用于阴极射线管的荫罩 及其制造方法 本发明涉及用于阴极射线管的荫罩及其制造方法。更具体地说，在本发明所涉及的阴极射线管的荫罩以及制造方法中采用渗碳工艺来制造荫罩，从而来提高荫罩的拉伸强度和延伸率。
传统的阴极射线管(CRT)包括：真空壳，真空壳内包括一视屏，视屏上具有按周期顺序排列的三种不同发射颜色的磷元素阵列；用于产生直接射向屏幕的三个收敛电子束的元件；和色彩选择结构或荫罩，荫罩包括具有多个束孔的金属薄片，它准确地置于屏幕和光束形成元件之间。荫罩遮住屏幕。收敛角的不同允许每个光束的传送部分有选择地激发所需发射颜色的磷元素。
传统的CRT荫罩一般用下列方法制造。首先，在由Invar或铝镇静钢制成的薄金属板上涂上光致抗蚀剂。然后，使板曝光，进行显影和蚀刻，从而在其上形成多个束孔。接着，利用热处理工艺在高温的氢气环境中为形成有束孔的板退火，从而消除残余压力并为板提供了柔韧性。然后板通过压力成形来形成预定的荫罩形状，之后，对板进行清洗，从其表面上除去指印、灰尘和外来物质之类的污物。最后，对成型的板执行黑化处理，以防止其翘曲，从而完成荫罩的制造。
荫罩在从三个电子枪(用于形成三个收敛电子束的元件)发射出的电子束和屏幕上形成的R.G.B磷象素之间起着桥梁作用，保持电子束落到正确的磷象素上。因此，荫罩偏离其原始位置会改变电子束方向，从而使磷象素不正确激发。
荫罩如果受到外部冲击或电视机内扬声器地振动，荫罩会移离它在CRT中的原始位置。结果，穿越偏移的荫罩的电子束落在不正确的磷象素上，从而使颜色纯度变坏。下面将详细介绍这一点。
图1是传统的CRT的局部剖视图。荫罩6固定到面板1的侧壁上。更具体地说，与荫罩6的周边相连的荫罩框5与一弹簧4连接，弹簧4又连接至从面板1的侧壁突出的一销钉3上。当CRT受到外部冲击或振动时，荫罩8被振动而偏离其初始位置至位置7。结果，从电子枪11发射的电子束穿过荫罩6的非预定孔。从而导致不适当的磷象素被激发。这样会使人感觉到显示图像晃动造成色彩纯度降低和其它图像质量问题。
另外，当CRT受到极端冲击，如坠落时，荫罩6可能会发生变形。图2示出了一个例子，其中示出了变形区域12。不言自明，这会出现伪彩色。
为改正上述问题，日本特许公开No.Sho-62-223950公开了一种提高荫罩的拉伸强度的技术，它是在荫罩上形成一层镀层。但是采用这一技术，束孔的尺寸将减小。
日本特许公开No.Sho 56-121257和Hei 1-276542还分别公开了一种提高荫罩拉伸强度的技术，它是将荫罩在气体环境下进行热处理。但是在这些现有技术中，由于在制造过程中要对荫罩进行长时间的热处理，荫罩会发生热变形。
本发明力图解决上述问题。
本发明的目的是提供一种用于CRT的荫罩，其中可提高拉伸强度和延伸率，从而避免因外部冲击使荫罩发生变形。
本发明的另一目的是提供一种用于CRT的荫罩，其中可提高荫罩的弹性模量，从而使得荫罩不受外部振动以及装有该CRT的系统中的扬声器工作所造成的振动的影响。
本发明的再一个目的是提供一种制造CRT的荫罩的方法，在制造过程中，荫罩不发生热变形。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于CRT的荫罩及其制造方法。该荫罩上具有固溶体硬化材料和沉淀硬化材料。制造方法包括如下步骤：将上面形成有若干个束孔的金属板利用渗碳气体进行热处理；将该金属板用压力成形方法压制成荫罩形状。
根据本发明的一个特征，固溶体硬化材料和沉淀硬化材料中包括碳。
根据本发明的另一特征，荫罩所包含的碳的数量占荫罩重量的百分之0.01至百分之2.0。
根据本发明的另一特征，荫罩由热膨胀系数较低的材料制成。
根据本发明的又一特征，荫罩由Invar钢或铝镇静钢制成。
根据本发明的又一特征，渗碳气体包括RX气体和丙烷气体。
根据本发明的又一特征，热处理温度为600至1000℃。
根据本发明的又一特征，热处理步骤进行时间为0.1至5小时。
附图作为说明书的一部分，示出了本发明的实施例，它和说明书一起，用于解释本发明的原理。
图1是现有技术的CRT的局部剖视图，示出因受外部冲击而使荫罩发生的偏移。
图2是现有技术的CRT的局部剖视图，示出极端外部冲击对荫罩造成的破坏。
图3示出的是在不采用传统的退火工艺时所制造的荫罩的拉伸强度和延伸率关系曲线。
图4示出的是采用传统的退火工艺时所制造的荫罩的拉伸强度和延伸率关系曲线。
图5示出了根据本发明的优选实施例的渗碳工艺制成的荫罩的拉伸强度和延伸率关系曲线。
