專利名稱：彩色crt蔭罩框、其所用的鋼板和該鋼板的制造方法及具有該蔭罩框的彩色crt的制作方法
技術領域：
本發明涉及在電視接收機和顯示器等中使用的彩色CRT(彩色陰極射線管)(也稱為彩色顯象管)。更具體地說，本發明涉及一種配置在彩色CRT內，作為在張力下支持著張力方式的蔭罩的構件的蔭罩框(在本說明書中稱為彩色CRT蔭罩框)和在制造該蔭罩框時使用的鋼板及該鋼板的制造方法。
背景技術：
彩色CRT在其內部具有紅、藍、綠三色用的三個電子槍以及被電子槍發射的電子射線束撞擊的熒光面(屏)。熒光屏的表面由按規則順序排列的能夠發射上述三色的熒光體小點形成。
按照蔭罩占據著彩色CRT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束通過孔的矩形蔭罩。蔭罩是一種用于使各電子射線束對準熒光體小點的位置的構件，以便使各電子射線束照射到與其相對應的顏色的熒光體小點上。
常規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定的間距形成有許多細孔。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，因為這樣可使蔭罩能夠吸收蔭罩的熱膨脹和由外部傳來的振動，因此不會引起蔭罩小孔的位置偏移。因此，這種蔭罩不能充分適應蔭罩面平面化的要求。
最近開發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束通過的微孔，按照從其上下方向施加張力的狀態來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，因此能夠允許蔭罩進行平面化。而且，從上下方向和水平方向的兩個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成上下邊框的兩條水平方向的長邊框部件和用于構成左右邊框的兩條豎直方向的短邊框部件通過常規的焊接方法連接在一起而組成。長邊框部件一般由加壓成型或輥軋成型的鋼板構成。鋼板的厚度在3～6mm的范圍內，其厚薄可根據CRT的大小來選擇。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，先對蔭罩框進行黑化處理。黑化處理是一種通過熱處理來在鋼材表面上形成由Fe3O4構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，并能提高對電子射線的吸收和放熱量，同時具有能夠防止產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行，也就是把由長邊框部件構成的蔭罩框的上框部和下框部自外向內地壓縮，并根據情況同時地將蔭罩朝上下方向拉伸，并在拉伸狀態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(由短邊框架部件構成)中。
這樣，在蔭罩貼附在蔭罩框的結構物(以下稱為蔭罩/框架構件)中，蔭罩框的上框部和下框部成為負荷應力的狀態，另一方面，蔭罩成為沿上下方向承受張力的狀態。蔭罩框的左右框部起到一種支撐著承受彎曲應力的上下框部的作用。
最后對該蔭罩/框架構件施加消除應力退火，以消除在貼附蔭罩時產生的應力。消除應力退火一般是在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力退火工序倒轉過來。在此情況下，在消除應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力除去。在黑化處理工序中，對蔭罩框和蔭罩一起進行黑化處理，在該黑化處理中，在貼附蔭罩時產生的應力也被消除掉。該流程(以下稱為流程B)的工序順序如下加工成型→組裝→消除應力退火→蔭罩的貼附→黑化處理。
不管是在哪一個流程中，在黑化處理工序中都力求形成粘結性良好的黑化覆膜。如果黑化覆膜的粘結性差，則在彩色CRT的使用中會引起黑化覆膜的剝落，黑化覆膜的碎片落下到CRT內，就會使蔭罩上的射線束通過孔堵塞等，因此顯著地損害了CRT的顯象特性。
在貼附蔭罩后進行的熱處理工序(在流程A中是消除應力退火工序，在流程B中是黑化處理工序)是在蔭罩框的上下框部負荷著彎曲應力以及蔭罩承受著張力的特殊情況下進行的熱處理。由于進行了這種熱處理，導致蔭罩框上下的框部所承受的彎曲應力顯著地減輕，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導致蔭罩張力的降低或表面變形。其結果，就會在蔭罩上產生皺紋或孔距的混亂，并會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度大的36Ni鋼或42Ni鋼來制造用于構成在張力下支持著蔭罩的蔭罩框上下框部的長邊框架部件。由于這些鋼材分別含有36％或42％的高價Ni，因此使蔭罩框的成本增高。
