专利名称:波纹冲压彩色显象管屏蔽板的方法和用于这样方法的设备的制作方法
本发明涉及到用冲压工艺为彩色显象管波纹冲压铁-镍合金构成的屏蔽板的一种方法。
彩色显象管通常有一个带有玻璃显象窗的外壳，这个显象窗有可发出红、绿、兰色光的荧光层的显象屏。带有很多小孔的屏蔽板装配在显象管内，距显象屏前端的距离很短。在显象管工作期间，由一个电子枪系统在显象管内发出三股电子来，并且穿过屏蔽板上的小孔冲击到上述的荧光层上。小孔和荧光层相互的位置是使在扫描的画面上每一束电子束总是冲击到一种颜色的荧光部位上。然而，有相当大比例的电子束冲击到屏蔽板上，电子的动能变成了热能，使屏蔽板的温度上升。随着温度上升，屏蔽板就要热膨胀，因而导致使屏蔽板局部或全部凸起，其结果是扰乱了屏蔽板上小孔和与这些小孔相关的荧光部位的相互位置，从而产生显示画面的彩色缺陷。因为在当前生产的显象管中，显象窗比较平，使得屏蔽板凸起不多，这样显示画面上彩色的缺陷就更加严重。
已经知道，用低热膨胀系数的材料制造屏蔽板可使热效应产生的问题得到缓和。这种材料的一个实例就是铁-镍合金，其中，按重量计算，镍含量大约占36%。这些合金的抗拉强度比较高，机械加工比较困难，这就妨碍了它们用作屏蔽板材料。上述材料的机械加工困难还使冲压屏蔽板所用的工具磨损很快。然而，由于冲压工具的损耗使冲压工艺的可再制性减少了。因而工具的快速损耗就要求对冲压工具加强控制和经常维修。在冲压过程中，当屏蔽板的四周至少有一部分是以滑动方式支持时，这个问题便更加突出。因为屏蔽板是在已经制造出孔之后才经受冲压过程，在相互垂直的两个方向上板的抗拉强度是不同的。在冲压过程中为了防止屏蔽板沿抗拉强度低的方向冲成碎片，它应在抗拉强度低的方向上以可稍微滑动的方式来夹持。滑动中产生的磨擦力应定量地再现出来，以便得到一个可重复的冲压过程。由于磨擦力大，助长了磨损，以再现方式产生的磨擦力就不再存在，其结果是冲击过程的可再制性也减少了。
本发明的一个任务是提供一个冲压屏蔽板的方法，在这个方法中，冲压工具的磨损减到最小，并使冲压过程的可再制性好。本发明的另一个任务是提供一台使用该方法的设备。
根据本发明，用冲压工艺为彩色显象管局部冲压由铁-镍合金构成的屏蔽板的方法，其特征是在冲压过程期间屏蔽板保持在150℃到250℃之间温度范围内，屏蔽板材料在这个温度范围内屈服极限达到0.2%，此时拉应力低于150N/mm2。
提高温度来冲压屏蔽板，屏蔽板材料达到它的0.2%屈服极限的拉应力下降了。已知当拉应力大约不超过150N/mm2时，冲压工具磨损的情况和冲压过程的可再制性可处于令人满意的水平。本发明使得铁-镍合金有可能作为屏蔽板的材料，并且有可能利用这些合金热膨胀系数极低的优点。出于这种考虑，特别合适的一种合金是含有35-37%重量的镍，除去少量杂质外其余都是铁。根据本发明，更具体的特点是在冲压过程之前屏蔽板在700℃到820℃之间经受一段时间的退火处理，使屏蔽板的材料完全产生再结晶。退火处理有两个目的。第一个目的是使材料完全产生再结晶，以便使整个屏蔽板的冲压性质趋于均匀。第二个目的是把材料在0.2%屈服极限下的拉应力降低到接近300N/mm2。
已经发现，为了完全再结晶，退火处理的温度须在高于大约700℃的温度下完成。对冷轧的这种材料来说，也使0.2%屈服极限的拉应力往下降的很明显。当用更高的退火温度时，该拉应力进一步下降，但已经发现对退火处理强制一个上限温度是合理的。根据本发明，该上限温度大约是820℃。在700℃到820℃之间的温度范围内，0.2%的屈服极限随温度的上升而下降。因此为了进一步在可用范围内降低0.2%屈服极限，明显高于820℃的退火温度是必要的。然而，在820℃的温度下允许屏蔽板以堆放的形式退火，而不会象热分子焊接那样粘在一起。
本发明也涉及到一个为冲压屏蔽板的设备。根据本发明，为彩色显象管冲压屏蔽板的设备包括冲压模，此外还有冲压环和压力环，屏蔽板的四周夹持在压力环和冲压环之间，其特征是冲压模、压力环和冲压环内含有加热装置。冲压工具内的加热装置使屏蔽板达到并保持在150℃到250℃之间的温度。具体地说，上述的加热装置是电加热装置。
图1表示的是铁-镍合金抗拉强度和退火温度的关系。
图2表示的是退过火的铁-镍合金在局部冲压期间其抗拉强度和温度的关系。
图3是冲压屏蔽板的设备的剖面图。
对于由36%重量的镍，少于0.04%重量的碳，少于0.3%重量的硅，少于0.5%重量的镁，其余是铁所组成的铁-镍合金，图1表示出材料在各退火温度下且在此温度下屈服极限为0.2%时所达到的拉应力值。原材料是由冷轧得到的板材，并且厚度为100-150微米。孔栅是用光蚀法制成的。根据设计要求，这些孔可是有任意的形状，如糟状或圆形的。蚀刻这些孔后，带有蚀刻的撕裂线的原材料板被分成若干片，每一片构成一个屏蔽板并具有孔栅。这样得到的屏蔽极材料在室温下，其在大约600N/mm2拉应力下与屈服极限为0.2%。
