铬钼靶坯的制造方法技术

本发明专利技术提供一种铬钼靶坯的制造方法，其中所述方法包括：提供铬、钼混合粉末；对所述铬、钼混合粉末进行冷等静压工艺，形成铬、钼粉末坯料；将所述铬、钼粉末坯料装入包套并对所述包套抽真空以形成真空包套后，对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金；去除所述真空包套，获得铬钼靶坯。通过所述冷等静压工艺，使所述铬、钼混合粉末预成型化，形成半致密性的铬、钼粉末坯料，并使后续的热等静压工艺可以进行更好的致密；再通过热等静压工艺，对所述真空包套施加各向均等且全方位的气体压力，从而获得高致密度的、组织结构更均匀的可用于溅射镀膜靶材制作的铬钼靶材靶坯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及靶材溅射领域，尤其涉及一种铬钼靶坯的制造方法。
技术介绍
溅射技术是靶材溅射领域的常用工艺之一，随着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。溅射靶材主要由靶坯和背板组成，其中，靶坯的质量直接影响到了溅射靶材的成膜质量。铬钼合金是目前较为常用的靶坯材料。难熔金属铬钼合金具有硬度高、性能稳定等特性，是非常好的耐磨材料和导热材料，且铬钼合金能在高温环境下保持性能稳定，同时还具有良好的抗腐蚀性，因此铬钼靶坯已被广泛应用于汽车活塞环、钛合金表面镀膜、磁存储材料等高强耐磨行业领域。为了保证溅射靶材的成膜质量，铬钼靶坯不仅对致密性、硬度有很高的要求，同时对所述铬钼合金的内部组织均匀性也有着很高的要求。靶坯的制造方法有很多，目前主要采用粉末冶金的方法实现铬钼靶坯的成型，所述粉末冶金是通过制取金属粉末(添加或不添加非金属粉末)，实施成型和烧结，制成材料或成品的加工方法。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，且成型温度较低，从而可以制成多孔、半致密或全致密的，微观组织均匀的铬钼靶坯。在具体的粉末冶金工艺中，一般采用热压烧结工艺。所述热压烧结工艺具体为将准备好的金属粉末装在特定模具中，然后置于真空热压炉中，在真空或者惰性气体条件下，使用压力机，通过上下两个压头作用于模具上，边升温边加压，直至压力和温度均达到设定值，然后在设定的压力和温度条件下保持一段时间后随炉冷却，出炉，形成所需铬钼靶坯。然而，采用热压烧结工艺制成的铬钼靶坯的内部组织结构的均匀性和致密度有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种新的铬钼靶坯的制作方法，从而提高用于溅射镀膜靶材制作的铬钼靶坯的致密度和组织结构均匀性。为解决上述问题，本专利技术提供一种铬钼靶坯的制作方法。包括如下步骤：提供铬、钼混合粉末；对所述铬、钼混合粉末进行冷等静压工艺，形成铬、钼粉末坯料；将所述铬、钼粉末坯料装入包套并对所述包套抽真空以形成真空包套后，对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金；去除所述真空包套，获得铬钼靶坯。可选的，所述冷等静压工艺的工艺温度为25℃至200℃，环境压强为150MPa至180MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为10分钟至30分钟。可选的，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺。可选的，所述加热工艺的工艺温度为250℃至500℃，在所述温度下的加热时间为3小时至4小时。可选的，所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1100℃至1300℃，环境压强为150MPa至180MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为3小时至6小时。可选的，对所述真空包套抽真空的步骤包括：将所述铬、钼粉末坯料放置于包套后，对所述包套进行抽真空，抽真空后所述真空包套内的真空度至少为2E-3Pa，且在所述热等静压工艺过程中使所述真空包套保持密封真空状态。可选的，将所述冷等静压后的铬、钼粉末坯料装入真空包套后，对所述真空包套抽真空之前，所述制造方法还包括：采用氩弧焊接的方式封死所述真空包套；在所述真空包套引出一脱气管；通过所述脱气管对真空包套进行抽真空。可选的，去除所述真空包套前，所述制造方法还包括：对所述真空包套进行去压冷却。可选的，提供所述铬、钼混合粉末的步骤包括：提供铬粉和钼粉；采用混粉机对所述铬粉和钼粉进行机械混合以形成铬、钼混合粉末。可选的，所述铬粉和钼粉的质量比为10.9:9.1至11.1:8.9。。可选的，提供所述铬、钼混合粉末的步骤还包括：采用混粉机对所述铬粉和钼粉进行机械混合前，向所述混粉机内充入惰性气体使混粉机内达到正压。可选的，采用混粉机对所述铬粉和钼粉进行机械混合的过程中，向所述混粉机中加入介质球，所述介质球为铬球或钼球。可选的，所述介质球和所述铬、钼混合粉末的质量比为2.5：1至3.5：1。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：先采用冷等静压工艺对铬、钼混合粉末进行首次致密化和预成型，形成致密度在60％左右的铬、钼粉末坯料，便于后续采用热等静压工艺更好地对所述铬、钼粉末坯料进行致密化；然后对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金，其中，所述热等静压工艺包括：先将所述铬、钼粉末坯料装入包套中并对所述包套抽真空以形成真空包套后，再通过对所述真空包套施加各向均等且全方位的气体压力以对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压烧结工艺。通过所述热等静压工艺，最终获得致密度高的、内部结构均匀的铬钼靶坯。进一步，采用上述方法形成铬钼靶坯的过程中，采用真空包套而非模具，且所述包套大小无限制，避免了靶坯尺寸受到模具尺寸和强度限制的问题。