Die Erfindung betrifft einen vakuumberuhigten Stahl zur
Herstellung von Stahlbändern für die Fertigung von
Schattenmasken für die Farbbildröhren von
Fernsehgeräten.The invention relates to a vacuum-killed steel for
Production of steel strips for the production of
Shadow masks for the color picture tubes of
Television sets.
Schatten- oder Lochmasken sind ein wesentlicher
Bestandteil moderner Bildröhren. Es handelt sich dabei
um 0,05 bis 0,25 mm dicke Stahlfolien mit einer großen
Anzahl von Perforationen. Die Schattenmasken werden
wenige Millimeter hinter dem Bildschirm angebracht und
steuern die Elektronenstrahlen, die auf dem Bildschirm
die dort befindliche Beschichtung zum Leuchten in den
Grundfarben rot, blau, grün anregen. Bei einer zum
Stande der Technik gehörenden Methode erfolgt die
Herstellung der Schattenmasken in der Weise, daß
zunächst aus unberuhigtem Blockguß oder Al-beruhigtem
Strangguß ein Stahlband hergestellt wird. Zu diesem
Zweck wird der Stahl zunächst warm gewalzt, entzundert,
einer ersten Kaltwalzung unterzogen und anschließend im
Offenbund-Glühverfahren bis auf Kohlenstoffgehalte
unter 0,0020% entkohlt. Anschließend erfolgt die
direkte Walzung an die gewünschte Enddicke oder eine
Fertigwalzung mit einer Zwischenglühung zur Einstellung
einer bestimmten Gefügestruktur. Das so erzeugte
Kaltband wird im nächsten Verarbeitungsschritt
photochemisch geätzt, worauf die Masken aus dem Band
herausgetrennt, rekristallisierend geglüht und
entsprechend der Bildröhrenform tiefgezogen werden.
Nach einer Schwärzungsglühung werden die Masken in
einen Rahmen geschweißt, der dann in die Röhre
eingeknöpft oder eingeklemmt wird.Shadow or shadow masks are an essential
Component of modern picture tubes. These are
0.05 to 0.25 mm thick steel foils with a large
Number of perforations. The shadow masks will be
a few millimeters behind the screen and attached
control the electron beams that are on the screen
the coating located there to shine in the
Primary colors red, blue, green stimulate. At one to
State of the art method is the
Making the shadow masks in such a way that
initially from unkempt ingot or al-calmed
Continuous casting is made of a steel strip. To this
The purpose of the steel is first rolled hot, descaled,
subjected to a first cold rolling and then in
Offenbund annealing process down to carbon contents
Decarburized below 0.0020%. Subsequently, the
direct rolling to the desired final thickness or one
Finish rolling with an intermediate annealing for adjustment
a certain microstructure. The so produced
Cold strip will be in the next processing step
photochemically etched, whereupon the masks from the tape
separated, recrystallized and annealed
be thermoformed according to the kinescope shape.
After a blackening glow, the masks are in
welded a frame, which then into the tube
buttoned or pinched.
An einen für die Fertigung von Schattenmasken
geeigneten Stahl werden spezifische Eigenschaften
gestellt. Zunächst muß das Material neben den hohen
Ansprüchen, die an das Kaltband bezüglich
Dickentoleranzen, Planheit, Sauberkeit, fehlerfreier
Oberflächenausführung, definierter Rauheit und
metallurgischem Reinheitsgrad zu richten sind, ein sehr
gutes Ziehverhalten beim Formen der Masken aufweisen
und darf keine Streckgrenzendehnung besitzen. Das gute
Ziehverhalten erreicht man durch Einstellung einer
gleichmäßigen, feinkörnigen Gefügestruktur. Die
Streckgrenzendehnungsfreiheit wird durch Entfernung des
Kohlenstoffs auf Gehalte unter 0,002% sowie durch
Abbinden des ausgeschiedenen Stickstoffs durch
Nitritbildner, wie Al, Ti, B, Nb, V usw. erzielt. Bei
den meisten heute angewandten Verfahren wird der
Stickstoff durch Aluminium unter Bildung von AlN
abgebunden.At one for the manufacture of shadow masks
suitable steel will have specific properties
posed. First, the material next to the high
Claims with respect to the cold strip
Thickness tolerances, flatness, cleanliness, flawless
Surface finish, defined roughness and
metallurgical purity are a very
have good drawing behavior when forming the masks
and may not have yield strength. The good
Drawing behavior can be achieved by setting a
uniform, fine-grained microstructure. The
Yield limit expansion freedom is achieved by removing the
Carbon contents below 0.002% and by
Setting the excreted nitrogen by
Nitrite, such as Al, Ti, B, Nb, V, etc. achieved. at
Most of the methods used today are the
Nitrogen by aluminum to form AlN
tied.
