本发明涉及Fe-Ni合金板的生产方法及通过蚀刻Fe-Ni合金板形 成的Fe-Ni合金荫罩。特别是，本发明在生产Fe-Ni合金板的方法方 面提供改进，从而抑制了条纹的形成，该条纹在穿出供电子束通过荫罩体的小 孔时出现。

迄今为止，软钢通常被用作彩色显像管中的荫罩材料。该荫罩在彩色显像 管连接工作期间由于电子束的照射而承受温度升高，因而也承受热膨胀。这种 热膨胀引起电子束照射部位和荧光材料之间的漂移。从而引起彩色显像管的色 彩偏差。因此，具有低热膨胀系数的Fe-Ni合金，这指的是“36合金”， 被使用以防止色彩偏差。

荫罩通过蚀刻Fe-Ni合金板，以穿出供电子束通过的小孔而形成。当 将光源置于荫罩背面并在前面观察荫罩时，偶然会观察到形成条纹的图象沿轧 制方向伸长。这种缺陷被称为条纹故障。

条纹形式的故障在用软钢制造荫罩的情况下偶然形成。已知这主要是由于 非金属夹杂物和碳化物。在用Fe-Ni合金的情况下，即使借助于减少非金 属夹杂物，条纹也未被防止。据信，Fe-Ni合金的条纹归因于二元合金固 有的成分偏析，Fe-Ni合金是二元合金的一种。

降低Fe-Ni合金成分偏析的建议如下：(1)日本未审专利公开No. 60-128，253提出，在锻造前将铸锭加热到不低于850℃，但低于 熔点的温度。(2)日本专利未审公开No.60-56，053提出使热轧 板经均热处理。(3)日本未审专利公开No.2-170，922提出使连 铸坯承受1200-1350℃温度、1小时或更长的均热处理，在氧浓度为 0.1％(体积)或更低的气氛中，进行1100-1200℃温度的加热， 然后进行热轧。

当在空气中长时间地将Fe-Ni合金加热到高温时，其晶界严重氧化。 由于按照现有技术(1)和(3)的方法加热铸造产品旨在借助长时间均热来 降低成分偏析，接着必须彻底打磨该铸造产品，以使完全去除其中发生晶界氧 化的氧化表面。这样就导致产率下降。

当按照现有技术(2)使热轧板均热时，晶界氧化的表面层与板厚的比是 如此之高，以使严重降低产率。

此外，虽然用现有技术(1)和(3)的方法取得改进，但这些方法不能 满意地防止细的条纹，这种细条纹在常规荫罩的情况下不出现，但在最近的具 有很细孔间距的非常精细荫罩上出现。因而期待着进一步的改进。

因此，本发明的目的在于提供一种以高产率生产Fe-Ni合金板的方法， 按该法，在生产荫罩的过程中，当穿出供电子束通过的小孔时可能形成的条纹 可被防止。

本发明的另一目的在于提供一种无条纹的Fe-Ni合金荫罩。

本发明人探索了如何完成本发明的目的，并公开如下。

就是借助于塑性加工，如锻造或粗轧来改变铸造的Fe-Ni合金产品的 铸态组织，然后在氢气氛中不引起氧化地加热减少条纹所需的时间而将可能导 致条纹形成的此铸造Fe-Ni产品的成分偏析可有效地降低，所述的加热时 间取决于钢锭的加热时间及在锻造和粗轧钢锭时的面积压缩比。

本发明基于上述发现，而提供下述方法(1)和(2)。

(1)生产Fe-Ni合金板的方法，其包括的步骤为：

将含30-45％(重量)的Ni，其余基本上是Fe和选自：不大于 0.10％(重量)的C，不大于0.30％(重量)的Si、不大于0.30 ％(重量)的Al、不大于0.5％(重量)的Mn、不大于0.005％(重 量)的S和不大于0.005％(重量)的P的不可避免的杂质和次要元素的 Fe-Ni合金锭在不低于1150℃而低于熔点的温度下热处理1小时以上 但不超过30小时；

将该Fe-Ni合金锭以不小于40％的面积压缩比锻成坯；

去除坯上的氧化铁皮；

然后，在露点不高于-10℃的氢气氛中，于不低于1100℃的温度下 热处理此坯，时间要满足下面给出的等式；

热轧此坯。

(2)生产Fe-Ni合金板的方法，其包括的步骤为：

将含30-45％(重量)Ni，其余基本上是Fe和选自不大于0.1 ％(重量)的C，不大于0.30％(重量)的Si，不大于0.30％的Al， 不大于0.5％(重量)的Mn，不大于0.005％(重量)的S及不大于 0.005％(重量)的P的不可避免的杂质及次要元素的Fe-Ni合金锭 于不低于1150℃但低于熔点的温度下热处理1小时以上但不超过30小时；

