一种钨镍合金靶材加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钨镍合金靶材加工方法，先采用冷等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢空心管进行首次致密化和预成型，形成半致密的钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料，使后续的热等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料可以进行更好的致密，以较好的对靶材的部分表面进行喷砂处理，同时不影响到靶材的其他不需要喷砂的部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料制造领域，具体涉及一种钨镍合金靶材加工方法。
技术介绍
近年来，随着溅射靶材和溅射技术的日益发展，溅射靶材在溅射技术中起到了越来越重要的作用，溅射靶材的质量直接影响到了溅射后的成膜质量。溅射靶材主要分为平面靶材和管靶，所述管靶通常由溅射靶材和背管组成，与平面靶相比，管靶的利用率更高且溅射后成膜质量更好，在靶材市场具有巨大的发展潜力。W-Ni硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境。由于Ni属于面心立方(F.c.c)晶系，塑性很好，在湿磨过程中容易发生塑性变形，形成片状的Ni粉团。钨镍靶材是一种比较典型的合金靶材，钨镍合金具有低电阻系数，良好的热稳定性和抗氧化性；同时，加工性能好，韧性高的特点，因此以钨、镍混合粉末作为溅射靶材的原料，由这两种原料制成的钨镍管靶已成为半导体领域用量较大的管靶之一。就目前而言，用于半导体制造用的钨镍管靶不仅对致密性、硬度和可加工型有很高的要求，同时对材料的内部组织均匀性也有着很高的要求。由于在溅射过程中，靶材的边缘处上会留有溅射产生的颗粒物，这些颗粒物逐渐积累变成沉积物。沉积物在靶材上聚集到一定程度后会发生剥落现象(peeling)，剥落的沉积物不仅会影响溅射环境，还容易掉落在产品表面上，导致产品有缺陷甚至报废。为此，现有技术会对靶材的部分非溅射区域进行喷砂处理，这样经过喷砂的部分表面变得粗糙，进而变得容易吸附沉积物，减少剥落现象发生的几率。
技术实现思路
本专利技术提供一种钨镍合金靶材加工方法，先采用冷等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢空心管进行首次致密化和预成型，形成半致密的钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料，使后续的热等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料可以进行更好的致密，以较好的对靶材的部分表面进行喷砂处理，同时不影响到靶材的其他不需要喷砂的部分。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种钨镍合金靶材加工方法，该方法包括如下步骤：（1）制备靶材提供钨和镍混合粉末，所述钨粉和镍粉的质量比为9.95:1至10.05:1；对所述钨和镍混合粉末进行冷等静压工艺，形成钨和镍混合粉末初始坯料；将所述钨和镍混合粉末初始坯料装入真空包套并对所述真空包套抽真空后，对所述钨和镍混合初始坯料进行热等静压工艺，形成钨镍合金；去除所述真空包套，获得以所述钨镍合金靶材；其中，所述冷等静压工艺的工艺温度为50℃至150℃，环境压强为170MPa至190MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为15分钟至25分钟；其中，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺；所述加热工艺的工艺温度为300℃至400℃，在所述温度下保温5小时至7小时；所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1150℃至1250℃，环境压强为160MPa至200MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为5小时至7小时；（2）喷砂处理提供所述钨镍合金靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。优选的，在所述步骤（2）中，提供所述钨镍合金靶材的步骤包括：去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用铣削的方式去除所述待喷砂区域的保护层；其中，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：在车刀与粘贴有保护层的靶材表面之间设置不大于保护层厚度的间隙，使所述间隙在0.02mm～0.04mm的范围内；去除位于待喷砂区域的保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用刀片对于靶材待喷砂区域表面进行去胶处理；粘贴保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用盖板对保留区域未粘贴保护层的部分进行遮挡。本专利技术的优点在于，先采用冷等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢空心管进行首次致密化和预成型，形成半致密的钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料，使后续的热等静压工艺对钨、镍混合粉末和不锈钢初始坯料可以进行更好的致密，以较好的对靶材的部分表面进行喷砂处理，同时不影响到靶材的其他不需要喷砂的部分。具体实施方式实施例一制备靶材提供钨和镍混合粉末，所述钨粉和镍粉的质量比为9.95:1；对所述钨和镍混合粉末进行冷等静压工艺，形成钨和镍混合粉末初始坯料；将所述钨和镍混合粉末初始坯料装入真空包套并对所述真空包套抽真空后，对所述钨和镍混合初始坯料进行热等静压工艺，形成钨镍合金；去除所述真空包套，获得以所述钨镍合金靶材。