另外，最近的電視機有大型化的傾向，因此蔭罩框也隨之增大。由于人們力圖使電視機輕量化，因此對作為蔭罩框材料的鋼材提出了高強度化和盡量減薄其厚度的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種價格較低而其高溫強度大并且在高溫下的蠕變應力小的彩色CRT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行的消除應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生和孔距的不均。
本發明的另一個目的是提供一種具有高強度，從而能使蔭罩框輕量化，并且有良好加工性，以及可以通過黑化處理形成粘結性良好的黑化覆膜的彩色CRT蔭罩框用鋼板。
本發明的再一個目的是提供一種上述彩色CRT蔭罩框用鋼板的制造方法。
本發明是基于本發明者們所發現的下述知識而完成的。
(1)在負荷著彎曲應力的狀態下進行的熱處理中，蔭罩框的變形一般在使用高溫屈服強度大的鋼材時有被抑制的傾向。但是，即使是同等高溫屈服強度的鋼材，其變形量也有很大的差別。
(2)關于上述蔭罩框的變形，可以通過在應力196N/mm2以上和溫度400℃以上的條件下測定其1小時的蠕變量來判定該鋼材抗變形能力的優劣。
(3)除了添加具有高溫強度改善效果的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值以下的鋼板，即使不含有較多量的高價Ni，也能在上述條件下顯示較小的蠕變量。
本發明是一種彩色CRT蔭罩框用鋼板，該鋼板本質上由按質量％計的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構成，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，本發明是一種彩色CRT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CRT蔭罩框，其中至少有一部分的框架部件由上述的鋼板形成。
本發明另外還涉及具有該蔭罩框的彩色CRT。
再在另一方面，本發明是一種彩色CRT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，該鋼板坯本質上由按質量％計的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構成，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℃的條件下進行熱軋以形成熱軋鋼板的工序。
上述方法優選還包含對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，優選還包含在該冷軋工序之前，對熱軋鋼板在退火溫度600～750℃、退火均熱時間1～25小時的條件下施加軟化退火的工序。
另外，本發明還提供了按照包含下述工序的方法制造的彩色CRT蔭罩框，所說工序包括將上述鋼板加工成型，然后用其形成彩色CRT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以形成彩色CRT蔭罩框的工序；以及在450～680℃的溫度范圍內對彩色CRT蔭罩框施加黑化處理以形成黑化覆膜的工序；或者在400～680℃的溫度范圍內對該蔭罩框施加消除應力退火的工序。
另外，本發明還提供了按照包含下述工序的方法由上述的彩色CRT蔭罩框制造的張力方式的彩色CRT蔭罩/框架構件，所說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CRT蔭罩框上以形成蔭罩/框架構件的工序；以及將該構件在400～680℃的溫度范圍內進行消除應力退火的工序，或者在450～680℃的溫度范圍內進行黑化處理以形成黑化覆膜的工序。
本發明中所說的鋼板具有優良的機械強度，而且由于在最初經受了熱處理(流程A中的黑化處理)，使熔體化的金屬元素析出，因此可以進一步改善在室溫和高溫下的機械強度和蠕變特性。因此，由該鋼板制造的蔭罩框在安裝蔭膜之后在彎曲應力下進行的熱處理(在流程A中為消除應力退火)中不易發生變形。其結果，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致的蔭罩皺紋或孔距不均的發生。
