一种钒管靶材的挤压方法技术

本发明专利技术属于有色金属高温加工制造领域。本发明专利技术提供了一种钒管靶的挤压方法，通过真空电子束熔炼金属钒块得到直径为Φ150～Φ215mm的高纯钒锭，车光钒锭外表面。然后通过电火花打孔和线切割的方式掏出直径为Φ50～Φ125mm的钒棒。采用包套材料将钒管坯内、外壁及端面包覆，并焊接密封。加热到750～1000度，保温1～2hrs后，通过挤压带包套的钒管坯料，得到中间尺寸的钒管，最后通过校直处理和机加工得到需要的成品钒管靶材；此种挤压方法实现了合格钒管靶材的量产。

Extrusion method for vanadium tube target

The invention belongs to the field of high temperature processing and manufacturing of nonferrous metals. The invention provides a method for extruding a vanadium tube target, and a high purity vanadium ingot with a diameter of 150 to 215mm is obtained by melting the metal vanadium block with a vacuum electron beam. Then, the vanadium rod with diameter of 50 ~ 125mm is drawn by electric spark drilling and wire cutting. The inner, outer wall and end face of vanadium tube were coated with cladding material, and welded seal. After heating up to 750~1000 degrees and holding 1 ~ 2hrs, the vanadium tube with the middle size is obtained by extruding the vanadium pipe blank with the extrusion belt. Finally, the finished vanadium pipe target is obtained by straightening and machining. The extrusion method realizes the mass production of qualified vanadium pipe target.

