbrüchigkeit verhindert wird. Entsprechend dem Verringern des Mn-Anteils werden die magnetischen Eigenschaften angehoben. Dementsprechend sollte der Mn-Anteil höchstens 0,5 Gew.-% betragen.
Hinsichtlich Cu sei bemerkt, daß unter der Bedingung, daß eine gewünschte Wärmebehandlungsbedingung erfüllt ist, Cu in einem Festlösungszustand zu den Stählen hinzugefügt werden kann und die Festigkeit des Stahls verbessert, ohne daß seine magnetischen Eigenschaften verschlechtert werden. Weiterhin beträgt die Korngröße des fein ausgeschiedenen Cu, die beim Glühen auftritt, etwa 1-20 nm. Weil die Korngröße des ausgeschiedenen Cu sehr fein ist, wird die Bewegung der ferromagnetischen Domänenwand durch dieses fein ausgeschiedene Cu anders als bei ausgeschiedenem C oder ausgeschiedenem N auf diese Weise nicht behindert. Wenngleich die Stähle bei Hinzufügen von mindestens 0,1 Gew.-% Cu die bei der vorliegenden Erfindung erforderliche Handhabungsfestigkeit aufweisen können, werden dann, wenn der Cu-Anteil 1,5 Gew.-% übersteigt, die magnetischen Eigenschaften verschlechtert, und es tritt eine Warmbrüchigkeit auf, wodurch die Bearbeitbarkeit und Formbarkeit des Stahls verschlechtert werden. Dementsprechend sollte die Obergrenze des Cu-Anteils 1,5% betragen.
Nachfolgend werden die Prozesse zur Herstellung der als magnetische Abschirmungsmaterialien verwendeten dünnen Stahlbleche erklärt.
Zuerst werden die durch Vakuumveredelung oder Vakuumentgasung hergestellten äußerst wenig Kohlenstoff aufweisenden warmgewalzten Stahlstreifen mit den oben erwähnten chemischen Zusammensetzungen gebeizt, um einen während eines Warmwalzprozesses erzeugten Oxidfilm zu beseitigen. Nachfolgend werden die warmgewalzten Stahlstreifen bei einer Rate von mindestens 70 Gew.-% kaltgewalzt, um die Stahlstreifen mit einer Dicke von 0,15-0,25 mm zu versehen. Wenn die Kaltwalzrate geringer als 70% ist, beträgt die Zugfestigkeit der Stahlstreifen weniger als 40 kg/mm², wenn die Stahlstreifen nach dem Kaltwalzen geglüht werden, so daß die gemäß der vorliegenden Erfindung erforderliche Handhabungsfestigkeit nicht erreicht werden kann. Das Glühen sollte vorzugsweise abhängig von der erforderlichen Festigkeit für 3 Minuten bis 5 Stunden bei einer Temperatur von 550-850ºC ausgeführt werden. Wenn die Glühtemperatur geringer als 550ºC ist, kann die gemäß der vorliegenden Erfindung erforderliche Koerzitivkraft von höchstens 1, 2 Oersted nicht erreicht werden. Wenn der Cu-Anteil verringert wird, um die Festigkeit der Stähle durch feines Ausscheiden und nicht durch Festlösung zu verbessern, löst sich das Cu bei der höheren Glühtemperatur vollständig als Feststoff in den Stählen, so daß die gemäß der vorliegenden Erfindung erforderliche Zugfestigkeit nicht erhalten werden kann. Wenn das Glühen weiterhin bei einer 850ºC übersteigenden Temperatur geschieht, kann bei einer ausreichenden hinzugefügten Menge Cu selbst bei einem Erwärmungszeitraum von weniger als 3 Minuten die Zugfestigkeit von mindestens 40 kg/mm² nicht erhalten werden. Vorzugsweise sollte das Glühen entsprechend der hinzugefügten Menge Cu für 5 Minuten bis 2 Stunden bei einer Temperatur von 600-800ºC ausgeführt werden. Das Glühen kann abhängig von der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit entweder ein Kastenglühen oder ein fortlaufendes Glühen sein.
Die vorliegende Erfindung wird in näheren Einzelheiten weiter mit Bezug auf das folgende Beispiel erklärt.

(Beispiel)

Es wurden drei Arten von Stählen A, B und C mit den in Tabelle 1 dargestellten chemischen Zusammensetzungen durch Vakuumentgasen in Form von Brammen hergestellt und dann warmgewalzt, um warmgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 1,8 mm zu erzeugen. Diese warmgewalzten Stahlbleche wurden in Schwefelsäure gebeizt und dann kaltgewalzt, um kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,15 mm zu erzeugen. Die kaltgewalzten Stahlbleche wurden unter den in den Tabellen 2-4 dargestellten Bedingungen fortlaufend geglüht, um 11 Arten von Proben mit den jeweiligen Stahlarten A, B und C zu erzeugen. Die Koerzitivkraft der in der oben erwähnten Weise erzeugten geglühten Proben wurde gemessen, indem eine erste und eine zweite Spule um die geglühten Proben gewickelt wurden und ein Magnetfeld von 10 Oersted auf die Proben einwirken gelassen wurde. Die Zugfestigkeit der geglühten Proben wurde durch TENSILON gemessen.
Die Meßergebnisse sind in den Tabellen 2-4 dargestellt. Es sei bemerkt, daß die magnetischen Abschirmungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringere Koerzitivkraft und (gleichzeitig) eine höhere Zugfestigkeit aufweisen, so daß die Materialien vorzugsweise als die in Farbbildröhren verwendeten magnetischen Abschirmungsmaterialien verwendet werden können. Dagegen können die Stähle aus den Vergleichsbeispielen A-11, B-11 und C-11 keine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4

Industrielle Anwendbarkeit

Die magnetischen Abschirmungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung haben eine niedrige Koerzitivkraft und eine hohe Zugfestigkeit, so daß die Materialien vorzugsweise als in Farbbildröhren verwendete magnetische Abschirmungsmaterialien verwendet werden. Die die Materialien aufweisenden Farbbildröhren haben eine ausgezeichnete Festigkeit und können leicht angebracht werden, wenn sie in den Röhren eingerichtet werden.

Claims

1. Magnetische Abschirmungsmaterialien, die in Farbbildröhren verwendet werden und die hergestellt werden, indem warmgewalzte, wenig Kohlenstoff aufweisende Stahlstreifen, die höchstens 0,006 Gew.-% C, höchstens 0,002 Gew.-% N, höchstens 0,5 Gew.-% Mn, 0,1-1,5 Gew.-% Cu, Fe als Rest und unvermeidliche Verunreinigungen aufweisen, einem Kaltwalzen unterzogen werden und die kaltgewalzten Stahlstreifen nachfolgend bei einer Temperatur von 550-850ºC geglüht werden.

2. Verfahren zum Herstellen in Farbbildröhren verwendeter magnetischer Abschirmungsmaterialien, bei dem warmgewalzte, wenig Kohlenstoff aufweisende Stahlstreifen, die höchstens 0,006 Gew.-% C, höchstens 0,002 Gew.-% N, höchstens 0,5 Gew.-% Mn, 0,1-1,5 Gew.-% Cu, Fe als Rest und unvermeidliche Verunreinigungen aufweisen, einem Kaltwalzen unterzogen werden und die kaltgewalzten Stahlstreifen bei einer Temperatur von 550-850ºC geglüht werden.

3. Farbbildröhren, die die magnetischen Abschirmungsmaterialien nach Anspruch 1 aufweisen.