[发明专利]复合梯度合金板及其制造方法,和使用复合梯度合金板荫罩的彩色阴极射线管

说明书

技术领域

本发明涉及复合梯度合金板，它的制造方法，和高可靠性的彩色阴极射线管，可以增强构成彩色选择电极的荫罩材料强度(刚度)，可以改进蚀刻特性和可成形性，并可以减小热形变。

背景技术

关于彩色阴极射线管，近年来用作信息设备的监测装置或彩色图片接收器的显示装置，平面技术得到快速的发展，平面技术使构成图像显示表面的屏面(前屏面)为平坦屏面。特别是，当采用压力成形型的荫罩(压力型荫罩)时，压力型荫罩在水平方向和垂直方向上有弯曲的孔径表面，有平坦面的彩色阴极射线管(平面管)的屏面有大致平整的外表面和曲率远远大于外表面曲率的内表面。

不仅是彩色阴极射线管的荫罩，而且是大量的板材料，其中包括车辆，飞机以及其他结构和部件的板材料，都需要满足高硬度的要求。作为上述的荫罩或板材料，通常使用单块板材料或所谓复合板形成的高硬度板材料，复合板是利用机械方法叠合多个有不同物理特性的金属板(主要是由铁或铁合金制成的金属板)形成。然而，这种板材料本身没有能力保持内应力以对付温度的变化，当板材料很薄时，要使这种板材料可靠地确保形状保持能力是很困难的。

在选择板体的材料时，往往出现这样一种情况，由于材料的特性使选择受到限制，例如，产品的强度，板厚度，可成形性，加应力装置，等等。特别是，作为设计上述平面管时需要解决的一个技术问题是荫罩的强度问题。虽然此处的解释是利用荫罩作为例子，但是相同的解释适合于上述其他产品的板材料。虽然制成的荫罩曲率与屏面内表面的曲率大致相同，但是与有弯曲内表面和外表面的圆面管比较，平面管的屏面有小曲率的内表面，因此，只有使平面管的荫罩曲率也是小曲率而没有其他的方法。

所以，保持足够的强度以对付荫罩孔径区域的部分热形变或工作时电子束撞击后荫罩温度升高产生的整个荫罩热形变是很困难的，即，对付所谓拱凸现象的强度。此外，使荫罩保持其物理强度以对付下落，冲击等现象也是很困难的。

作为确保这种类型荫罩强度的材料，一直以来使用掺钴的因瓦镍铁合金材料，它是在普通的因瓦镍铁合金材料中掺钴制成的。虽然过去使用铝镇静钢材料作为荫罩材料(基底材料)，但是一直以来使用因瓦镍铁合金材料以及努力提高图像的分辨率并使屏幕有更平坦的表面。

掺钴的因瓦镍铁合金材料用于增强荫罩的强度，与常用的因瓦镍铁合金材料比较，掺钴的因瓦镍铁合金材料增大约20％的强度，并可以抑制荫罩的上述形变。然而，因瓦镍铁合金材料中掺钴制成的荫罩有几个缺点，包括：(1)由于钴是昂贵的，使成本上升，(2)由于钴的抗腐蚀性能是较好的，使蚀刻效率降低，(3)可加工性减小，和(4)磁特性下降。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种有荫罩的平面型彩色阴极射线管，它可以减少诸如常规荫罩具有的缺点。

实现上述目的的本发明典型要点是，用于彩色阴极射线管的荫罩材料是由铁材料制成的，它是由三层或多层铁合金的板体构成，各层的合金元素浓度是不同的，且板体中包含的合金元素含量有浓度梯度，在板体的各层边界部分和在边界附近浓度是连续变化的。以下描述本发明结构中的一些典型结构。

首先，关于复合梯度合金板和本发明制造该合金板的方法，考虑以下的结构。

(1)在有多个结构层的复合梯度合金板中，沿着铁合金板的厚度方向，在连续改变铁中包含合金元素的铁合金板中合金元素浓度的同时迭制成该多个结构层；在多个结构层的边界区域，沿复合梯度合金板平面方向残留的拉伸应力和压缩应力指向相反的方向。

(2)关于结构(1)，多个结构层是由三层构成，包括：一个表面层，另一个表面层和一个中间层，中间层迭制在一个表面层与另一个表面层之间。

(3)关于结构(2)，拉伸应力残留在一个表面层和另一个表面层，而压缩应力残留在一个中间层。

(4)关于结构(2)，压缩应力残留在一个表面层和另一个表面层，而拉伸应力残留在一个中间层。

(5)关于结构(2)或(3)，多个结构层在平面方向上的合金元素浓度分布是各不相同的。

(6)关于以上结构(1)至(5)中任何一种结构，一个表面层在平面方向上的合金元素浓度分布大致等于另一个表面层在平面方向上的合金元素浓度分布。

(7)关于以上结构(1)至(5)中任何一种结构，合金元素是镍。