Neben diesen mechanischen Eigenschaften muß der Stahl
ganz bestimmte physikalische Erfordernisse erfüllen und
besondere weichmagnetische Eigenschaften, nämlich eine
kleine Koerzitivfeldstärke und eine hohe Permeabilität
aufweisen.In addition to these mechanical properties, the steel must
meet very specific physical requirements and
special soft magnetic properties, namely a
small coercivity and high permeability
respectively.
Die weichmagnetischen Eigenschaften werden durch den
geringen C-Gehalt begünstigt, der durch die Entkohlung
des Stahls auf unter 0,0020% durch die
Offenbundglühung erreicht wird. Um dem Stahl gute
weichmagnetische Eigenschaften zu verleihen, ist jedoch
ein großes Kristallkorn erforderlich, so daß insofern
sich entgegenstehende Gefügeausbildungen zur Erzielung
optimaler Eigenschaften erforderlich sind. Bei den
bisher benutzten Stahlsorten mußte daher ein Kompromiß
zwischen einerseits einem befriedigenden Ziehverhalten
und andererseits befriedigenden magnetischen
Eigenschaften geschlossen werden. Umfangreiche
Untersuchungen der Anmelderin, die mit den
unterschiedlichsten Al-beruhigten Stählen durchgeführt
wurden, haben zu dem Ergebnis geführt, daß die
Korngrößenverteilungen in keinem der untersuchten Fälle
einen Spielraum für eine weitere Optimierung
Al-beruhigter Stahlgüter zuläßt. Es ist bekannt, daß
unberuhigte Stahlsorten günstigere weichmagnetische
Eigenschaften haben. Derartige unberuhigte Stähle, die
praktisch keine Nitritbildner enthalten, werden im
Sauerstoffblasverfahren erzeugt und kontinuierlich
vergossen. Sie wären an sich wegen ihres hohen
metallurgischen Reinheitsgrades für die Fertigung von
Schattenmasken geeignet.The soft magnetic properties are determined by the
low C content favored by the decarburization
of the steel to less than 0.0020% by the
Offenbundglühung is achieved. Good for the steel
However, to impart soft magnetic properties is
a large crystal grain is required so far
conflicting microstructures to achieve
optimal properties are required. Both
So far used steel grades had to compromise
between on the one hand a satisfactory drawing behavior
and on the other hand satisfying magnetic
Properties are closed. extensive
Investigations of the applicant, with the
various Al-killed steels
have led to the conclusion that the
Grain size distributions in none of the investigated cases
a margin for further optimization
Al-killed steel goods allowed. It is known that
Unfavorable steel grades cheaper soft magnetic
Have properties. Such unkilled steels that
Virtually no nitrite formers are contained in the
Oxygen blowing produced and continuously
shed. They would be in themselves because of their high
metallurgical grade for the manufacture of
Shadow masks suitable.