【技术实现步骤摘要】
一种钒管靶材的挤压方法
本专利技术属于有色金属高温加工制造领域，特别涉及一种钒管靶材的制造方法。
技术介绍
二氧化钒(VO2)薄膜由半导体相转变为金属相的相变温度是68℃，伴随着相的转变，VO2薄膜的电学和光学性能发生可逆性突变，使得VO2薄膜成为制造电学、光学器件的理想功能材料。例如可制成微测辐射热计、存储器、光开关等等。通过薄膜掺杂技术，可以把相变温度降低到室温，当气温发生变化时，产生相变涂层的透射系数也随之发生变化，特别是用于制成智能玻璃窗，对于节约能源有着十分重要的意义。当前，由于市场上钒靶材用量很少，且其热变形容易开裂，所以绝大部分的钒靶才都是平面靶。但是，众所周知，由于平面靶材在溅射过程中只沿磁场回路发生刻蚀，在靶材表面形成“跑道”，靶材利用率最多在20％～30％，而且，平面靶材需要频繁更换，难以进行连续生产，因此靶材利用率低，导致成本很高。但对于管状靶材来说，矩形磁场通过对管状靶材进行旋转扫描，使定点的不均匀刻蚀变成了整个靶材外表面的均匀刻蚀，使管状溅射靶材的利用率提高到了50％～65％。对于贵金属镀膜来说，靶材利用率的提高是降低成本最主要的方法。而且是管状靶材在长度方向上具有极佳的镀膜均匀性，因此，开发出管状钒靶既具有良好的经济效益，也对钒管镀膜技术起到了促进作用。但由于当前钒管靶总体用量少，外径100mm以上的高纯钒管，国内一年用量不超过10根，且金属钒价格很高(约2000元每公斤)，还存在高温下容易氧化、变形时容易开裂等问题，因此很少有单位和企业愿意投入研发经费开发钒管靶材。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，应客户的要求，开发出一种能批量生产的，性能稳定的钒管靶材的挤压方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：通过对两次电子束熔炼的钒锭，进行机加工处理，车光外表面，内部掏出中心孔。然后采用包套材料将钒管坯内、外壁及端面包覆，并焊接密封。在高温下加热后通过挤压的方式获得需要尺寸的钒管靶。其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将原料金属钒采用2次真空电子束熔炼，并浇铸成直径为Φ150～215mm，纯度大于99.9％的高纯钒锭。步骤二、将钒锭进行机加工，车光外表面：然后采用电火花打Φ3中心孔后，通过线切割的方式，从钒锭中心掏出出直径为Φ50～Φ125mm的钒棒，得到钒管粗坯。步骤三、采用高温去油剂清洗钒管粗坯内外表面，确保没有油污残留；步骤四、采用8mm的紫铜板卷焊包覆钒管坯料的内、外壁，采用2mm的紫铜板包覆钒管坯料端面，并焊接密封，确保钒管粗坯的表面全部都被铜板包套覆盖。步骤五、将包覆铜包套的钒管粗坯，在氮氢混合气体(含氢2％)的气氛中，加热到750～1000度，保温1～2hrs后，通过挤压带包套的钒管粗坯，挤压比为1.5～4，挤压速度为10～50mm/分钟，得到外径为Φ120～Φ180mm，壁厚为8～20mm的钒管；步骤六、校直处理：挤压之后，直接进入校直机，利用料的余温进行校直处理，直线度小于2mm；步骤七、最后通过机加工，车削掉内、外表面的铜包套，得到需要的成品钒管靶材；本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1，本专利技术采用挤压工艺得到管状钒靶，钒靶的利用率提高了30～40％；2，本专利技术采用铜包套包覆钒管粗坯，防止了钒管的氧化，铜包套还增加挤压过程中的流动性，避免了钒管表面磕伤等缺陷；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限于此。步骤一、本实施例制备的铌管靶材成品的规格为：外径Φ154，内径Φ125，长度为1590mm；步骤二、采用2次真空电子束熔炼并浇铸成直径Φ215mm，长度为545mm，纯度大于99.9％的高纯钒锭；步骤三、将钒锭进行机加工，车光外表面。然后采用电火花打Φ3孔后，通过线切割的方式，从钒锭中心掏出出直径为Φ123mm的钒棒，得到外径Φ213，内径123mm，长度为540mm的钒管粗坯。步骤四、在～60摄氏度的水温下，放入金属去油剂，清洗钒管粗坯内外表面，确保没有油污残留，并晾干。步骤五、采用8mm的铜板卷焊包覆钒管坯料的内、外壁及端面，并焊接密封，确保钒管粗坯的表面全部都被铜板包套覆盖。得到外径Φ229，内径107mm，长度为544mm的带包套的钒管粗坯。步骤五、将包覆铜包套的钒管粗坯，在氮氢混合气体(含氢2％)的气氛中，加热到850度，保温1小时后，挤压带包套的钒管粗坯，挤压比为3.1，挤压速度为15mm/分钟，最后得到带包套皮的管坯锭尺寸为：外径为Φ164mm，内径120mm，长度为1650mm的半成品；步骤六、校直处理：挤压之后，直接进入校直机，利用料的余温进行校直处理，直线度小于2mm；步骤七、通过机加工，车削掉内、外表面的铜包套，得到尺寸为外径Φ154，内径Φ125，长度为1590mm成品钒管靶材；以上所述，仅是本专利技术的实施案例，并非对本专利技术做任何限制，凡是根据本专利技术实质所做的技术参数或者尺寸等的变更，均数本专利技术技术方案保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒管靶材的挤压方法，其特征在于：通过包套挤压的工艺成功实现了钒管靶材批量生产；具体是通过真空电子束熔炼金属钒块得到直径为Φ150～Φ215mm的高纯钒锭，并车光钒锭外表面；然后通过电火花打孔和线切割的方式掏出直径为Φ50～Φ125mm的钒棒；得到钒管粗坯，并清洗干净；采用包套材料将钒管粗坯内、外壁及端面包覆，并焊接密封；加热到750～1000度，保温1～2hrs后，通过挤压带包套的钒管坯料，得到中间尺寸的钒管，最后通过校直处理和机加工得到需要的成品钒管靶材；此种挤压方法有效解决了钒管高温下加工容易氧化和开裂的问题，成功生产出性能优异的钒管靶材。

【技术特征摘要】
1.一种钒管靶材的挤压方法，其特征在于：通过包套挤压的工艺成功实现了钒管靶材批量生产；具体是通过真空电子束熔炼金属钒块得到直径为Φ150～Φ215mm的高纯钒锭，并车光钒锭外表面；然后通过电火花打孔和线切割的方式掏出直径为Φ50～Φ125mm的钒棒；得到钒管粗坯，并清洗干净；采用包套材料将钒管粗坯内、外壁及端面包覆，并焊接密封；加热到750～1000度，保温1～2hrs后，通过挤压带包套的钒管坯料，得到中间尺寸的钒管，最后通过校直处理和机加工得到需要的成品钒管靶材；此种挤压方法有效解决了钒管高温下加工容易氧化和开裂的问题，成功生产出性能优异的钒管靶材。2.根据权利要求1所述的一种钒管靶材的挤压方法，其特征在于，所述的真空电子束熔炼是采用两次电子束熔炼。3.根据权利要求1所述的一种钒管靶材的挤压方法，其特征在于，所述的高纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延龙，彭凌剑，李军，
申请(专利权)人：北京兴荣源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11