锻造方法及靶材的形成方法技术

本发明专利技术提供一种锻造方法及靶材的形成方法，其中，锻造方法包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向。其中，通过第一锻造和第二锻造细化铸锭的晶粒，能够在沿铸锭的轴向和垂直于所述铸锭的轴向上对铸锭进行锻造，从而能够使铸锭在各个方向上均受力，从而能够充分对晶粒进行细化，减少所形成靶材表面的乱花。

Forging method and forming method of target material

The present invention provides a forging method and a target forming method, wherein the forging method includes: providing an ingot with the ingot as a cylinder; performing a first forging and a second forging of the ingot to form a forging ingot, the first forging direction is along the ingot axis, and the second forging direction is perpendicular to the ingot axis. The grain refinement of the ingot by the first forging and the second forging can forge the ingot along the axial direction of the ingot and perpendicular to the axial direction of the ingot, thereby enabling the ingot to force in all directions, thus enabling the ingot to refine the grain fully and reducing the surface spatter of the target.

【技术实现步骤摘要】
锻造方法及靶材的形成方法
本专利技术涉及金属锻造领域，尤其涉及一种锻造方法及靶材的形成方法。
技术介绍
金属锻造是一种利用锻压机对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形的成型加工处理方法。通过锻造工艺可以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件。通过锻造能够消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构。同时由于锻造保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸锭。锻造在负载高、工作条件严峻的重要机械零件的制造中具有重要应用。钛靶材是制造集成电路常用的靶材料。集成电路要求钛溅射靶材的晶粒细小均匀，平均晶粒尺寸小于等于50μm。钛靶材的制备工艺包括：熔铸、压力加工、退火等一系列工艺。由于熔铸得到的铸锭内部组织疏松、晶粒粗大，表面具有乱花，需要经过锻造细化晶粒、消除表面乱花。然而，现有技术形成的钛靶材仍然存在晶粒粗大、表面乱花较多的缺点。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种锻造方法及靶材的形成方法，能够细化靶材晶粒，减小靶材表面的乱花。为解决上述问题，本专利技术提供一种锻造方法，包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向。可选的，所述第一锻造的步骤包括：沿所述铸锭轴向对所述铸锭施加压力，使所述铸锭的长度减小，所述铸锭的直径增加，形成初始锻锭。可选的，所述第二锻造的步骤包括：沿第一方向对所述初始锻锭施加压力，形成径向锻锭，所述第一方向垂于所述初始锻锭的轴向；沿第二方向对所述径向锻锭施加压力，形成锻锭，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第二方向垂于所述初始锻锭的轴向。可选的，所述锻锭的横截面为正方形。可选的，所述第一锻造使所述铸锭的轴向的减小量大于45％，所述第二锻造使所述初始锻锭的轴向增加量大于70％。可选的，所述铸锭的长度为700mm～900mm，所述初始锻锭的长度为350mm～450mm。可选的，初始锻锭的长度为350mm～450mm；所述锻锭的长度为1450mm～1750mm。可选的，所述第一锻造的时间小于50min；所述第二锻造的时间小于50min。可选的，进行所述第一锻造之后，进行所述第二锻造，或者进行所述第一锻造之前，进行所述第二锻造。可选的，通过油压机进行所述第一锻造和第二锻造。相应的，本专利技术还提供一种靶材的形成方法，包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向；对所述锻锭进行成型加工处理，形成靶材。可选的，所述成型加工处理的步骤包括：对所述锻锭进行滚圆处理，形成锻件。可选的，滚圆处理之后，还包括：对所述锻件进行第一退火处理。可选的，所述铸锭为圆柱体，所述锻件为圆柱体；所述铸锭横截面的直径为350mm～450mm，所述锻件横截面的直径为170mm～210mm。可选的，所述成型加工处理的步骤还包括：对所述锻件进行切割处理，形成切块。可选的，所述切割处理之后，对所述切块进行压延处理，减小所述切块的长度，形成初始靶材。可选的，所述切块为圆柱体，所述切块的长度小于或等于90mm。可选的，进行压延处理之前，还包括：对所述切块进行第三锻造。可选的，所述切块为柱体，所述第三锻造包括：沿所述切块轴向对所述切块进行拔长处理；拔长处理之后，沿所述切块轴向对所述切块进行镦粗处理。可选的，所述压延处理之后，对所述初始靶材进行第二退火处理。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的锻造方法中，通过第一锻造和第二锻造细化铸锭的晶粒，在沿铸锭的轴向和垂直于所述铸锭的轴向上对铸锭进行锻造，从而能够使铸锭在各个方向上均受力，从而能够在各个方向上对晶粒进行细化，进而能够充分对晶粒进行细化，减少所形成锻锭表面的乱花。进一步，在第一锻造过程中，保证所述铸锭具有一定的变形量，在所述第二锻造过程中，保证所述初始锻锭具有一定的变形量，所述第一锻造和第二锻造时间小于50min，能够保证所述第一锻造和第二锻造具有较高的锻打频率，从而能够在第一锻造和第二锻造过程中，减小铸锭的弹性恢复量，进而能够充分破坏铸锭中的柱状晶粒，从而能够更充分地细化晶粒。本专利技术技术方案提供的靶材形成方法中，通过第一锻造和第二锻造细化铸锭的晶粒，在沿铸锭的轴向和垂直于所述铸锭的轴向上对铸锭进行锻造，从而能够使铸锭在各个方向上均受力，从而能够在各个方向上对晶粒进行细化，进而能够充分对晶粒进行细化，形成晶粒细小的锻锭。综上，由所述锻锭形成的靶材的晶粒较细，从而能够在溅射技术中形成晶粒细小的薄膜，进而使形成的金属结构的线宽较小，提高所形成的半导体结构的性能。进一步，所述第一锻造和第二锻造之后，进行所述第一退火处理。所述第一退火处理能够使所述铸锭在第一锻造和第二锻造过程中产生的应力得以释放，并使晶粒再结晶，从而提高所形成靶材的塑性。进一步，所述压延处理之后，对所述切块进行第二退火处理。所述第二退火处理能够使切块在压延过程中产生的应力得以释放。进一步，对所述铸锭进行切割处理之前，进行所述第一锻造和第二锻造，能够提高锻造的效率，且使被氧化的铸锭质量比较小，从而能够节约材料。附图说明图1至图5是本专利技术的锻造方法一实施例各步骤的结构示意图；图6至图10是本专利技术的靶材的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式靶材的形成方法存在诸多问题，例如：所形成的靶材晶粒粗大、表面乱花较多。现结合一种形成靶材的方法，分析所形成的靶材晶粒粗大、表面乱花较多的原因：所述靶材的形成方法包括：提供铸锭，所述铸锭为圆柱体；沿铸锭直径方向对所述铸锭进行锻造，形成锻件；对所述锻件进行成型加工处理，形成靶材。其中，由于铸锭内的组织疏松、铸锭内晶粒粗大，容易使组件表面出现乱花。对所述铸锭进行锻造有利于细化铸锭的晶粒，减小铸锭内组织分层，减少靶材表面的乱花。沿铸锭直径方向对铸锭进行锻造能够保持铸锭的外形，简化工艺流程，同时铸锭的侧面积较大，可以通过对铸锭侧壁施加压力，从而沿铸锭直径方向对铸锭进行锻造，能够降低铸造能耗。然而由于所述形成方法中仅沿铸锭直径方向对铸锭进行锻造，铸锭的变形量小，晶粒受力不均匀，从而很难使晶粒充分细化，进而不容易消除靶材表面的乱花。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种锻造方法，包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向。其中，通过第一锻造和第二锻造细化铸锭的晶粒，在沿铸锭的轴向和垂直于所述铸锭的轴向上对铸锭进行锻造，从而能够使铸锭在各个方向上均受力，从而能够在各个方向上对晶粒进行细化，进而能够充分对晶粒进行细化，减少所形成锻锭表面的乱花。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。图1至图5是本专利技术的靶材的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。请参考图1，图1中b图是a图的自X方向的视图，提供铸锭100。本实施例中，所述铸锭100为钛锭。具体的，所述铸锭100的材料为钛，所述铸锭100的纯度为99.9％～99.999％。在其他实施例中，所述铸锭的材料还可以为钛合金。本实施例中，所述铸锭100为圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锻造方法，其特征在于，包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向。