本发明的CRT荫罩由铝镇静钢或Invar钢之类的热膨胀系数较低的材料制成，包括固溶体注硬化材料和沉淀硬化材料。
下面描述本发明的制造CRT的荫罩的方法。
由热膨胀系数较低的材料如铝镇静钢、或Invar钢制成的预定数目的金属板叠置在一托板上，在金属板的预定区域上开有若干个束孔。先将预热炉的温度设定为500至700℃，将上面叠放有金属板的托板放置在该预热炉中。
接着，当反应炉的温度增至150℃以上，将包括RX气体和丙烷气体的渗碳气体馈入反应炉中。RX气体包括40％的H2,40％的N2和20％的CO，其中RX气体射入的速率是每分钟5至25升，丙烷气体射入的速率是每分钟1至10升。然后将反应炉的温度增至600至1000℃，并在反应炉中保持适当的气体环境，再将预热炉中的金属板转送至反应炉。
如果反应炉的温度保持在上述范围内，RX气体和丙烷气体还原，从而形成自由碳和微小数量的氮。自由碳和氮有效地渗入荫罩内。此时，由于主要是产生碳，因而所产生的效果几乎全部来自渗入的自由碳原子，而不是氮原子。
金属板在反应炉内的渗碳气体环境下进行0.1至5小时的热处理。如果热处理的时间少于0.1小时，则金属板和气体的反应不充分。热处理时间超过5小时也是不必要的，因为在此之前，热处理的效果已经得以充分实现。
关于反应炉的优选温度范围。如果反应炉内的温度没有增加至下限600℃，由于不能发生气体的分离，热处理过程效果不好。反之，如果温度超过1000℃，荫罩会出现变形。此外，也可以将金属板直接放入反应炉中，而不必在预热炉中先进行预加热。但是，把金属板先放入预热炉中可使金属板的温度逐渐上升，而且在热处理过程完成后可防止温度急剧下降。
渗碳工艺完成后，将反应炉的温度降至150℃，同时使反应炉的环境维持当前状态。达到这一温度时，中断向反应炉喷射气体。然后，将金属板自反应炉中移出，并将其压制成所需的荫罩形状。
由于形成荫罩的金属板的厚度有限，在制造时，必须重复滚压过程多次。利用蚀刻工艺在金属板上形成束孔后，在将金属板压成所需的形状前，需要进行退火过程。如图3所示，如果不实施退火过程，尽管荫罩的拉伸强度很高，但延伸率较低，从而不能将金属板压制成所需的荫罩形状。但是，退火过程大大降低了金属板的拉伸强度，增加了延伸率，如图4所示。
因此，在本发明中，不采用传统的退火工艺，而是采用渗碳工艺，既增加了制成荫罩的金属板的拉伸强度，也增加了延伸率。就渗碳工艺而言，利用RX气体和丙烷气体在反应炉中产生的一氧化碳被维持在较高的温度。一氧化碳渗入或扩散到荫罩中，由于一氧化碳和荫罩之间的反应，形成了Fe-Ni-C化合物或Fe3C之类的反应材料。将碳化合物沉淀到制成荫罩的金属板的矩阵中，并使之硬化。此时，荫罩中碳的数量占荫罩重量的百分之0.01到百分之二。
从曲线图可以看出，利用本发明的方法制造的荫罩的拉伸强度和未采用退火工艺的现有技术的荫罩相近似，但明显大于退火后的现有技术的荫罩的强度(约100MPa)。另外，本发明的荫罩的延伸率远大于未采用退火工艺的现有技术的荫罩，比退火后的现有技术的荫罩相比略有提高。
因而，极大地减小了在各种不同的制造工艺中荫罩所产生的缺陷，并降地了因外部冲击使荫罩产生的偏移和变形。另外，在制成荫罩的金属板进行热处理过程后，再进行滚压成形更为容易，形成的纹理更为均匀，从而达到充足的延伸率。另外，由于本发明的荫罩的弹性模量增加，可以减小外部振动产生的摇晃和扬声器产生的振动。
下面参照实例更详细地解释本发明。
实例1
将预定数目的金属板叠置在一托板上，金属板上形成束孔部的预定区域上形成有若干个束孔。然后，将预热炉的温度设置并保持在650℃，然后将上面具有叠置的金属板的托板放入预热炉内。
将反应炉的温度升至150℃以上，并将包含RX气体和丙烷气体的渗碳气体馈入反应炉，其中RX气体以每分钟15升的速率馈入，丙烷气体以每分钟3升的速率馈入。接着将反应炉的温度升至850℃，并将其内的气体环境适当地维持住，然后，将预热炉内的金属板转到反应炉内。
然后，在反应炉的渗碳环境中对金属板进行一个小时的热处理，然后将反应炉的温度降至150℃，同时将反应炉内的环境保持在当前状态。达到这一温度后，中断向反应炉内馈送气体。然后将金属板从反应炉内移出，并通过压制形成所需的荫罩形状。
结果发现，荫罩内所含的碳的数量是荫罩重量的百分之0.01。
尽管已对本发明进行了详细描述，但本领域的技术人员应当明白，根据所教导的本发明的构思所做的许多修改和变形，仍将落入所附权利要求书的范围内。