以不小于40％的面积压缩比将Fe-Ni合金锭粗轧成坯；

去除该坯上的氧化铁皮；

然后在露点不大于-10℃的氢气氛中，于不低于1100℃的温度下对 此坯进行热处理，时间要满足下面给出的等式；

热轧此坯。

t≥[3.8×10-7exp(23830/T)]/R

其中t：钢坯的加热时间(小时)；

T：钢坯的加热温度(℃)；

R：钢坯的面积压缩比(％)。

本发明还提供通过方法(1)或(2)生产的Fe-Ni合金荫罩。

图1是说明蚀刻因素的附图。

在图1中，各符号指的是：d-深度；SE一侧浸蚀量；EF=d/SE； r-穿过阻光层的小孔孔径；R-由浸蚀而形成的小孔孔径；和SE=(I- r)/2。因为在Ni含量小于30％而大于45％时，热膨胀系数大大提高， 以使该材料不适于作荫罩，所以将该Fe-Ni合金材料的Ni含量限于30 -45％(重量)的范围内。此外，由于下列原因限制了次要元素和杂质的含 量。这些次要元素不仅产生有害的效果，但也产生有益的效果，如提高强度和 加工性，所以使其含量小于上限，

a)碳含量

当碳含量大于0.10％(重量)时，穿孔所需的蚀刻性能受到碳化物的如 此不利的阻碍，以使该Fe-Ni合金不适于作荫罩。

b)硅含量

当硅含量大于0.30％(重量)时，穿孔所需的蚀刻性能如此不利地受 阻碍，以使该Fe-Ni合金对荫罩不适宜。

c)铝含量

当铝含量大于0.30％(重量)时，形成了如此大量的氧化铝为基的夹 杂物，以使损害穿孔所需的蚀刻性能。

d)锰含量

加锰到合金钢中以使抵消硫的作用使之无害，硫的作用有损于热加工性。 当Mn含量小时，得不到任何明显的益处。但是当Mn含量大于0.5％(重 量)时，该材料的硬度变得如此之硬，以致丧失成型性。因此将锰的上限定为 0.5％(重量)。

在较低的锰含量时，蚀刻因数(EF)更加提高。同时，Mn应至少以将杂 质之一的硫固定的量存在，以便提高蚀刻因数。

e)硫含量

当硫含量大于0.005％(重量)时，材料的热加工性严重损害。当将 硫含量降到上述低水平时，Mn含量则可低到0.1％(重量)或更小。

f)磷含量

当另一种杂质的磷的含量大于0.005％(重量)时，穿孔所需的蚀刻 性能则如此地受损，以致使得该Fe-Ni合金不适用于荫罩。

下文将叙述最具本发明特色的加工方法。

本发明的加工工艺主要包括锭的锻造和坯的轧制，或锭的粗轧和坯的轧制。 锭的锻造、锭的粗轧和坯的轧制工艺中的每一种都可以带有中间加热步骤的多 个步骤进行。中间加热温度及时间使得锭或坯能被加工。在热轧步骤中的坯的 中间加热降低成分偏析是有效的。因此，这样选择中间加热时间(t1)是有 益的：使t1和t2的总加热时间满足等式(t)，其中t2是最终加热时间。 这样可以缩短总的加热时间。

g)锭的热处理条件

锻前可粗轧前锭的热处理应在这样的条件下进行：直至锭的内部都被加热 到一个均匀的温度。当加热时间短于1小时时，加热就会在锭内部尚未加热到 预定温度时结束。在此情况下，锭内的偏析未减少。因此即使坯在满足下面的 经验公式的条件下热轧也不能减少条纹。另一方面，当最长的加热时间超过 30小时时，锻造和粗轧工艺变得如此昂贵，以致使其不能在工业上实施。因 此，加热时间为1小时至小于30小时。

当在1150℃或更低的温度下进行锭的加热时，这对锭内的成分偏析的 降低不是非常有效。

热处理后，可立刻将锭锻造或粗轧，或可冷却，然后再加热到可进行锻造 或粗轧的温度。

当锭在锻造或粗轧时的面积压缩比小于40％时，则锭的塑性变形不能令 人满意。当接着将塑性变形很差的坯在满足下述的公式的条件下加热时，后续 的加热对于减少成分偏析是无效的。因此，在锻造或粗轧时锭的面积压缩比被 定为40％或更大。

i)坯的热处理

本发明人在工厂进行了实验，并发现可根据锭的加热时间和锭的面积压缩 比确定适宜的坯的加热时间。 logt≥log(A/R)+B/T

在此经验公式中，“t”为坯的加热时间，“A”和“B”为常数、“T” 为加热温度，而“R”为锭在锻造或粗轧以生产坯时的该锭的面积压缩比。此 公式表明：当加热温度变高(右边第二项降低)时，缩短加热时间(左侧的对 数“t”变小)。此式还表明：当坯的面积压缩比变小(右侧第一项的对数变 大)时，轧前坯的加热时间变长。

当该经验公式的参数被取代求出确定的数量并展开时，得到如下的限定本 发明条件的公式：t≥[3.8×10-7exp(23830/T)]/R

当R在60-85％的范围时，可以低的加工费用生产坯。

当加热时间比公式中的(t)小时，则不能有效地降低成分偏析以防止 条纹故障。由于坯中的铸造组织已被塑性变形，所以坯的加热温度可低于锭 的加热温度，以减少成分偏析。因此，最低加热温度为1100℃。在低 于1100℃的加热温度，加热时间就变得不利地长。热处理的气氛为氢，以 防止氧化及由此减少热轧后氧化皮的去除量。氢气氛的露点以-10℃或更低 为宜。