【技术特征摘要】
1.一种锻造方法，其特征在于，包括：提供铸锭，所述铸锭为柱体；对所述铸锭进行第一锻造和第二锻造，形成锻锭，所述第一锻造的方向沿所述铸锭轴向，所述第二锻造的方向垂直于铸锭轴向。2.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述第一锻造的步骤包括：沿所述铸锭轴向对所述铸锭施加压力，使所述铸锭的长度减小，所述铸锭的直径增加，形成初始锻锭。3.如权利要求2所述的锻造方法，其特征在于，所述第二锻造的步骤包括：沿第一方向对所述初始锻锭施加压力，形成径向锻锭，所述第一方向垂于所述初始锻锭的轴向；沿第二方向对所述径向锻锭施加压力，形成锻锭，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第二方向垂于所述初始锻锭的轴向。4.如权利要求3所述的锻造方法，其特征在于，所述锻锭的横截面为正方形。5.如权利要求3所述的锻造方法，其特征在于，所述第一锻造使所述铸锭的轴向的减小量大于45％，所述第二锻造使所述初始锻锭的轴向增加量大于70％。6.如权利要求5所述的锻造方法，其特征在于，所述铸锭的长度为700mm～900mm，所述初始锻锭的长度为350mm～450mm。7.如权利要求5所述的锻造方法，其特征在于，初始锻锭的长度为350mm～450mm；所述锻锭的长度为1450mm～1750mm。8.如权利要求1或5所述的锻造方法，其特征在于，所述第一锻造的时间小于50min；所述第二锻造的时间小于50min。9.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，进行所述第一锻造之后，进行所述第二锻造，或者进行所述第一锻造之前，进行所述第二锻造。10.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，通过油压机进行所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，相原俊夫，王学泽，宋佳，
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