在特開平8-67945號公報中公開了一種小孔框架(aperture frame)用鋼板，該鋼板用于支持作為由許多條形板構成的蔭罩的小孔柵格(aperture grille)。并對該鋼板在消除應力退火后仍能維持大的高溫強度進行了說明。然而，在該情況下的高溫強度是屈服強度，它是通過添加Mo來實現的。其中對于本發明提出的V和N的復合添加、鐵素體組織的影響和高溫蠕變性沒有提出任何暗示。
本發明中所說的鋼板，不僅高溫屈服強度大，在高溫下的蠕變強度也大，并且在高溫下顯示出低的蠕變量。在下文中使用的術語“高溫強度”包含高溫屈服強度和高溫蠕變強度兩種含義。
對附圖的簡單說明
圖1～圖4是表示相應實施例結果的曲線圖。
對發明的詳細說明下面更詳細地說明本發明。在下文說明中的％，如無特別指定，皆是表示質量％。
本發明中所說的彩色CRT蔭罩框用鋼板本質上由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構成，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度的元素，為了確保蔭罩框的強度，C含量應在0.03％以上。C含量的上限為0.30％，如果C的添加量超過該上限，則會導致在制造蔭罩框時所必需的鋼板的成形性和焊接性受損。優選是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的脫氧劑，并且能夠有效地提高鋼的強度。另一方面，Si有一種導致熱軋鋼板表面紋理劣化和使黑化覆膜的粘結性受損的傾向。因此將Si限定在0.30％以下，優選在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度。另外，Mn能把作為雜質的S作為MnS固定下來，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的添加量超過該上限，則會使成形性和焊接性受損。因此，優選是Mn含量的下限為0.2％，上限為1.0％。
P是一種能夠提高鋼強度的元素。然而，P容易偏析，因此，當含有大量P時，就會導致鋼板內的強度變化增大，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到0.02％。
Mo是一種用于提高本發明鋼板的高溫強度的重要元素。Mo幾乎不固溶于滲碳體中，但是能夠固溶于鐵素體中。當對鋼進行熱處理時，在其升溫過程中，這種固溶于滲碳體中的Mo會與滲碳體一起個別地作為Mo2C的形式析出。這種Mo2C按照整合析出的方式細微地析出到在鐵素體母相中的位錯上生成的新核上，從而能夠有效地提高鋼的高溫強度。
對于本發明的鋼板來說，這樣的細微的Mo2C的整合析出是在鋼板經受最初的熱處理(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也進行被稱為軟化退火的其他的熱處理)時發生的，因此本發明的鋼板可用來制造具有改進高溫強度的蔭罩框。結果使得，在貼附蔭罩之后進行的熱處理(在流程A中為消除應力退火)時，負荷著彎曲應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，應使Mo的含量達到0.02％以上。但過大的Mo含量會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％。優選是Mo含量的下限為0.30％，上限為0.40％。
V在本發明的鋼組成中是與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，當鋼板在接受最初熱處理時的升溫過程中，V作為板狀的V4C3適合地析出在鐵素體的位錯部分中。因此提高了蔭罩框的高溫強度，從而能夠防止在消除應力退火中的變形。
為了獲得上述效果，應使V的含量在0.02％以上。根據與Mo同樣的理由，V含量的上限應定為0.20％。優選是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，當鋼板在接受最初熱處理時的升溫過程中，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度。
為了獲得上述效果，應使N含量在0.0040％以上。N含量的上限為0.0200％，其理由是，如果N的添加量超過上述數值，則澆鑄時容易在鋼板坯的表面上產生針孔狀的缺陷。優選是N含量的下限為0.0050％。