热轧坯料以使产生厚2-5mm的轧板。接着，通常进行冷轧、表面光轧、 酸洗、退火和消除应力退火以生产荫罩材料。

下面参照实施例叙述本发明。

实施例

成分按下面调整过的Fe-Ni合金，用真空熔炼法熔炼，然后将所得的 熔体铸成具有四方截面的，顶部750mm见方的锭。在表1所列的条件下进 行锭的热处理。进行锻造或粗轧以产生厚160mm的坯。去除坯上的氧化铁 皮，然后在表1中所列的条件下进行坯的热处理。然后进行热轧。重复冷轧和 退火以产生厚0.13mm的合金带。

                         表Ⅰ 试样      锭的热处    锻造或  面积       坯的热处理条件       t-公

      理条件      粗轧    压缩比                          式计

                                 温度   时间  气体 露点   算值

    温度    时间                 (℃)  (小时)      (℃)

   (℃)    (小时) 本发 明的 1      1220    15     锻造    82     1150    6    氢    -20    4.6 2      1220    7      粗轧    75     1180    5    氢    -20    3.0 3      1250    5      锻造    55     1220    3    氢    -25    2.1 4      1250    5      粗轧    75     1240    2    氢    -25    1.1 5      1280    15     锻造    85     1240    2    氢    -15    1.0 对比 的 6      1150    0.5    锻造    78     1180    4    氢    -15    2.6 7      1250    15     锻造    35     1200    6    氢    -20    4.6 8      1250    5      粗轧    33     1200    6    氢    -20    4.8 9      1220    15     锻造    75     1200    1.5  氢    -15    2.1 10     1220    7      粗轧    75     1050    40   氢    -15    4.8 11     1250    7      锻造    74     1220    3    氢    0      1.6 12     1220    5      锻造    76     1240    2    空气  0      1.1

该Fe-Ni合金的成分为：Ni：36.2％、C：0.007％、Si： 0.05％、Al：0.005％、Mn：0.25％、S：0.002％、P： 0.003％。

在生产的钢带之中，试样1-5是满足本发明要求的实施例，而试样6 -12是对比例。在对比例中，试样6不满足本发明的加热锭的条件。试样7 和8不满足锻造或粗轧中的面积压缩比，因为它小于40％。试样9不满足公 式“t”规定的本发明的坯加热条件。在试样12中坯加热在空气中进行，或 在试样11中在高于-10℃的露点下进行。

公知的光刻法被用于如下产生的板材。将光刻胶障板加在板材的一侧。然 后穿过此光刻胶障板形成许多80μm直径的平的圆孔。在板材的另一侧加上 另一个光刻胶障板，再穿过此光刻胶障板形成许多180μm直径的正的圆孔。 将喷雾状的氯化铁水溶液喷在该光刻胶障板上，以使形成贯穿该Fe-Ni合 金板材的孔。这样制备荫罩材料。

使有小直径孔的板材一侧对着观察者，并使有大直径孔的另一侧面对光源。 使光斜照到该另一侧，并观察是否有光。

通过测量在热轧板材之前去除氧化铁皮表面磨削的量来估价产率。

本发明和对比例的结果列于表2中。

                         表2 试样              表面磨削量        产生条纹               注

                (μm) 1                    70                未                本发明 2                    70                未                本发明 3                    60                未                本发明 4                    75                未                本发明 5                    65                未                本发明 6                    70                产生              对比的 7                    70                稍有              对比的 8                    75                稍有              对比的 9                    65                产生              对比的 10                   95                未                对比的 11                   120               未                对比的 12                   150               未                对比的

试样1-5满足以下条件：(ⅰ)锭的热处理：1200℃或更高，大于 1小时；(ⅱ)以40％或更大的面积压缩比锻造和粗轧，以形成坯；( ⅲ)去除该坯上的氧化铁皮；(ⅳ)坯的热处理：1100℃或更高， 时间满足公式“t”；(ⅴ)热轧。当经蚀刻形成通过电子束的小孔时，这些 本发明试样未产生条纹。此外，为去除氧化铁皮热轧板的表面磨削量小，因此 产率高。

与此相反，在试样6中，由于锭的热处理温度低和热处理时间短，所以形 成了条纹。在试样7和8中，由于锻造和粗轧中面积压缩比小于40％，故稍 有条纹形成。在试样9中，由于坯的热处理条件不满足加热时间(t)，所以 形成条纹。在试样10中，由于加热温度低于1100℃，为均匀加热所必需 的时间拖长，以使此条件对工业化生产在经济上是不适宜的。在试样11中氢 气氛的露点高于-10℃，而在试样12中的加热气氛不是氢，因此试样11 和12的表面和晶界严重氧化。在这些对比例中的热轧钢上的氧化铁皮的去除 量高达本发明实施例的两倍，因此产率低。