用于张紧的荫罩的铁镍合金金属带材的制造方法

摘要

本发明涉及一种制造铁镍合金带材的方法，此合金带材用于平面监视器和显示屏幕的张紧的荫罩，其中将化学组成为(质量％)35－38％的Ni，0.4－0.8％的Mo，0.1－0.3％的Cr，0.08－0.12％的C，最大1％的Mn，最大1％的Si，最大1％的Nb，其余为Fe和制造引起的杂质的带材，在冷轧到最终厚度后，在可预调温度范围内，进行连续退火或罩式退火，在该温度范围，矫顽磁场强度Hc在其急剧下降后恰好呈现出最小值并且当退火温度升高时其基本保持不变。

说明书

本发明涉及一种在平面监视器和显示屏幕中使用的张紧的荫罩用的铁镍合金金属带材的制造方法。

基于其在20到100℃之间微小的热膨胀系数，具有约36％镍的铁基合金已经从几年前就应用于监视器和电视机中的成型荫罩。具有约36％镍的工业铁镍合金在传统显像管(Bildschirmroehren)中具有的20到100℃温度范围内，在软化退火条件下具有1.2到1.8×10^-6/K的热膨胀系数，这在钢铁材料刊物(SEW-385，1991版)中有说明。

对于成型的荫罩来说，也使用进一步开发出的具有约36％镍的材料，其在20到100℃温度范围内达到了0.6到1.2×10^-6/K的低膨胀系数。

随着更大和特别平的显示屏幕的研制，除成型荫罩技术外，显像管的制造商也开始关注张紧的荫罩。在后一种情况下，使用了焊接方法将荫罩，其由具有约36％镍的薄铁镍箔蚀刻，这样固定在实心的金属框上，以使其处于应力下并对此保持形状。对框和荫罩的复合结构进行热处理，由此形成一个氧化层，这对于彩色显像管是有好处的。迄今，在张紧的荫罩上所使用的带材通过冷轧过程达到最终厚度。这会导致所得的荫罩具有高的矫顽磁场强度Hc。因此，使用目前的方法时，显像管制造商必须选择相对高的热处理温度，从而使矫顽磁场强度Hc减小到一个相对小的约400A/m的值，并且达到屏蔽电子束免受地磁场干扰的必要效果。现在已表明，由于使用了高的选择温度，其范围为约550到650℃之间，在作用于张紧的荫罩上的负荷下，在138MPa试验负荷下会产生例如约0.6％的相对高的蠕变延伸。这会导致在紧接着热处理的冷却之后，荫罩会丧失张力并因此丧失必要的机械稳定性和形状。此外，困难的是，对于很大的显示屏幕，荫罩的平面同样也很大。已表明，在很大的荫罩情况下，矫顽磁场强度Hc还必须明显小于400A/m，由此，可以有效屏蔽电子束免受地磁场干扰。

在DE-A199 44 578中描述了一种铁镍合金，其含(质量％)为35至38％的Ni，0.4至0.8％的Mo，0.1至0.3％的Cr，0.08至0.12％的C以及最大1％的Mn，最大1％的Si和最大1％的Nb。此合金在20到100℃之间的热膨胀系数约为1.5×10^-6/K。

因此，本发明的目的是提供一种可选择的方法，用此方法，可以在使用具有足够小热膨胀的合适的铁镍合金时获得具有明显更小的矫顽磁场强度和明显更小的蠕变延伸的张紧的荫罩。

此目的是通过铁镍合金带材的制造方法达到的，此合金带材用于平面监视器和显示屏幕的张紧的荫罩，其中将化学组成(质量％)是35-38％的Ni、0.4-0.8％Mo、0.1-0.3％的Cr、0.08-0.12％的C、最大1％的Mn、最大1％的Si、最大1％的Nb，其余为Fe和生产引起的杂质的合金带材在冷轧到最终厚度后，在可预调温度范围内，进行连续退火或罩式退火(Haubengluehung)，在该温度范围内，矫顽磁场强度Hc在其急剧下降后恰好呈现出最小值并且当退火温度升高时其基本保持不变。

本发明所述方法的有利的实施方案可以由从属权利要求得到。

为了达到所期望的参数，现有技术中DE-A199 44 578中描述的合金适合用本发明的方法进行加工。相对于一般的现有技术，提供一种可选的制造方法，用此方法制备的张紧的荫罩在可预置测试条件下如460℃，1小时以及138Mpa负荷条件下，可以达到蠕变延伸＜0.1％，以及矫顽磁场强度＜100A/m。