N一般作為雜質存在于鋼中，但是在本發明的鋼品種的情況下，作為雜質的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的N以AlN的形式固定下來的作用。但是在本發明中，為了使VN析出，優選添加0.0040～0.0200％的N，為的是不讓AlN析出。另外，當Al含量過多時，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穩定，但是當含有過多的Al時，就會在熱軋結束之后的卷取緩冷時，N被Al固定下來，從而使有效的固溶N減少。根據這些理由，Al含量應在0.10％以下，優選在0.05％以下。
本發明已經查明，N的添加能夠提高蔭罩框的高溫強度，而Al能夠將N固定，因此有必要將Al含量對N含量之比進行限定。具體地說，當Al含量對N含量之比大于7.0倍時，就會使熱處理后的鋼板的高溫強度降低。因此將該比值定為Al≤7.0N，優選為Al≤6.0N。
本發明中的鋼板，根據需要，還可以含有Cu、Ni、Cr、W、B、Ti、Nb中的一種或兩種以上，這樣就能進一步提高熱處理后的鋼板的高溫強度，并因此能夠進一步提高蔭罩的高溫強度。
Cu在熱軋結束時固溶于鋼中，并在黑化處理時成為微細結晶析出，從而能夠提高鋼的室溫強度和高溫強度。但是，如果Cu的添加量過多，就會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度，但是Ni的添加量過多時會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，優選同時添加Ni，這時Ni的添加量優選大致上與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度，但是當其含量過多時就會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可以強化晶粒邊界，提高壓延性，并使晶粒微細化，因此具有提高鋼的高溫強度的效果。但是，當B的添加量過多時，就會使N以BN的形式固定下來，從而減少了為要提高高溫強度所必需的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，具有使晶粒微細化的作用，因此可以提高鋼的室溫強度和高溫強度。但是，Ti和Nb二者皆能與N結合而形成氮化物，從而減少了為要提高高溫強度所必需的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—馬氏體之中任一類由兩相構成的金屬組織。本發明鋼板的特征在于，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，鋼板的強度有隨之降低的傾向。即使鋼的組成在上述范圍內，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析出微細的碳氮化物來改善鋼的高溫強度，從而難以獲得為蔭罩框所要求的高溫強度。鐵素體的粒徑優選在14μm以下。鐵素體的粒徑可以通過調整熱軋條件，特別是通過調整精軋溫度和卷取溫度來調整。
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。對于第二相如此少的金屬組織來說，即便是將Mo、V、N的含量控制在適當的范圍內，也難以在最初的熱處理后獲得所希望的高溫強度。因此，鐵素體的體積百分比應在90％以下，優選在88％以下。
本發明的彩色CRT蔭罩框用鋼板可以通過下述方法來制造，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℃的條件下進行熱軋。雖然通過該熱軋工序獲得的鋼板可以直接作為蔭罩框使用，但優選是接著將其進行一次壓下率為0.2～15％的冷軋。正如本領域的技術人員所知，壓下率在2％以下的冷軋稱為表皮光軋(或調質精軋)。因此，此處所說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束，對所用的加工方法沒有特別限制，可以按照常規技術來進行。
為了謀求結晶粒子的細粒化，應使熱軋的精軋溫度在820℃以上至950℃以下的范圍內，也就是基本上緊接在Ar3的相變點之上。該精軋溫度也包括在熱軋之后施加冷軋時的溫度。當精軋溫度不足820℃時，熱軋就成為α相區域的熱軋，當精軋溫度超過950℃時，熱軋就成為高溫的γ相區域的熱軋。這兩種熱軋都會使結晶粒子粗大化，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，作為大約的標準，優選采用820～930℃的溫度區域作為精軋溫度。