这样的抗拉强度太高，以致不能把屏蔽板冲压成所设计的形状。为了降低该拉应力，屏蔽板需要在大约750℃的温度退火15分钟。使材料完全再结晶。如图1所示，这样处理的材料，其0.2%屈服极限下降到大约300N/mm2。为了保证使整个屏蔽板的0.2%屈服极限均匀，完全再结晶是必要的。从图1也可以看出，在700℃-800℃的温度范围内，0.2%屈服极限温度依赖性随温度上升明显下降。进一步降低0.2%屈服极限需要更高的退火温度。不仅从能量的角度来考虑，而且以屏蔽板以堆放的形式退火中存在的问题来看，这都是有缺点的。在高于820℃的温度下，屏蔽板可能由于热分子焊接的作用被焊在一起。然而300N/mm2的0.2%屈服极限仍然是太高了，以致不能对冲压屏蔽板进行再加工。为此，进一步降低0.2%屈服极限是必要的。为了实现这个目的，屏蔽板不在室温下，而是在150℃到250℃之间进行局部冲压。图2示出了0.2屈服极限的拉应力能温度变化曲线。在150℃到250℃的温度范围内0.2%屈服极限的温度依赖性随温度上升明显下降。大约在250℃以上，0.2%屈服极限下降率相当小。然而在这样高的温度下，关于冲压工具的实际问题开始起作用，而不再对低的0.2%屈服极限的优点进行考虑。
图3是局部冲压屏蔽板设备的剖面图。这台设备有冲压模1(有时所用的术语是心轴)、压力环2(有的用的术语是褶夹)和冲压环3。矩形的屏蔽板6放在冲压模1上。冲压环3垂直向下朝压力环2运动，结果使板6相对的两边缘被夹在冲压环3和压力环2之间。在矩形的另一对边上，冲压环3和压力环2之间留有间隙，此间隙大于屏蔽板6的厚度。该间隙能使屏蔽板在冲压过程中滑动，而且间隙的尺寸确定了所产生的磨擦阻力。在这种情况下，屏蔽板在垂直于设有刚性夹持的矩形侧边的方向上的拉应力小于垂直于被刚性夹持的侧边方向上的拉应力。这样的间隙可用适当的冲压环和/或压力环的形状来得到。用四个缺环构成冲压和/或压力环也是可能的。每一个缺环对应于屏蔽板的一个边。同时下降冲压环3和压力环2就把屏蔽板冲压成所需的锥球形了。这样这个屏蔽板就被冲到冲压模1上。在冲压过程中，屏蔽板的温度保持在200℃。为了实现这个目的，冲压模1有一铜块7，在铜块7中有电热元件8。与此类似，压力环2也有含电热元件5的铜块4，冲压环3上也有含电热元件11的铜块10。屏蔽板10能够被加热到200℃的冲压工具加热。然而，也可以事先在炉中把它加热到大约200℃的温度。为了保持冲压过程中整个屏蔽板的温度均匀，冲压模1有一组加热导管9，它可保证冲压模表面温度均衡。在屏蔽板被冲压成锥球形之后，它四周的四条矩形边被弯曲形成了一个裙部。这是由于冲压环进一步下降所造成的，当然这时屏蔽板的四周就不再夹在压力环和冲压环之间了。在屏蔽板的四周形成裙部期间，顶杆12把屏蔽板顶在冲压模1上。这个顶杆也有含电热元件14的铜块13，以便使屏蔽板和也加热到200℃的顶杆接触。在屏蔽板裙部形成后，顶杆离开屏蔽板。然后冲压模3和屏蔽板向上运动。屏蔽板最后由顶杆12从冲压环3内顶出，然后取走。
注意，在图3没有表示出操作冲压环3、压力环2和顶杆12的构件，这是因为它们和本发明没有直接关系。
权利要求
1.借助于冲压工艺为彩色显象管冲压由铁-镍合金构成的屏蔽板的方法，其特征在于在冲压过程中，这个屏蔽板保持在150℃-250℃之间的温度，屏蔽板材料在150℃到250℃之间低于150N/mm2的拉应力达到0.2%的屈服极限。
2.如权利要求
1.所述的方法，其特征在于铁-镍合金含由35-37%重量的镍，除去少量杂质外，其余部分是铁的组成。
3.如权利要求
2.所述的方法，其特征在于冲压过程之前，屏蔽板在700℃到820℃之间的温度退火处理一段时间，使屏蔽板材料完全产生再结晶。
4.为彩色显象管冲击屏蔽板的设备，它包括冲压模、冲压环和压力环，屏蔽板的四周能夹在冲压环和压力环之间，其特征在于冲压模、压力环和冲压环都含有加热装置。
5.如权利要求
4.所述的设备，其特征在于加热元件是由和冲压模、压力环和冲压环相配合的电热元件组成的。
专利摘要
由铁-镍合金组成的彩色显象管的屏蔽板用冲压工艺来冲压。在冲压过程中，屏蔽板保持在150℃-200℃之间的温度。屏蔽板材料的在150℃-200℃之间且低于150N/mm
文档编号B21D37/00GK85101993SQ85101993
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者V·D·伯格, 汤姆森·拉塞尔 申请人:菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan