内部磁屏蔽用钢板及其制造方法、内部磁屏蔽及彩色阴极射线管 【技术领域】
本发明涉及作为在彩色阴极射线管内部设置的从侧面覆盖电子射线的通过方向的磁屏蔽部件的材料的钢板，即彩色阴极射线管的内部磁屏蔽用钢板及其制造方法、内部磁屏蔽及彩色阴极射线管。
背景技术
彩色阴极射线管的基本构成是由射出电子射线的电子枪和通过照射电子射线而发光构成影像的荧光屏组成。电子射线受地磁的影响而发生偏向，其结果是，在影像中出现色差，作为防止出现色差的手段，一般设置内部磁屏蔽。
近年，民用TV朝着大型化和宽频化发展，电子射线的飞行距离及扫描距离增大，容易受地磁的影响。即，因地磁而偏移的电子射线的荧光屏到达点与本来应该到达的点之差(称为地磁偏差)比以往大。与此同时，由于高清晰电视节目的普及及数字电视节目的开始，要求更高精细的画面，所以对减小上述地磁偏差的呼声也越来越高。另一方面，为了获得高精细的静止图像，个人电脑用彩色阴极射线管也出现必须极力抑制地磁偏移导致地色差的情况。
其中，以往大多数情况下对作为上述磁屏蔽使用的钢板的特性，以基本相当于地磁的低磁场中的导磁率、顽磁力、剩余磁通密度为指标进行评估。
作为改善磁屏蔽用钢板的特性的方法，日本专利特开平10-168551号公报揭示了使用特定组成的钢，使铁索体晶粒编号达到3～20μm来改善磁特性的技术。揭示了作为屏蔽用冷轧钢板所要求的磁特性的顽磁力在30e以上、剩余磁通密度在9kG以上的磁屏蔽材料及其制造方法。
此外，电子信息通信学会论文集Vol.J 79-C-II No.6，p311-319，’96.6中，为了提高磁屏蔽性，对非磁滞导磁率和磁屏蔽性的关系进行了说明。
但是，日本专利特开平10-168551号公报记载的技术中，适用于实际的彩色阴极射线管的磁屏蔽用钢板一般是在地磁中被消磁的，但尽管由于地磁中的消磁使钢板的磁特性发生变化，可是由于未考虑其特性变化，所以存在磁屏蔽性不足的问题。
电子信息通信学会论文集Vol.J 79-C-II No.6，p311-319，’96.6中虽然对上述非磁滞导磁率和磁屏蔽性的关系进行了探讨，但没有对何种钢板具有较高的非磁滞导磁率等进行详细的探讨。
任何一种技术都不能够充分解决近年伴随着民用TV的大型化和宽频化而出现的色差导致图像劣化的问题。也不能够充分抑制个人电脑用阴极射线管出现的色差问题。
基于上述理由，现在要求研制具有更高性能的磁屏蔽性的磁屏蔽用钢板的呼声越来越强烈。
发明的揭示
本发明的目的是提供能够减少地磁偏移量的地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽用钢板及其制造方法、内部磁屏蔽以及彩色阴极射线管。
本发明1提供了地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽用钢板，该钢板的轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.7以下或1.4以上，非磁滞导磁率中的较高值在18000以上。
本发明2提供了地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽用钢板，该钢板的轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上，非磁滞导磁率中的较高值在18000以上。
本发明3提供了地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽用钢板的制造方法，该方法包括以下4个步骤：对以重量％计，C：超过0.005％0.06％以下、Si：不足0.3％、Mn：1.5％以下、P：0.05％以下、S：0.04％以下、Sol.Al：0.1％以下、余分实质上为Fe形成的钢坯进行热轧的步骤；对所得热轧钢带进行冷轧的步骤；在600～780℃的温度范围内，以9.8N/mm2以上的线性张力对所得冷轧钢带进行连续退火处理的步骤；然后，根据需要进行拉伸率在0.2％以下的调质轧制的步骤。
本发明4提供了地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽，它是在近似四方锥台形的棱上各面互相接合的用于彩色阴极射线管的内部磁屏蔽，具有画面短边侧部件及画面长边侧部件，作为原料钢板，使用轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，前述画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致。