當卷取溫度不足400℃時，就會使軋制后的鋼板形狀變差。而當卷取溫度超過700℃時，就會使鐵素體的體積百分比超過90％，同時會使鐵素體的粒徑超過15μm。另外，鐵鱗層也會變厚，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定在上述范圍內，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等元素對熱軋時的再結晶和鐵素體的變態具有抑制作用，增加這些元素的含量可以緩和對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明的蔭罩用鋼板，也能具有充分的特性。然而，如果對其施加輕度的冷軋，則可以使通過最初的熱處理所獲得的對室溫強度和高溫強度的改善進一步增大，同時可以進一步降低在消除應力退火中的蔭罩的蠕變應力。
可以認為，通過冷軋獲得的效果是由于導入了位錯而帶來的。當通過冷軋導入了位錯時，就能促進在鋼板的最初熱處理時所引起的MoC、V4C3、VN、Cu等的微細碳氮化物的析出。由于這些微細析出物本身的作用，加上這些析出物對位錯移動的阻止作用，就可以提高熱處理后的鋼板的室溫強度和高溫強度。
為了獲得該效果，應使冷軋時的壓下率在0.2％以上，優選在0.3％以上。壓下率的上限定為15％，如果超過該上限，就會使成形性劣化。
在該冷軋之前，可以根據需要進行表面脫鐵鱗處理，為此，可在退火溫度600～750℃，均熱時間1～25小時的條件下進行軟化退火。在此情況下，由于上述微細碳氮化物的析出而在該軟化退火中起到一種提高室溫強度和高溫強度的作用。脫鐵鱗工序可按酸洗方法進行，也可按其他方法進行。在不實施軟化退火的情況下，優選是通過在軋制工序結束之后進行酸洗操作來脫除鐵鱗。
如上所述，可以利用本發明中所說的彩色CRT蔭罩框用鋼板來制造彩色CRT蔭罩框和蔭罩/框架構件。下面按照上述流程A的工序順序進行說明，也可以采用流程B進行說明。
首先通過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明的鋼板來制造。但是，構成蔭罩框左右框部的短邊框架部件通常可以使用圓形或正方形的棒材或管材來制造。因此，框架部件的至少一部分，特別是構成上下框部的兩根長邊框架部件通常使用本發明的鋼板來制造。
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行黑化處理。黑化處理可以按照常規方法來實施。加熱條件通常是在450～680℃的溫度下加熱10～30分鐘。優選的黑化處理溫度為500～650℃。
當鋼板最初經受的熱處理為上述黑化處理的情況下，象對本發明鋼板的鋼組成和金屬組織所說明的那樣，在該黑化處理中，由Mo2C或VN引發的微細碳氮化物等析出，從而提高了鋼板的室溫強度和高溫強度(包含高溫蠕變性)。結果使得，后來在彎曲應力下進行消除應力退火時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，本發明的鋼板在黑化處理中可以在蔭罩框的表面上形成粘結性良好的黑化覆膜。
把張力方式的蔭罩貼附到施加過黑化處理的蔭罩框上。蔭罩的貼附可按上面已經說過的方法進行，也就是向蔭罩框的上下框部施加向內的壓力，根據需要也可以同時向蔭罩施加朝上下方向的拉伸力，在此狀態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/框架構件。
最后對該蔭罩/框架構件施加消除應力退火。消除應力退火可在400～680℃，優選在450～650℃的溫度范圍內進行。加熱時間通常為10～30分鐘。根據本發明，經受過熱處理的蔭罩的高溫強度(包括屈服強度和蠕變強度兩方面)大，因此在消除應力退火中可以抑制蔭罩框的變形。因此，在消除應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致的所謂顏色不純等不良現象的發生。
然后將該蔭罩/框架構件配置在緊靠于彩色CRT的熒光面的前方。對彩色CRT的蔭罩/框架構件以外的構成沒有特別限制，可以采用任意公知的或在今后開發的構成。
下面的實施例只是用于說明本發明的例子，本發明不受該實施例的限制。
實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)對上述鋼板坯進行熱軋，獲得了板厚為4.50～5.00mm的熱軋鋼板。對其中的一部分熱軋鋼板按照表2所示的壓下率進行表皮光軋或冷軋。對通過熱軋或熱軋+冷軋獲得的各塊鋼板進行軋制結束后的酸洗。
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分鐘以進行黑化處理。
調查這些鋼板所具有的下列特性。試驗結果一并示于表2中。
(1)抗拉特性從未經黑化處理的鋼板(稱為“軋制后的”鋼板)和經過黑化處理的鋼板上沿著軋制方向分別切取JIS Z2201的5號抗拉試驗片，然后按照JIS Z2241的規定進行室溫的抗拉試驗。
另外，對于經過黑化處理的鋼板，按照JIS G0567的規定，在與消除應力退火溫度對應的460℃下進行高溫的抗拉試驗。
