一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种铜板带生产工艺技术领域，尤其涉及一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，包括如下步骤：步骤1熔铸铜坯；步骤2铣面；步骤3热轧，加热至800℃‑900℃后出炉，进行7‑11次轧程，终轧温度在600℃‑650℃以内；步骤4在线淬火，快速将温度控制在200℃以内，从而确保晶粒度达到70um以内，硬度达到100HV以内；步骤5二次铣面；步骤6退火；步骤7表面处理；步骤8包装；本发明专利技术充分利用了现有设备，对通过熔铸生产铸锭高纯无氧铜，控制Cu含量达标；在热轧生产过程中通过控制加热温度、轧制道次、终轧温度、以及快速的淬火控制晶粒度，最后通过钟罩炉退火的方式使晶粒度均匀性和物理性能达到客户需要，提高了生产效率，也提升了产品的质量。

A production process of sputtering target copper strip with controllable grain size and properties

【技术实现步骤摘要】
一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺
本专利技术涉及一种铜板带生产工艺
，尤其涉及一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺。
技术介绍
目前铜带生产主要是以铸锭热轧开坯方式进行。但随着工业技术的不断发展，对铜带材的质量和精度要求越来越高，传统的轧制方法已不能满足高质量铜带的要求。铜带生产工艺过程中的退火质量较差，参数设置不理想，且生产运作繁琐，使得生产出的铜带不能满足生产要求。铜板带也多用于靶材，由于靶材成份、晶粒度和理化性能要求较高，现有的靶材主要通过锻造设备设计的生产工艺，对坯料，锻打设备要求较高，相比较板带生产，生产量较少，无法大批量生产。
技术实现思路
本专利技术提出了一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，起目的在于，使用现有设备，对原加工工艺进行改进，提高产品质量，提升生产效率。一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，包括如下步骤：步骤1：熔铸铜坯，将电解铜加入无氧铜炉中，再添加磷和木炭，通过底吹除气，捞渣，调整炉内温度至1200-1250℃时得到C10100的熔融铜水，并将铜水转到保温炉；保温炉中增加石墨颗粒覆盖，继续调整成分；待铜水达指定液位后，温度控制在1150-1180℃，将铜水通过浇注管放流到结晶器中，按照60-80mm/min的速度进行C10100铜锭铸造，铸造过程中使用烟灰覆盖，浇铸出220mm的铜锭；步骤2：铣面，将所述步骤1制备的铜锭在铣削机上铣掉坯面；经过铣面，可以将铜锭杂质去除，铣削后表面粗糙度控制在1.2Ra/um以内，提升铜锭原料的质量，有利于提高整体铜带成品的产品质量。步骤3：热轧，将所述步骤2制备的铣削后的铜锭，通过加热炉将铜锭均匀的低温加热至800℃-900℃后出炉，通过热轧机进行7-11次轧程轧制出需求厚度，控制终轧温度在600℃-650℃以内；加热炉内加热至最佳热轧温度800℃-900℃之间，进行7-11次轧制，使得微观上使晶粒大小分布更均匀，宏观上一定程度消除铜材内部的缺陷如气孔，缩松等。步骤4在线淬火，对所述步骤3中终轧温度600℃-650℃的铜带进行在线淬火，快速将温度控制在200℃以内；以提高铜锭轧制后成为铜带的表面硬度，增加了耐磨性。步骤5二次铣面，对步骤4中制备的铜带进行二次铣面；将铜带表面平整，表面粗糙度1.2Ra/um以内，以达到下一步骤的技术要求。步骤6退火，将所述步骤5二次铣面后的铜带送入退火炉内，通过300-400℃退火温度，保温4-6小时，再水冷加风冷至60℃以下；退火可以使释放铜带内应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构，防止工件变形、开裂，软化工件以便进行切削加工，更能细化晶粒，经过退火后使晶粒度达到均匀，硬度达到70HV以内。步骤7表面处理，将步骤6中退火后的铜带进行表面处理，依次酸洗，再冷水冲洗，再烘干表面水分，最后抛光处理；酸洗使得可以去除热处理后的表面的氧化层，为其增加耐腐蚀性，抛光处理，也改善了产品外观，提升产品质量。步骤8包装，将所述步骤7表面处理后的铜带最后依次通过张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，再经过切锯后，检查、包装和入库。具体的，所述步骤1中电解铜为高纯大板电解铜，所述电解铜纯度达到4N以上，所述步骤1生产的C10100纯铜中的组分含量控制在Cu含量达到4N以上，氧含量≤3ppm，P含量≤3ppm,Fe含量≤10ppm。具体的，所述步骤2中铣削机为双面铣削机。具体的，所述步骤3中加热炉采用步进式加热炉进行加热。具体的，所述步骤4中，在线淬火方式的方式大流量高压淬火。具体的，所述步骤6中的退火炉为钟罩式退火炉。具体的，所述步骤7中的抛光处理为使用1000目的尼龙抛光。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出的工艺，从原料开始严格半管，通过进口的无氧铜炉对高品质的电解铜加工，铸造出高纯度的C10100纯铜铜锭，再对铜锭通过铣削机铣削表面，去掉表层杂质，以备后续加工；铣削后的铜锭，通过加热炉低温加热至800℃-900℃之间，进行轧制工艺，经过7-11次的轧程轧制，最终轧控制温度在600℃-650℃以内，通过在线淬火，快速将温度控制在200℃以内，以使晶粒度达到70um以内，硬度达到100HV以内；通过二次铣面，平整上一步的表面；众所周知，退火主要是指将材料曝露于高温一段很长时间后，然后再慢慢冷却的热处理制程。