更进一步，在冷等静压工艺前采用混粉机对所述铬粉和钼粉进行机械混合，使所述铬粉和钼粉更均匀地混合在一起，制备出成分均匀且无偏析的铬、钼混合粉末，有效解决了铬、钼混合粉末因铬粉和钼粉的密度相差较大而引起的偏析分层现象，从而提高了铬钼靶坯的工艺性能和机械性能。附图说明图1是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例的流程示意图；图2是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例中粉末混合工艺的工艺原理图；图3是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例中冷等静压工艺的工艺原理图；图4是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例中真空包套模具的组装示意图；图5是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例中热等静压工艺的工艺原理图。具体实施方式目前铬钼靶坯的制造方法主要采用热压烧结的方法，所述方法需要根据铬钼靶坯的尺寸设计相配套的模具，相应的，所述铬钼靶坯尺寸也受到了所述模具尺寸和强度的限制，此模具比较昂贵且较易损耗。此外，在热压烧结过程中，对所述模具单轴向加压，其作用方向仅为单一方向，采用所述方法制成的铬钼靶坯的内部组织结构的均匀性较差、致密度较低，无法满足要求越来越高的溅射工艺。为了解决上述问题，本专利技术提供一种铬钼靶坯的制作方法，所述方法包括：提供铬、钼混合粉末；对所述铬、钼混合粉末进行冷等静压工艺，形成铬、钼粉末坯料；将所述铬、钼粉末坯料装入包套并对所述包套抽真空以形成真空包套后，对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金；去除所述真空包套，获得铬钼靶坯。通过先采用冷等静压工艺对铬、钼混合粉末进行首次致密化和预成型，形成致密度在60％左右的铬、钼粉末坯料，使后续的热等静压工艺对所述铬、钼粉末坯料可以进行更好的致密；然后对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺以形成铬钼合金，其中，所述热等静压工艺包括：先将所述铬、钼粉末坯料装入包套中并对所述包套抽真空以形成真空包套后，再通过对所述真空包套施加各向均等且全方位的气体压力，以实现对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压烧结工艺。通过所述热等静压工艺，最终获得致密度达99.5％以上的、内部结构均匀的铬钼靶坯进一步，采用上述方法形成铬钼靶坯的过程中，采用真空包套而非模具，且所述包套大小无限制，从而避免了所述铬钼靶坯的尺寸受到模具尺寸和强度限制的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参考图1，图1是本专利技术铬钼靶坯的制作方法一实施例的流程示意图，本实施例铬钼靶坯的制作方法包括以下基本步骤：步骤S1：提供铬粉和钼粉；步骤S2：将铬粉和钼粉进行混合，形成铬、钼混合粉末；步骤S3：对铬、钼混合粉末进行冷等静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，包括：提供铬、钼混合粉末；对所述铬、钼混合粉末进行冷等静压工艺，形成铬、钼粉末坯料；将所述铬、钼粉末坯料装入包套并对所述包套抽真空以形成真空包套后，对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金；去除所述真空包套，获得铬钼靶坯。

【技术特征摘要】
1.一种铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，包括：提供铬、钼混合粉末；对所述铬、钼混合粉末进行冷等静压工艺，形成铬、钼粉末坯料；将所述铬、钼粉末坯料装入包套并对所述包套抽真空以形成真空包套后，对所述铬、钼粉末坯料进行热等静压工艺，形成铬钼合金；去除所述真空包套，获得铬钼靶坯。2.如权利要求1所述的铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，所述冷等静压工艺的工艺温度为25℃至200℃，环境压强为150MPa至180MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为10分钟至30分钟。3.如权利要求1所述的铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，所述热等静压工艺包括加热工艺和热等静压烧结工艺。4.如权利要求3所述的铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，所述加热工艺的工艺温度为250℃至500℃，在所述温度下的加热时间为3小时至4小时。5.如权利要求3所述的铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，所述热等静压烧结工艺的工艺温度为1100℃至1300℃，环境压强为150MPa至180MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为3小时至6小时。6.如权利要求3所述的铬钼靶坯的制造方法，其特征在于，对所述真空包套抽真空的步骤包括：将所述铬、钼粉末坯料放置于包套后，对所述包套进行抽真空，抽真空后所述真空包套内的真空度至少为2E-3Pa，且在所述热等静压工艺过程中使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，相原俊夫，大岩一彦，王学泽，段高林，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33