表2中示出了軋制后的鋼板的抗拉特性(0.2％屈服應力<YS>、抗拉強度<TS>、總伸長率<EI>)和經過黑化處理的鋼板在室溫下和460℃下的0.2％屈服應力<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行蝕刻，然后用SEM進行放大2000倍的觀察，以測定鐵素體的粒徑及其體積百分比。應予說明，鐵素體的體積百分比是根據許多SEM的觀察結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)蠕變試驗從經過黑化處理的鋼板上切取試驗片，然后使用一種卡規長度為30mm的伸長計測定該試驗片的高溫蠕變量。在測定時，將試驗片在294N/mm2的拉伸應力下和460℃的溫度下保持1小時，以這時的伸長量作為蠕變量。如上所述，所說的460℃的溫度與消除應力退火溫度相對應。
根據測得的蠕變量按三個級別評價試驗片的高溫蠕變特性，○表示在0.10％以下；△表示超過0.10％至不足0.15％；×表示0.15％以上。○意指良好，△意指可以；×意指不可以。
(4)表面品質在酸洗后用目視法觀察鋼板的表面，根據嚴重鐵鱗損傷(殘留鐵鱗、鐵鱗凹坑)的有無來評價表面品質。○表示無嚴重鐵鱗損傷；×表示有嚴重鐵鱗損傷。
(5)成形性使用軋制后的鋼板的試樣進行直角彎曲加工，用目視法觀察在彎曲端面上是否產生裂紋，據此評價成形性。○表示在彎曲端面上沒有明顯的裂紋；×表示在彎曲端面上產生了明顯的裂紋。
(6)焊接性對軋制后的同樣鋼板的兩片試樣進行TIG焊接，然后對焊接部進行與成形性同樣的彎曲加工。根據在焊接部是否產生了大的裂紋來評價焊接性。○表示在焊接部沒有大的裂紋；×表示在焊接部產生了大的裂紋。
(7)黑化覆膜的密合性對經過黑化處理的鋼板的試驗片進行與成形性試驗同樣的彎曲加工。使用透明粘性膠帶對彎曲部分進行覆膜剝離試驗，根據覆膜的剝離情況來評價黑化覆膜的密合性。○表示黑化覆膜沒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
*處于本發明的范圍之外表1(續)
*處于本發明的范圍之外表2
1)YS0.2％的屈服應力、TS抗拉強度、EI總伸長率表2(續)
1)YS0.2％的屈服應力、TS抗拉強度、EI總伸長率從表2可以看出，具有本發明中所說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、酸洗后的表面狀態也都良好。另外，這些鋼板在經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力，并且在消除應力退火溫度下顯示良好的高溫強度。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良。另外，通過黑化處理可以形成粘結性良好的黑化覆膜。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，而根據本發明，可以提供一種具備所有這些性能并且價格較為低廉的鋼板。
具有本發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，不僅其價格高，而且其性能比本發明的鋼板差。
對于表2的No.2～4、6、32、33，作為其460℃下的屈服應力和蠕變量(460℃×1小時)相對于鐵素體粒徑和鐵素體體積百分比的關系，以曲線形式示于圖1～4中。從這些圖可以看出，根據本發明，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。
工業實用性用于在張力下保持張力方式的彩色CRT蔭罩的蔭罩框要求多種多樣的性能(表面品質、成形性、焊接性、室溫強度和高溫強度、在高溫下的低蠕變量、黑化覆膜的粘結性)，而本發明可以提供一種具備所有這些性能并且其價格較為低廉的鋼板。
本發明是一種用于以電視機為代表的，能使具有張力方式蔭罩的彩色CRT實現低成本化和輕量化的技術。本發明的鋼板不僅可用于上文例示那樣只沿上下方向的一個方向施加張力的類型，而且也適用于沿上下方向和水平方向的兩個方向施加張力方式的蔭罩的蔭罩框。另外，對于那些用于支持非張力方式的傳統型蔭罩的蔭罩框，本發明的鋼板也可以使用。
權利要求
1.一種彩色CRT蔭罩框用鋼板，該鋼板本質上由按質量％計的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構成，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。
2.如權利要求1所述的彩色CRT蔭罩框用鋼板，其中的鋼組成不含Cu、Ni、Cr、W、B、Ti和Nb。