Es hat sich herausgestellt, daß derartige sogenannte
unberuhigte Stahlsorten (ohne Nitritbildner) wegen des
freien Stickstoffes sehr alterungsanfällig sind und
beim Formen der geglühten Masken zu
Streckgrenzendehnung mit Lüderslinien führen. Da ein
Streckrichten der geglühten Masken vor dem Formen bei
den heutigen Loch- bzw. Schlitzausführungen in den
Masken nur bedingt anwendbar ist, scheidet die
Verwendung von unberuhigten Stahlsorten aus.It has been found that such so-called
Unfined steel grades (without nitrite formers) due to
free nitrogen are very susceptible to aging and
while forming the annealed masks too
Yield limit elongation with Lüders lines. There a
Straighten the annealed masks before molding
Today's hole or slot designs in the
Masks is only conditionally applicable, separates the
Use of unkempt steel grades.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen Stahl
zur Herstellung von Stahlbändern zu erzeugen, mit dem
die Fertigung von Schattenmasken für Farbbildröhren von
Fernsehgeräten möglich ist, die sowohl ein optimales
Ziehverhalten und keine Streckgrenzendehnung als auch
optimale weichmagnetische Eigenschaften, d. h. eine
kleine Koerzitivfeldstärke und eine hohe Permeabilität
aufweisen.The inventor has set himself the task of a steel
for producing steel strips, with the
the production of shadow masks for color picture tubes of
Television is possible, which is both an optimal
Drawing behavior and no yield stress extension as well
optimum soft magnetic properties, d. H. a
small coercivity and high permeability
respectively.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß
diese Bedingungen erfüllt sind, wenn die Schattenmasken
aus einem vakuumberuhigten Stahl mit der in Anspruch 1
angegebenen Zusammensetzung gefertigt sind. Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
von Schattenmasken mit den Merkmalen des 2. Anspruches.
Es handelt sich dabei um einen praktisch keine
Nitritbildner enthaltenden vergossenen Stahl, dem durch
eine Glühbehandlung Kohlenstoff und Stickstoff auf
Gehalte kleiner als 0,001% entzogen werden. Der Stahl
ist unbegrenzt alterungsbeständig und zeigt somit keine
Streckgrenzendehnung nach dem Glühen und keine
Lüderslinien nach dem Formen. Die Bearbeitung des
Stahls kann nach bekannten Verfahren so erfolgen, daß
an den geglühten Schattenmasken ein feinkörniges
Ferritgefüge vorliegt, so daß sich der Stahl
ausgezeichnet verformen läßt. In diesem
Verfahrensschritt entsprechen die weichmagnetischen
Eigenschaften denen der bekannten zur Herstellung von
Schattenmasken benutzten Stähle.It has surprisingly been found that
These conditions are met when the shadow masks
of a vacuum-calmed steel as claimed in claim 1
specified composition are made. object
The invention further relates to a method for the production
of shadow masks with the features of the second claim.
It is a virtually none
Nitrite forming containing cast steel, the through
an annealing treatment on carbon and nitrogen
Levels less than 0.001% are withdrawn. The Steel
is indefinitely resistant to aging and thus shows no
Yield strength elongation after annealing and none
Lüders Lines after molding. The editing of the
Steel can be done by known methods so that
on the annealed shadow masks a fine grained
Ferrite structure is present, so that the steel
can be deformed excellent. In this
Process step correspond to the soft magnetic
Properties of those known for the production of
Shadow masks used steels.
Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß in
der folgenden Verarbeitungsstufe, dem Schwärzen, das
durch eine Glühbehandlung oberhalb 580°C vorgenommen
wird, die Rekristallisation und Kristallerholung fast
nicht behindert wird. Durch Kristallerholung bei
Bildung eines Gefüges mit gröberen Körnern weisen die
fertigen Schattenmasken weichmagnetische Eigenschaften
mit erheblich gesteigerter Koerzitivfeldstärke und
Permeabilität gegenüber bekannten vergleichbaren
Werkstoffen auf, die für die Fertigung von
Schattenmasken benutzt wurden. Die Anmelderin führt
dies aufgrund der vorliegenden Versuchsergebnisse
insbesondere darauf zurück, daß der Stahl kein
Aluminiumnitrit (AlN) und keinen Stickstoff enthält.However, it has surprisingly been found that in
the next processing stage, blackening, the
made by an annealing above 580 ° C.
becomes, the recrystallization and crystal recovery almost
not hindered. By crystal recovery at
Formation of a structure with coarser grains have the
finished shadow masks soft magnetic properties
with significantly increased coercivity and
Permeability over known comparable
Materials used for the production of
Shadow masks were used. The applicant leads
this on the basis of the available test results
in particular, that the steel is not
Aluminum nitrite (AlN) and contains no nitrogen.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch anwendbar auf
die Fertigung von Schattenmasken für Farbbildröhren von
Monitoren.Of course, the invention is also applicable to
the production of shadow masks for color picture tubes of
Monitors.