一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材及其制备方法技术

本发明专利技术的一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材及其制备方法，靶材包括组分及质量百分含量为：Au 75‑90wt.％，Cu 7.5‑21.25wt.％，Zn 0.8‑1.84wt.％，Ag 0.6‑1.6wt.％，Co 0.5‑0.7wt.％，Si 0.12‑0.2wt.％，Ir 0.02‑0.05wt.％。制备时，按顺序依次熔化铜银后，加入钴硅铱熔化精炼后，按比例加入熔化的金中，在特定条件下精炼，冷却获得合金锭，合金锭依次经特定升温速率保温均匀化、控制道次压下量进行轧制，及表面处理后，制得金铜合金靶材。该特定组分与工艺下获得的金铜合金靶材经镀膜实验，能够获得抗人工汗、耐盐雾和耐高温等性能良好的膜层。

A gold copper alloy target for vacuum magnetron sputtering and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材及其制备方法
：本专利技术属于冶金
，具体涉及一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材及其制备方法。
技术介绍
：金铜合金具有独特的玫瑰红颜色，因而广泛应用于装饰品设计和装饰品加工行业，长期以来备受消费者的青睐。传统用金铜合金进行装饰都是以水电镀的工艺来实现的，这种工艺容易实现着色，但是表面的抗氧化性和耐磨性很差，同时水电镀容易造成环境污染。随着真空磁控溅射镀膜技术的发展，通过合金成分设计、熔炼加工等工艺手段制备金铜合金靶材，实现在工件表面镀上玫瑰红色度的薄膜。但是应用目前的金铜合金靶材获得的膜层的抗氧化性和耐蚀性并不能完全满足市场的要求，因而开发一种用于真空磁控溅射的新型金铜合金靶材，在具有更靓丽柔和的颜色同时，其形成的膜层具备良好的抗氧化性和耐蚀性。这类金铜合金靶材的研发成功，使其应用更为广泛，附加值得到进一步提高。
技术实现思路
：本专利技术的目的是克服上述现有金铜合金靶材所形成的膜层的抗氧化性和耐蚀性不能完全满足市场要求等关键问题等现有技术存在的不足，提供一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材及其制备方法，通过合金元素及其含量的改变，以及熔炼和加工工艺的改善，开发出一种抗氧化性和耐蚀性性能优异的新型金铜合金靶材。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，包括组分及质量百分含量为：Au75-90wt.％，Cu7.5-21.25wt.％，Zn0.8-1.84wt.％，Ag0.6-1.6wt.％，Co0.5-0.7wt.％，Si0.12-0.2wt.％，Ir0.02-0.05wt.％。所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材经镀膜后，膜层经人工汗液和盐雾测试实验，人工汗液测试168-335h不变色，盐雾测试实验96-170h不变色，经耐高温测试实验，100℃下60-90min不变色。所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材中，Zn和Ag的质量比为1:1。所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材中，Zn和Ag的质量百分含量均≥1wt.％。所述的Zn和Ag的质量比为1:1且质量百分含量均≥1wt.％的条件下获得的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材经镀膜后，膜层经人工汗液和盐雾测试实验，人工汗液测试198-335h不变色，盐雾测试实验96-170h不变色，经耐高温测试实验，100℃下65-110min不变色。所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，包括组分及质量百分含量为：Au85wt.％，Cu11.1-11.7wt.％，Zn1.2-1.6wt.％，Ag1.2-1.6wt.％，Co0.5-0.66wt.％，Si0.2wt.％，Ir0.02-0.04wt.％，Zn和Ag的质量比为1:1，Zn和Ag的质量百分含量均≥1wt.％。所述的Au85wt.％条件下获得的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材经镀膜后，膜层经人工汗液和盐雾测试实验，人工汗液测试312-335h不变色，盐雾测试实验144-170h不变色，经耐高温测试实验，100℃下95-110min不变色。所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)中间合金制备：将铜(Cu)进行加热熔化后，加入金属银(Ag)，银熔化后，依次加入钴(Co)、硅(Si)、铱(Ir)金属，最后加入锌(Zn)进行熔炼，待所有金属熔化后，在1150-1200℃下，静置15-20min后，浇注到铸铁模具中，获得中间合金铸锭；(2)将金(Au)进行加热熔化，向其中加入(1)制备的中间合金铸锭，中间合金的加入量占全部物料的10wt.％，待以上金属均熔化后，搅拌均匀，然后在1150-1250℃下精炼10-15min，静置10-15min，浇入到水冷铜模中，获得金铜合金铸锭；(3)将金铜合金铸锭经过均匀化热处理、轧制加工、表面处理后，获得金铜合金靶材，其中，所述的均匀化温度为600-650℃，时间为0.8-1h，均匀化处理后，冷却至室温，进行冷轧，单道次压下量为10-20％，总压下量为60-85％；(4)对合金靶材进行镀膜实验，对镀膜的膜层进行人工汗液测试、盐雾测试和耐高温测试检测。所述的步骤(1)中，熔炼温度不超过1200℃。所述的步骤(1)中，合金的熔炼在中频真空感应熔炼炉中完成。所述的步骤(2)中，通过静置10-15min，完成精炼过程。所述的步骤(3)中，金铜合金铸锭以8-12℃/min的升温速率，升至600-650℃，进行均匀化处理。所述的步骤(3)中，表面处理包括打磨与抛光过程。所述的步骤(3)中，金铜合金靶材厚度为2.5-3mm，金铜合金靶材尺寸依据镀膜机设备需要进行裁剪。本专利技术的有益效果：本专利技术的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材主要用于装饰品设计和装饰品加工行业的镀膜。采用本专利技术的金铜合金靶材应用于真空磁控溅射镀膜技术中，可获得抗人工汗、耐盐雾和耐高温等性能良好的膜层，具有广阔的市场应用前景。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术中：1.合金的设计根据实验可知，提高锌(Zn)元素在金铜合金中的含量，可以改善合金的抗人工汗性能、耐盐雾性能和耐高温性能，并且能提高合金的亮度，银(Ag)元素的添加改善合金的耐蚀性，促进合金的流动性，并可提高金属合金的亮度。实验表明，锌和银的添加量比为1:1时，且添加量均高于1.0wt％时对金铜合金的耐蚀性提高效果尤其显著，因此锌、银和钴元素是铝银合金的主要添加元素之一。钴(Co)元素的添加可以细化金铜合金的晶粒，改善合金的耐蚀性，实验表明，钴元素的添加量不要高于1.0wt％，否则，金铜合金的耐蚀性反而下降。硅(Si)和铱(Ir)元素的添加也可以细化金铜合金的晶粒，改变金铜合金的耐蚀性，同时硅元素可以提合金的亮度。因此除主要元素金和铜外，还添加了锌、银、钴、硅、和铱等金属元素。根据实验结果，金铜合金在其它元素不变的条件下，随着金含量的增加，金铜合金靶材镀膜性能，尤其是耐蚀性会提高。而本专利技术中，锌和银的添加量比为接近1:1，且添加量均高于1.0wt％时，同时钴元素的添加量不高于1.0wt％时，Au85含量的金铜合金靶材镀膜性能要优于Au90含量的金铜合金靶材镀膜性能，根据金铜二元合金相图可知，Au85Cu合金中既有AuCu化合物，也存在Au3Cu化合物。同时，该成分是AuCu二元合金中，两种化合物含量较高的成分。实验研究表明，同时存在大量AuCu化合物和Au3Cu化合物的金铜合金具有更强的耐蚀性和抗氧化性。Au75含量的金铜合金靶材镀膜性能与Au83含量的金铜合金靶材镀膜性能相当。因此通过成分设计，可以开发出一种用于真空磁控溅射的新型金铜合金靶材，在具有更靓丽柔和的颜色同时，其形成膜层的抗氧化性和耐蚀性得到进一步改善。2.中间合金的熔炼中间合金的熔炼在中频真空感应熔炼炉中完成。先将铜(Cu)进行加热熔化后，加入金属银(Ag)，银熔化后，依次加入钴(Co)、硅(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，包括组分及质量百分含量为：Au 75-90wt.％，Cu 7.5-21.25wt.％，Zn 0.8-1.84wt.％，Ag 0.6-1.6wt.％，Co 0.5-0.7wt.％，Si 0.12-0.2wt.％，Ir 0.02-0.05wt.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，包括组分及质量百分含量为：Au75-90wt.％，Cu7.5-21.25wt.％，Zn0.8-1.84wt.％，Ag0.6-1.6wt.％，Co0.5-0.7wt.％，Si0.12-0.2wt.％，Ir0.02-0.05wt.％。


2.根据权利要求1所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材经镀膜后，膜层经人工汗液和盐雾测试实验，人工汗液测试168-335h不变色，盐雾测试实验96-170h不变色，经耐高温测试实验，100℃下60-90min不变色。


3.根据权利要求1所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材中，Zn和Ag的质量比为1:1，Zn和Ag的质量百分含量均≥1wt.％。


4.根据权利要求3所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材经镀膜后，膜层经人工汗液和盐雾测试实验，人工汗液测试198-335h不变色，盐雾测试实验96-170h不变色，经耐高温测试实验，100℃下65-110min不变色。


5.根据权利要求1所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，其特征在于，所述的用于真空磁控溅射的金铜合金靶材，包括组分及质量百分含量为：Au85wt.％，Cu11.1-11.7wt.％，Zn1.2-1.6wt.％，Ag1.2-1.6wt.％，Co0.5-0.66wt.％，Si0.2wt.％，Ir0.02-0.04wt.％，Zn和Ag的质量比为1:1，Zn和Ag的质量百分含量均≥1wt.％。


6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏达，刘革，常占河，于志凯，
申请(专利权)人：沈阳东创贵金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21