3.如權利要求1所述的彩色CRT蔭罩框用鋼板，其中的鋼組成含有選自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％以下之中的一種或兩種以上。
4.一種彩色CRT蔭罩框，它是由四根框架部件接合而成的矩形彩色CRT蔭罩框，其中的至少一部分框架部件由下述的鋼板形成，該鋼板本質上由按質量％計的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構成，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。
5.如權利要求4所述的彩色CRT蔭罩框，其中的鋼組成不含Cu、Ni、Cr、W、B、Ti和Nb。
6.如權利要求4所述的彩色CRT蔭罩框，其中的鋼組成含有選自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％以下之中的一種或兩種以上。
7.一種具有權利要求4所述的蔭罩框的彩色CRT。
8.彩色CRT蔭罩框用鋼板的制造方法，該方法包括下述工序制造鋼板坯的工序，該鋼板坯本質上由按質量％計的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構成，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℃、卷取溫度400～700℃的條件下進行熱軋以形成熱軋鋼板的工序。
9.如權利要求8所述的方法，該方法還包括對通過熱軋工序獲得的熱軋鋼板施加壓下率為0.2～15％的冷軋工序。
10.如權利要求9所述的方法，該方法還包括在對熱軋鋼板進行冷軋之前，先對該熱軋鋼板在退火溫度600～750℃和退火均熱時間1～25小時的條件下施加軟化退火的工序。
11.一種彩色CRT蔭罩框，該蔭罩框按照包括下述工序的方法制造，這些工序為將權利要求1所述的鋼板加工成型以形成彩色CRT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以形成彩色CRT蔭罩框的工序；以及把已經形成的彩色CRT蔭罩框在450～680℃的溫度范圍內進行黑化處理以便在蔭罩框的表面形成黑化覆膜的工序。
12.一種彩色CRT蔭罩框，該蔭罩框按照包含下述工序的方法制造，這些工序為將權利要求1所述的鋼板加工成型以形成彩色CRT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以形成彩色CRT蔭罩框的工序；以及把已經形成的彩色CRT蔭罩框在400～680℃的溫度范圍內進行消除應力退火的工序。
13.一種張力方式彩色CRT蔭罩/框架構件，該構件按照包括下述工序的方法制造，這些工序為按照向蔭罩施加張力的方式將蔭罩固定在權利要求11所述的彩色CRT蔭罩框上以形成蔭罩/框架構件的工序，以及將該構件在400～680℃的溫度范圍內進行消除應力退火的工序。
14.一種張力方式彩色CRT蔭罩/框架構件，該構件按照包括下述工序的方法制造，這些工序為按照向蔭罩施加張力的方式將蔭罩固定在權利要求12所述的彩色CRT蔭罩框上以形成蔭罩/框架構件的工序，以及將該構件在450～680℃的溫度范圍內進行黑化處理以便在構件表面上形成黑化覆膜的工序。
全文摘要
本發明提供一種用于在張力下保持張力方式的彩色CRT蔭罩的蔭罩框用鋼板。該鋼板本質上由按質量%計的C:0.03～0.30%、Si:0.30%以下、Mn:0.05～1.5%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、Mo:0.02～0.50%、V:0.02～0.20%、Al:0.10%以下、N:0.0040～0.0200%、和根據情況還有選自Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Cr:2.0%以下、W:1.0%以下、B:0.003%以下、Ti:0.030%以下、Nb:0.030%以下之中的一種或兩種以上,其余為鐵和不可避免的雜質構成,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,鐵素體體積百分比在90%以下的金屬組織。該鋼板可通過將具有上述鋼組成的鋼板坯在精軋溫度820～950℃和卷取溫度400～700℃的條件進行熱軋來制造。
文檔編號C22C38/24GK1366557SQ01800795
公開日2002年8月28日 申請日期2001年3月2日 優先權日2000年3月2日
發明者吉井達雄, 長尾典昭, 柘植信二, 大前秀治 申請人:住友金屬工業株式會社, 松下電器產業株式會社