本发明5提供了地磁屏蔽性优良的内部磁屏蔽，它是在近似四方锥台形的棱上各面互相接合的用于彩色阴极射线管的内部磁屏蔽，具有画面短边侧部件及画面长边侧部件，作为原料钢板，使用轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.7以下或1.4以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，或者轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，前述画面长边侧部件的水平面方向及画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致。
上述本发明4或5中，前述画面长边侧部件或/及前述画面短边侧部件最好具有V字型的切口，前述画面长边侧部件或/及前述画面短边侧部件最好具有切缝。
本发明6提供了具有内部磁屏蔽的彩色阴极射线管，该内部磁屏蔽在近似四方锥台形的棱上各面互相接合，且具有画面短边侧部件及画面长边侧部件，作为原料钢板，使用轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，前述画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致。
本发明7提供了具有内部磁屏蔽的彩色阴极射线管，该内部磁屏蔽在近似四方锥台形的棱上各面互相接合，且具有画面短边侧部件及画面长边侧部件，作为原料钢板，使用轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.7以下或1.4以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，或者轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上、非磁滞导磁率中的较高值在18000以上的钢板，前述画面长边侧部件的水平面方向及画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致。
对附图的简单说明
图1表示在近似四方锥台形的棱上各面互相接合的彩色阴极射线管用内部磁屏蔽。
图2为本发明的具有内部磁屏蔽的阴极射线管的截面图。
图3表示改变内部磁屏蔽中的画面短边侧部件及画面长边侧部件的非磁滞导磁率较高方向的配置的4种组合的配置方法和地磁偏移量。
实施发明的最佳方式
以下，对本发明进行更详细的说明。
一般，为了将彩色阴极射线管的使用环境中的外部磁性影响设定为一定条件，在电源接通时等对卷绕在阴极射线管外部的消磁线圈通入交流电以进行消磁处理。进行这种处理时，由于阴极射线管内部的磁屏蔽在地磁中被消磁，所以，与对预先完全消磁的屏蔽施加相当于地磁的磁场时的磁化相比，残留了较高水平的磁化。因此，本发明者注意到这点，以前就对着眼于这种情况下作为磁特性的评估指标的适当的非磁滞导磁率的磁屏蔽用钢板提出了国际专利申请(PCT/JP00/05374)。
本发明者以进一步提高地磁屏蔽性为目的又进行了反复探讨后得出以下结论。
(a)内部磁屏蔽用钢板的轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率相差较大时，具体来讲，非磁滞导磁率之比在0.7以下(更好在0.5以下)或1.4以上(更好在2.0以上)、且非磁滞导磁率中的较高值在18000以上时，磁屏蔽性有所提高，地磁偏移减少。
(b)内部磁屏蔽部件是近似四方锥台形的棱上各面互相接合的形式时，如果作为原料钢板使用上述非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上的钢板，且内部磁屏蔽的画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致，则地磁屏蔽性将得到改善。
(c)如果内部磁屏蔽的画面长边侧部件的水平面方向也与钢板的非磁滞导磁率较高的方向一致，则地磁屏蔽将得到进一步的改善，即使在使用非磁滞导磁率之比在0.7以下或1.4以上的钢板的情况下，也能够获得优于以往的地磁屏蔽性。
本发明者基于上述结论完成了本发明。
本发明的磁屏蔽用钢板的轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.7以下或1.4以上，非磁滞导磁率中的较高值在18000以上。更好的是轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比在0.5以下或2.0以上。