此外，对于作为张紧的荫罩的带材的应用来说所要求的技术特性可尤其用该铁镍合金通过本发明的制造方法达到。

将所述铁镍合金在电弧炉中熔化，并铸成毛坯。经过多次热轧过程，毛坯成为扁坯以及扁坯成为厚度约4.0mm的热轧带材材，之后将该热轧带材材连续地经多次冷轧过程和在其之间施行的热处理制成所期望的最终厚度的冷轧带材材。到目前为止，制备方法与现有技术的相同。

在该冷成型状态下，矫顽磁场强度Hc为约600A/m，在框上张紧的荫罩采用暗退火(Schwaerzungsgluehung)时其仅仅下降到约400A/m，而荫罩不会在暗退火期间损失其张力。

本发明的制造方法以铁镍合金带材的冷轧状态开始。在蚀刻为荫罩之前，轧制为最终厚度的铁镍合金带材在连续炉或罩式炉中进行热处理。此时采用的温度范围或温度应该使矫顽磁场强度Hc在其急剧降低之后恰好呈现出最小值并且当退火温度升高时其几乎保持不变。优选使用的温度范围是750-850℃。

在使用所述铁镍合金时，但在其他现有技术的铁镍合金时也一样，在这种退火处理之后，矫顽磁场强度可低于约100A/m。除停留时间外，优化的退火温度不仅依赖于所使用的铁镍合金的化学组成，还依赖于在退火处理之前使用的最后的冷变形度。

令人吃惊的是，根据本发明退火的所述铁镍合金带材在460℃下，138MPa负荷下1小时的试验条件(作为模拟该条件对应于在框上张紧的荫罩的充分暗退火)获得非常小的＜0.1％蠕变延伸。可能需要的其他改善平直度的步骤仅轻微提高了矫顽磁场强度，以致其值保持低于200A/m。

因此，提供一种制造方法，其使用于张紧的荫罩的铁镍合金带材的制造成为可能，该荫罩能够使用在大型平面显示屏幕上。它为显像管制造商带材来了很大优势，因为在荫罩制造的蚀刻过程之前，用此制造方法可以设置更小的矫顽磁场强度和更好的磁性质，而这点迄今为止通过在高温下热处理框和张紧的荫罩的复合结构是不可能的。这一方面在技术层面上会导致更好的特性，而且也导致更可靠和更简单的管的制备方法，因为其无需在进一步的生产线上进行常规的热处理之外的热处理。

将例如化学组成(质量％)为0.087％的C，0.0008％的S，0.001％的N，0.18％的Cr，36.40％的Ni，0.14％的Mn，0.10％的Si，0.62％的Mo，0.01％的Ti，0.05％的Nb，0.01％的Cu，0.002％的P，0.001％的Al，＜0.001％的Mg，0.01％的Co，余量为铁的一种铁镍合金有针对性地轧制为变形度50％、厚度0.10mm的带材材，并且在连续炉中800℃下停留45秒进行退火，该带材材获得的矫顽磁场强度Hc为72A/m，以及在460℃和138MPa负荷下1小时的试验条件下蠕变延伸为0.037％。

此制造方法同样被应用在张紧的荫罩的铁镍合金带材材上，以获得在改善的蠕变强度下很小的矫顽磁场强度，该铁镍合金带材化学成分与现有技术中的相同。专业人员可以使合适的分析与应用情况相适配。

如果在再结晶温度范围内进行退火，那么就有利地得到所期望的特性。这里的再结晶温度(高于正好得到最小Hc-值的温度更好)依赖于变形度和停留时间。必要的退火时间取决于退火温度或反之也一样，即为了达到该目的，不同的材料给出不同的参数值。一般的温度范围是600到1100℃之间以及停留时间是10秒到4小时。

本发明制造方法的进一步补充是，铁镍合金带材在连续炉中在牵拉下进行热处理，或者作为在牵拉下绕成的卷在罩式炉中进行退火。由此，在制造方法期间就已经先发生机械蠕变，并因此使在随后的热处理中在负荷下释放的剩余的蠕变延伸明显减小。

其中通过铁镍合金带材在连续炉中在牵拉下进行热处理，或者作为在牵拉下绕成的卷在罩式炉中进行退火，本发明的方法使得能够在制造期间就已先发生机械蠕变，因此减小了所剩余的蠕变延伸，其在随后的热处理中在负荷条件下释放。