一种平面陶瓷靶材的成型模具及方法技术

本发明专利技术公开了一种平面陶瓷靶材的成型模具及方法。所述模具包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖和下钢盖，上钢盖和下钢盖安装组合形成空腔体，所述柔性模套安装于钢模的两端，且与钢模配合密封，所述柔性板由上橡胶板和下橡胶板组合形成，且置于钢模的空腔体内，上橡胶板、下橡胶板和柔性模套之间形成的腔体为粉末填充腔；所述柔性模套的邵氏硬度为40‑90度，所述柔性板的邵氏硬度为20‑60度。利用本发明专利技术的模具对造粒粉进行冷等静压成型，可以得到尺寸规则平整的陶瓷靶材生坯，经过烧结可以得到高致密性的靶材，陶瓷靶材生产过程中减少了油压机成型的工序，降低了设备及油压模具的投入，同时也降低了陶瓷靶材生坯在搬运过程中出现开裂的风险。

A molding die and method for the target material of plane ceramics

【技术实现步骤摘要】
一种平面陶瓷靶材的成型模具及方法
本专利技术涉及陶瓷靶材成型
，具体涉及一种平面陶瓷靶材的成型模具及方法。
技术介绍
目前，陶瓷旋转靶坯体的成型方法，主要有挤出法、原位胶态凝固成型、注浆成型和冷等静压成型。挤出法、原位胶态凝固成型和注浆成型都可近净尺寸成型，在制作异形件方面有一定的优势。但是，挤出法得到的坯体中含有大量的有机物和水，难以烧结致密；原位胶态凝固成型同样还有大量的有机物和水，大尺寸成型干燥时容易开裂，而且难以获得超高的致密度；注浆成型对粉体粒度及分布，浆料和多孔模具的要求都比较苛刻，生坯的干燥控制严格，技术难度较大。而目前采用冷等静压方法工艺的全部要通过油压机进行模压一次成型，然后再用冷等静压机二次成型，得到靶材生坯，但是，这种成型方法存在以下不足：1)工艺繁琐，需要先经过模压再冷等静压；2)虽然模压后的生坯尺寸规则，但是生坯密度均匀性差，再经过冷等静压工序的时候，由于冷等静压的压力是360°相等的，靶材会发生弯曲、变形或者开裂的情况；3)一次模压成型后的生坯强度不高，在搬运过程中特别容易出现开裂的情况；4)冷等静压成型所用的油压机设备及模具都价格昂贵，生产过程耗费时间、人工、电费等；5)目前成型所用的模具一般是方形的，很难做成异形模具，异形靶材只能靠后期切割，会有较多的边角料浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种平面陶瓷靶材的成型模具及方法，利用该模具对造粒粉进行冷等静压成型，可以得到尺寸规则平整的陶瓷靶材生坯，再经过烧结可以得到高致密性的靶材，陶瓷靶材生产过程中减少了油压机成型的工序，降低了设备及油压模具的投入，同时也降低了陶瓷靶材生坯在搬运过程中出现开裂的风险。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种平面陶瓷靶材的成型模具，包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖和下钢盖，上钢盖和下钢盖安装组合形成空腔体，所述柔性模套安装于钢模的两端，且与钢模配合密封，所述柔性板由上橡胶板和下橡胶板组合形成，且置于钢模的空腔体内，上橡胶板、下橡胶板和柔性模套之间形成的腔体为粉末填充腔；所述柔性模套的邵氏硬度为40-90度，所述柔性板的邵氏硬度为20-60度。本专利技术的模具由钢模、柔性模套和柔性板组合得到，且通过试验优选柔性模套和柔性模套的硬度，利用该模具对造粒粉进行冷等静压成型，可以得到尺寸规则平整的陶瓷靶材生坯，减少弯曲、变形或者开裂等缺陷，再经过烧结可以得到高致密性的靶材，陶瓷靶材生产过程中减少了油压机成型的工序，降低了设备及油压模具的投入，同时也降低了陶瓷靶材生坯在搬运过程中出现开裂的风险，成品率高。本专利技术中粉末填充腔为方形腔体或异形腔体。优选地，所述柔性模套的邵氏硬度为60-80度，更有利于消除靶材生坯表面凹坑、缩头等压制缺陷，提高靶材生坯的致密性。优选地，所述柔性板的邵氏硬度为30-40度，更有利于提高靶材生坯的致密性。优选地，所述柔性板的表面粗糙度小于3.2μm，尽可能降低柔性板的粗糙度，使得冷等静压成型后的靶材生坯表面光滑。优选地，所述钢模的两端均设有凹槽，所述柔性模套安装于凹槽内。优选地，所述柔性模套的两个端面的加工的平行度＜0.5mm，有利于冷等静压成型后陶瓷靶材生坯的厚度一致。所述柔性模套的两个端面指的是柔性模套上与粉末填充腔接触的表面，以及柔性模套上与粉末填充腔相近的表面。优选地，所述柔性板的厚度为5-15mm，有利于提高靶材生坯的致密性。优选地，所述柔性模套和柔性板的材质为硅橡胶或聚氨酯，优选为聚氨酯。本专利技术还提供了一种平面陶瓷靶材的成型方法，包括以下步骤：(1)将上述模具中的下钢盖、下橡胶板和柔性模套进行组装，形成粉末填充腔；(2)将造粒粉填充到组装好的粉末填充腔内，并将其表面刮平；(3)依次组装上橡胶板及上钢盖；(4)将组装后的模具连同填充其中的造粒粉置于冷等静压机内压制成型，冷等静压压力为100-300MPa，脱模后得到靶材生坯。