如上所述，轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率的各向异性较大，且较高的非磁滞导磁率值在18000以上，能够提高磁屏蔽性。
本发明中，对满足上述特性的钢的成分组成没有特别的限定，但较好的成分组成以重量％计是C：超过0.005％0.06％以下、Si：不足0.3％、Mn：1.5％以下、P：0.05％以下、S：0.04％以下、Sol.Al：0.1％以下、余分实质上为Fe。以下对成分进行说明。
C：C是提高钢板的非磁滞导磁率、且增加其各向异性的重要元素，较好的是超过0.005％。但是，如果过量含有，则因碳化物的析出会增加顽磁力，使发挥高非磁滞导磁率所需的充分的消磁处理变得可能，所以最好在0.06％以下。
Si：Si是钢板退火处理时使表面易稠化、使镀层的粘合性或氧化处理皮膜的粘合性劣化的元素，所以其含量较好是不足0.3％，更好是在0.1％以下。
Mn：Mn是提高钢板的非磁滞导磁率的各向异性的有效元素，过量添加会增加成本，所以最好在1.5％以下。
P：P是提高钢板强度、改善钢板的处理性的有效元素，添加量过多，因偏析会在制造过程中出现裂缝，所以最好在0.05％以下。
S：从保持彩色阴极射线管的真空度考虑，其含量最好较少，因此最好在0.04％以下。
Sol.Al：Al是脱氧所必须的元素，但过量添加会增加夹杂物，所以Sol.Al最好在0.1％以下。
作为其他成分，如果添加0.0003％以上0.01％以下的B，则对提高非磁滞导磁率更有效。此外，由于过量含有N容易使钢板表面产生缺陷，所以其含量最好在0.01％以下。
以下，对制造条件进行说明。
首先，熔融具有上述成分组成的钢，通过连续铸造制得钢坯，对其进行热轧处理。可以直接或略加热后对连续铸造而得到的钢坯进行轧制处理，还可以再加热暂时冷却的钢坯后再对其进行轧制，再加热时的加热温度最好在1050℃以上1300℃以下。如果低于1050℃，则热轧时终锻温度很难达到Ar3点以上。此外，如果超过1300℃，则钢坯表面产生的氧化物量较多，不是很好。为使热轧后的结晶粒径达到均一，热轧的终锻温度在Ar3临界点以上。另外，卷取温度在700℃以下。卷取温度如果超过700℃，则热轧后的晶粒边界有薄膜状的Fe3C析出，影响了均一性，所以不好。
然后，对热轧钢板进行酸洗，较好是以70％以上94％以下的轧制率进行冷轧。如果不足70％，则退火后的晶粒变得粗大，钢板过度软化，所以不好。冷轧率如果超过94％，则非磁滞导磁率有劣化的倾向。
磁屏蔽用钢板如果过薄，则即使是非磁滞导磁率较高的钢板，其磁屏蔽性也不够充分，不能够获得作为磁屏蔽部件的刚性，所以板厚最好在0.05mm以上。为了提高磁屏蔽性，虽然希望钢板最好厚一些，但随着最近的彩色电视机的大型化和宽频化和电视机的轻量化，最好在0.5mm以下。
接着，以使冷轧钢板重结晶为目的进行连续退火处理，本发明中此时的温度为600℃以上780℃以下。如果低于600℃，则不能够完全进行重结晶，会残留冷轧变形，所以不好。退火温度过高，则非磁滞导磁率劣化，所以也不好，因此上限为780℃。最好是铁索体单相区域或Ac1临界点以下的温度区域内的退火。此外，本发明中，该连续退火时的线性张力最好在9.8N/mm2以上。线性张力在上述范围内对提高钢板的非磁滞导磁率的各向异性有效。
表1所示为以张力0为基准的后述实施例的具有钢C的成分组成、板厚0.3mm的冷轧钢板以650℃的温度、0～19.6N/mm2的张力进行60秒钟的退火时的钢板轧制方向的非磁滞导磁率。如该表所示，退火时的张力在9.8N/mm2以上时，轧制方向的非磁滞导磁率增加10％以上，对提高非磁滞导磁率的各向异性(轧制方向/轧制垂直方向之比)有效。
表 1 退火张力 (N/mm2) 轧制方向的非磁滞导磁率的变化率 (张力0N/mm2的值为1的相对值) 0.0 1.00 4.9 1.05 9.8 1.11 19.6 1.22
连续退火中施加上述张力的区域并不限定在所谓的均热带，即使在被称为加热带等的升温过程中，回复现象开始的例如400～450℃以上的温度范围内数秒左右的过程中，只要赋予上述线性张力，就能够显现出提高上述非磁滞导磁率的各向异性的效果。
退火后最好不进行调质轧制，即使进行调质轧制，也必须极力减小其拉伸率，最大控制在0.2％。本发明者对影响钢板的非磁滞导磁率的各向异性的调质轧制拉伸率进行了研究。其结果是，实施调质轧制时，轧制方向的非磁滞导磁率的显著下降，而轧制垂直方向的非磁滞导磁率几乎没有下降，或即使下降，但与轧制方向的下降相比，其程度也明显较小。一般，由于在退火状态轧制方向的非磁滞导磁率比轧制垂直方向的非磁滞导磁率大，所以上述现象证明了调质轧制使非磁滞导磁率的各向异性变小。