其中，所述冷等静压工艺的工艺温度为50℃，环境压强为170MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为15分钟。其中，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺；所述加热工艺的工艺温度为300℃，在所述温度下保温5小时；所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1150℃，环境压强为160MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为5小时。喷砂处理提供所述钨镍合金靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。优选的，提供所述钨镍合金靶材的步骤包括：去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用铣削的方式去除所述待喷砂区域的保护层。其中，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：在车刀与粘贴有保护层的靶材表面之间设置不大于保护层厚度的间隙，使所述间隙在0.02mm～0.04mm的范围内。去除位于待喷砂区域的保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用刀片对于靶材待喷砂区域表面进行去胶处理。粘贴保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用盖板对保留区域未粘贴保护层的部分进行遮挡。实施例二制备靶材提供钨和镍混合粉末，所述钨粉和镍粉的质量比为10.05:1；对所述钨和镍混合粉末进行冷等静压工艺，形成钨和镍混合粉末初始坯料；将所述钨和镍混合粉末初始坯料装入真空包套并对所述真空包套抽真空后，对所述钨和镍混合初始坯料进行热等静压工艺，形成钨镍合金；去除所述真空包套，获得以所述钨镍合金靶材。其中，所述冷等静压工艺的工艺温度为150℃，环境压强为190MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为25分钟。其中，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺；所述加热工艺的工艺温度为400℃，在所述温度下保温7小时；所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1250℃，环境压强为200MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为7小时。喷砂处理提供所述钨镍合金靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。优选的，提供所述钨镍合金靶材的步骤包括：去除位于待喷砂区域的保护层的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨镍合金靶材加工方法，该方法包括如下步骤：（1）制备靶材提供钨和镍混合粉末，所述钨粉和镍粉的质量比为9.95:1至10.05:1；对所述钨和镍混合粉末进行冷等静压工艺，形成钨和镍混合粉末初始坯料；将所述钨和镍混合粉末初始坯料装入真空包套并对所述真空包套抽真空后，对所述钨和镍混合初始坯料进行热等静压工艺，形成钨镍合金；去除所述真空包套，获得以所述钨镍合金靶材；其中，所述冷等静压工艺的工艺温度为50℃至150℃，环境压强为170MPa至190MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为15分钟至25分钟；其中，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺；所述加热工艺的工艺温度为300℃至400℃，在所述温度下保温5小时至7小时；所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1150℃至1250℃，环境压强为160MPa至200MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为5小时至7小时；（2）喷砂处理提供所述钨镍合金靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。...

【技术特征摘要】
1. 一种钨镍合金靶材加工方法，该方法包括如下步骤：（1）制备靶材提供钨和镍混合粉末，所述钨粉和镍粉的质量比为9.95:1至10.05:1；对所述钨和镍混合粉末进行冷等静压工艺，形成钨和镍混合粉末初始坯料；将所述钨和镍混合粉末初始坯料装入真空包套并对所述真空包套抽真空后，对所述钨和镍混合初始坯料进行热等静压工艺，形成钨镍合金；去除所述真空包套，获得以所述钨镍合金靶材；其中，所述冷等静压工艺的工艺温度为50℃至150℃，环境压强为170MPa至190MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为15分钟至25分钟；其中，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺；所述加热工艺的工艺温度为300℃至400℃，在所述温度下保温5小时至7小时；所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1150℃至1250℃，环境压强为160MPa至200MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为5小时至7小时；（2）喷砂处理提供所述钨镍合金靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州思创源博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32