本专利技术的平面靶材的成型方法中，将造粒粉装填到模具后直接置于冷等静压机内压制成型，无需预先进行一次模压成型，生产工艺简单。优选地，所述冷等静压压力为200-270Mpa，有利于减少冷压后坯体的变形程度，提高靶材致密度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的模具结构简单，制造简单，成本低，便于加工成异性模具。利用本专利技术的模具进行冷等静压成型，减少了油压机模压一次成型和搬运的工序，降低了设备及油压模具的投入，缩短生产周期，提高生产效率，降低了陶瓷靶材生坯在搬运过程中出现开裂的风险，可以得到尺寸规则平整的陶瓷靶材生坯，再经过烧结可以得到高致密性的靶材产品，有利于提高产品的良率及取材率。附图说明图1为本专利技术的平面陶瓷靶材的成型模具的结构示意图，1-上钢盖，2-下钢盖，3-上橡胶板，4-下橡胶板，5-柔性模套。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1一种平面陶瓷靶材的成型模具，如图1所示，包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖1和下钢盖2，上钢盖1和下钢盖2安装组合形成空腔体，上钢盖1和下钢盖2的材质均为45#钢，所述钢模的两端均设有凹槽，所述柔性模套安装于凹槽内，且与钢模配合密封，所述柔性板由上橡胶板3和下橡胶板4组合形成，且置于钢模内的空腔体，上橡胶板3、下橡胶板4和柔性模套5之间形成的腔体为粉末填充腔6，粉末填充腔6为方形腔体；所述柔性模套5的材质为聚氨酯，邵氏硬度为40度；所述柔性板的材质为聚氨酯，邵氏硬度为60度，厚度为10mm，表面粗糙度小于3.2μm；所述柔性模套5的两个端面的加工的平行度＜0.5mm。一种平面陶瓷靶材的成型方法，包括以下步骤：(1)先将本实施例模具中的下钢盖、下橡胶板和柔性模套进行组装，形成粉末填充腔；(2)将In2O3：SnO2成分比为90:10的ITO造粒粉填充到组装好的粉末填充腔内，并将其表面刮平；(3)依次组装上橡胶板及上钢盖；(4)将组装后的模具连同填充其中的造粒粉置于冷等静压机内压制成型，冷等静压压力为200MPa，泄压后脱模，得到靶材生坯；(5)将靶材生坯放入烧结炉内烧结，烧结温度1550℃，烧结30小时，得到烧结致密的靶材。实施例2一种平面陶瓷靶材的成型模具，如图1所示，包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖1和下钢盖2，上钢盖1和下钢盖2安装组合形成空腔体，上钢盖1和下钢盖2的材质均为304不锈钢，所述钢模的两端均设有凹槽，所述柔性模套安装于凹槽内，且与钢模配合密封，所述柔性板为由上橡胶板3和下橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖和下钢盖，上钢盖和下钢盖安装组合形成空腔体，所述柔性模套安装于钢模的两端，且与钢模配合密封，所述柔性板由上橡胶板和下橡胶板组合形成，且置于钢模的空腔体内，上橡胶板、下橡胶板和柔性模套之间形成的腔体为粉末填充腔；所述柔性模套的邵氏硬度为40-90度，所述柔性板的邵氏硬度为20-60度。/n

【技术特征摘要】
1.一种平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，包括钢模、柔性模套和柔性板，所述钢模包括上钢盖和下钢盖，上钢盖和下钢盖安装组合形成空腔体，所述柔性模套安装于钢模的两端，且与钢模配合密封，所述柔性板由上橡胶板和下橡胶板组合形成，且置于钢模的空腔体内，上橡胶板、下橡胶板和柔性模套之间形成的腔体为粉末填充腔；所述柔性模套的邵氏硬度为40-90度，所述柔性板的邵氏硬度为20-60度。


2.根据权利要求1所述的平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，所述柔性模套的邵氏硬度为60-80度。


3.根据权利要求1所述的平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，所述柔性板的邵氏硬度为30-40度。


4.根据权利要求1所述的平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，所述柔性板的表面粗糙度小于3.2μm。


5.根据权利要求1所述的平面陶瓷靶材的成型模具，其特征在于，所述钢模的两端均设有凹槽，所述柔性模套安装于凹槽内。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雨，赵明增，周昭宇，周志宏，肖世洪，
申请(专利权)人：广州市尤特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44