表2所示为未实施调质轧制的钢板(表中的No.1)及以0.2～1.5％的拉伸率进行了调质轧制的钢板(表中的No.2～6)的轧制方向及轧制垂直方向的非磁滞导磁率及其之比。从表中可看出，实施了拉伸率超过0.2％的调质轧制时，非磁滞导磁率之比不足1.4。
表 2 No. 调质轧制 拉伸率(％) 非磁滞导磁率 非磁滞导磁率 之比((1)/(2))轧制方向(1)轧制垂直方向(2) 1 0.0 20000 8800 2.27 2 0.2 13500 8700 1.55 3 0.3 11500 8700 1.32 4 0.5 9000 8700 1.03 5 1.0 6800 8800 0.77 6 1.5 6800 8800 0.77
一般，加工用钢板为了防止加工成形后的被称为拉伸变形标记的表面不良现象，都对钢板实施调质轧制。但是，用于内部磁屏蔽时，成形加工都不是特别严格的，所以即使不进行调质轧制，也不会出现明显的表面不良现象。因此，从提高非磁滞导磁率的各向异性的观点出发，最好不实施调质轧制，即使在实施调质轧制的情况下，其拉伸率也必须在0.2％以下。
以上制造条件只是例示，本发明的钢板的制造条件并不限定于上述条件。
根据需要，可对本发明的内部磁屏蔽用钢板实施镀Cr及/或镀Ni。特别是在省略了氧化热处理的情况下，从防锈观点等考虑最好实施上述镀Cr及/或镀Ni处理。镀层可以是单层也可以是多层，形成镀层的面可以是钢板的一面也可以是两面。通过形成镀层，能够抑制钢板生锈，同时能够抑制钢板装入阴极射线管时产生气体。对附着量没有特别的限定，可适当选择能够实质上覆盖钢板表面的附着量。此外，部分或全面镀Ni后，可进行铬酸盐光泽处理以覆盖钢板表面。
以下，对本发明最重要的内部磁屏蔽中的钢板方向进行说明。
以往，不考虑地磁屏蔽性，彩色阴极射线管中的内部磁屏蔽的各部件根据彩色阴极射线管的种类，沿部件集取损失最小的方向或适于大量生产的方向或这两者的方向进行所谓的板集取。
对应于此，本发明在图1所示的近似四角锥台形的棱上各面互相接合的彩色阴极射线管用内部磁屏蔽中使用上述非磁滞导磁率的各向异性较大的钢板，其非磁滞导磁率高的方向和画面短边侧部件(左右部件)的水平面方向一致这点是非常重要的。此外，使长边侧部件(上下部件)的水平面方向与非磁滞导磁率高的方向一致可进一步提高地磁屏蔽性能。
钢板的非磁滞导磁率的各向异性在0.5以下或2.0以上、较高的非磁滞导磁率在18000以上的情况下，如果内部磁屏蔽的各部件中至少画面短边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率高的方向一致，则能够改善地磁屏蔽性。此外，如果内部磁屏蔽的画面长边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率高的方向一致，则能够进一步改善地磁屏蔽性。钢板的非磁滞导磁率的各向异性超过0.5在0.7以下或在1.4以上不足2.0的情况下，内部磁屏蔽的画面短边侧部件及画面长边侧部件的水平面方向都与钢板的非磁滞导磁率高的方向一致，这样能够切实地改善磁屏蔽性。
对于上述机理目前虽然还不十分明确，但据本发明者推测是因为如上所述配置了非磁滞导磁率的各向异性大的材料的磁屏蔽平衡了对各个方向的外部磁场(例如，管轴方向、画面水平方向、垂直方向等)的磁屏蔽效果的缘故。
通过以调整画面上的各处的地磁屏蔽性的平衡等为目的，在画面短边侧部件和画面长边侧部件形成V字型切口或/及切缝，能够确保整个画面的地磁偏移量的平衡。
图2为具有上述内部磁屏蔽的彩色阴极射线管的截面图。如图2所示，阴极射线管1具备显示图像的显示板部2和漏斗部3。将它们熔接，并将阴极射线管1内部维持在高真空。显示板部2的内面设置了涂布了红、绿、蓝3色荧光体的荧光屏4，在该荧光面四4的对面设置了张力膜5。该张力膜5通过框架6被张持，张力膜5和框架6构成色别电极。然后，在框架6的背面侧设置本发明的内部磁屏蔽7。参考符号8为电子枪，参考符号9为热收缩带。
实施例
将表3的A、B、C的供试钢熔制后，于1200～1250℃加热，在终锻温度为870～890℃、卷取温度为620℃的条件下进行热轧处理至板厚为2.3mm。对所得热轧板进行酸洗，冷轧至板厚为0.3mm后，以9.8N/mm2的张力分别于800℃对钢A、于630℃对钢B及钢C进行90秒的退火。接着，与以往的钢一样，对钢A进行拉伸率为1％的调质轧制。未对钢B及钢C进行调质轧制。此外，钢B和C的组成在上述较好组成范围内，钢A的组成不在上述较好组成范围内。
表 3 钢 C Si Mn P S sol.Al N Nb B A 0.0022 0.01 0.14 0.008 0.008 0.038 0.0024 0.026 - B 0.049 0.01 0.38 0.016 0.014 0.046 0.0028 - - C 0.020 0.01 0.12 0.008 0.011 0.013 0.0020 - 0.0013
(都为重量％)
从以上获得的供试材料上采集轧制方向及轧制垂直方向为长边的宽10mm长100mm的长方形试验片，将试验片分别重合为井字型形成闭合磁路，按照以下步骤对非磁滞导磁率进行测定。
非磁滞导磁率的测定方法
1)在激磁线圈中通过阻尼交流电流，使试验片完全消磁。
2)在直流偏移磁场用线圈中通过直流电场，在产生0.350e的直流偏移磁场的状态下，再次在激磁线圈中通过阻尼交流电流，对试验片进行消磁。
3)在激磁线圈中通过电流对试验片激磁，用检测线圈对产生的磁通量进行检测，测定B-H曲线。
4)通过B-H曲线算出非磁滞导磁率。
该测定结果示于表4。如表4所示，用钢A按照以上步骤制得的钢板(内部磁屏蔽No.1所用的钢板)是轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比及非磁滞导磁率中的较高值都在本发明范围之外的比较钢板。用钢B、C按照以上步骤制得的钢板(内部磁屏蔽No.2～9所用的钢板)是轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率之比及非磁滞导磁率中的较高值都满足本发明要求的钢板。
然后，将上述供试磁路(钢板)加工成画面短边侧部件及画面长边侧部件的非磁滞导磁率高的方向如表4所示变化的规定形状的内部磁屏蔽No.1～9，再装入29英寸的TV彩色阴极射线管中，进行地磁偏移性的评价。内部磁屏蔽以外的部件及它们的制造方法相同。
根据因地磁而出现电子束的落点的偏移量对地磁偏移性进行评估。具体来讲，在对彩色阴极射线管(CRT)施加0.350e的垂直磁场和0.30e的水平磁场的状态下，使CRT360°旋转，测定对应于电子束的落点的基准点的位置偏移(落点误差)，将其峰值作为水平偏移量Bh。表4中，表示落点误差的偏移量的画面角落处的Bh以使用钢A的No.1的值为1时的相对值表示。以往的磁屏蔽的落点误差的偏移量为1～1.1左右。
改变使用钢B所得钢板的内部磁屏蔽的画面短边侧部件及画面长边侧部件的非磁滞导磁率较高方向的配置的4种组合(表4的No.2～5)的配置方法和地磁偏移量如图3所示。
表 4 No. 钢 非磁滞导磁率 非磁滞导 磁率之比 ((1)/(2)) 非磁滞导磁 率高的方向 画面角落 处的Bh (以No.1 为基准的 相对值) 轧制方向 (1) 轧制垂直 方向(2) 画面短边 侧部件 画面长边 侧部件 1 A 4100 9900 0.41 水平 垂直 1.00 2 B 25000 9600 2.60 水平 水平 0.64 3 B 25000 9600 2.60 水平 垂直 0.85 4 B 25000 9600 2.60 垂直 水平 1.05 5 B 25000 9600 2.60 垂直 垂直 1.03 6 C 19600 13300 1.47 水平 水平 0.67 7 C 19600 13300 1.47 水平 垂直 1.10 8 C 19600 13300 1.47 垂直 水平 1.08 9 C 19600 13300 1.47 垂直 垂直 1.03
如表4及图3所示，非磁滞导磁率满足本发明的钢板制得的No.2～9的内部磁屏蔽中，原料钢板的磁特性及部件的非磁滞导磁率高的方向配置处于本发明范围内的No.2、3和6的地磁偏移性比原料钢板的非磁滞导磁率不满足本发明的No.1好。特别是画面短边侧部件和画面长边侧部件的水平面方向与钢板的非磁滞导磁率高的方向一致的No.2和6具有显著的地磁偏移减少的效果。此外，No.2、3和6的对应于垂直方向磁场的偏移量与以往材料几乎相同。
非磁滞导磁率高的方向配置在本发明以外的No.4、5、7、8和9，未确认其具有减少地磁偏移量的效果，需要进行减弱色差的复杂工序。
如上所述，本发明可以使轧制方向和轧制垂直方向的非磁滞导磁率的各向异性增大，较高的非磁滞导磁率值达到18000以上，从而提高了磁屏蔽性。使用该钢板的内部磁屏蔽中，通过使画面短边侧部件的水平面方向和钢板的非磁滞导磁率高的方向一致，能够获得高磁屏蔽性，而且还能通过使画面长边侧部件的水平面方向也与钢板的非磁滞导磁率高的方向一致，从而获得更高的磁屏蔽性。因此，能够减弱彩色阴极射线管中的地磁偏移造成的色差。