主要目的是释放应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构等以改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂，软化工件以便进行切削加工，更能细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能；经过二次铣面后的铜带，进入退火炉内，进行300-400℃的退火保温，持续4-6小时，通过水冷或风冷至60℃，进过退火后使晶粒度达到均匀，硬度达到70HV以内；再依次经过使用15％的硫酸进行酸洗，冷水水冲洗，再烘干表面水分，最后进行抛光，抛光速度为40m/min；最后，将表面处理后的铜带最后依次通过张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，再经过切锯后，检查、包装和入库。本专利技术，充分利用了现有设备，对通过熔铸生产铸锭高纯无氧铜，控制Cu含量达到4N以上，氧含量≤3pp，P含量≤3ppm,Fe含量≤10ppm；在步进炉热轧生产过程中通过控制加热温度、轧制道次、终轧温度、以及快速的淬火控制晶粒度，最后通过退火的方式使晶粒度均匀性和物理性能达到客户需要，提高了生产效率，也提升了产品的质量。附图说明图1为本专利技术一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺流程图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参考图1，一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，包括如下步骤，步骤1：熔铸铜坯，将电解铜加入无氧铜炉中，再添加磷和木炭，通过底吹除气，捞渣，调整炉内温度至1200-1250℃时得到C10100的熔融铜水，并将铜水转到保温炉；保温炉中增加石墨颗粒覆盖，继续调整成分；待铜水达指定液位后，温度控制在1150-1180℃，将铜水通过浇注管放流到结晶器中，按照60-80mm/min的速度进行C10100铜锭铸造，铸造过程中使用烟灰覆盖，浇铸出220mm的铜锭；具体的，所述电解铜为高纯大板电解铜，纯度达到4N以上，所述生产的C10100纯铜中的组分含量控制在Cu含量达到4N以上，氧含量≤3ppm，P含量≤3ppm,Fe含量≤10ppm。步骤2：铣面，将步骤1制备的铜锭在铣削机上铣掉坯面，所述铣削机为双面铣削机，同时铣削两面，去掉表面杂质，提高纯度，经过铣面，可以将铜锭杂质去除，铣削后表面粗糙度控制在1.2Ra/um以内，提升铜锭原料的质量，有利于提高整体铜带成品的产品质量。步骤3：热轧，将步骤2制备的铣削后的铜锭，通过步进式加热炉将铜锭均匀的低温加热至80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：熔铸铜坯，将电解铜加入无氧铜炉中，再添加磷和木炭，通过底吹除气，捞渣，并调整炉内温度至1200-1250℃时得到C10100的熔融铜水，再将铜水转到保温炉；保温炉中增加石墨颗粒覆盖，继续调整成分；待铜水达指定液位后，温度控制在1150-1180℃，将铜水通过浇注管放流到结晶器中，按照60-80mm/min的速度进行C10100铜锭铸造，铸造过程中使用烟灰覆盖，浇铸出220mm的铜锭；/n步骤2：铣面，将所述步骤1制备的铜锭在铣削机上铣掉坯面；/n步骤3：热轧，将所述步骤2制备的铣削后的铜锭，通过加热炉将铜锭均匀的低温加热至800℃-900℃后出炉，通过热轧机进行7-11次轧程轧制出需求厚度，控制终轧温度在600℃-650℃以内；/n步骤4：在线淬火，对所述步骤3中终轧温度600℃-650℃的铜带进行淬火，快速将温度控制在200℃以内；/n步骤5：二次铣面，对步骤4中制备的铜带进行二次铣面；/n步骤6：退火，将步骤5二次铣面后的铜带送入退火炉内，通过300-400℃退火温度，保温4-6小时，再水冷加风冷至60℃以下；/n步骤7：表面处理，将步骤6中退火后的铜带进行表面处理，依次使用10％-20％的硫酸进行酸洗，再冷水冲洗，再烘干表面水分，最后抛光处理；/n步骤8：包装，将表面处理后的铜带最后依次通过张力辊和弯曲矫直辊的方式进行矫直，使铜带平直度达到1mm/m，再经过切锯后，检查、包装和入库。/n...

【技术特征摘要】
1.一种晶粒度和性能可控的溅射靶材铜板带生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：熔铸铜坯，将电解铜加入无氧铜炉中，再添加磷和木炭，通过底吹除气，捞渣，并调整炉内温度至1200-1250℃时得到C10100的熔融铜水，再将铜水转到保温炉；保温炉中增加石墨颗粒覆盖，继续调整成分；待铜水达指定液位后，温度控制在1150-1180℃，将铜水通过浇注管放流到结晶器中，按照60-80mm/min的速度进行C10100铜锭铸造，铸造过程中使用烟灰覆盖，浇铸出220mm的铜锭；
步骤2：铣面，将所述步骤1制备的铜锭在铣削机上铣掉坯面；
步骤3：热轧，将所述步骤2制备的铣削后的铜锭，通过加热炉将铜锭均匀的低温加热至800℃-900℃后出炉，通过热轧机进行7-11次轧程轧制出需求厚度，控制终轧温度在600℃-650℃以内；
步骤4：在线淬火，对所述步骤3中终轧温度600℃-650℃的铜带进行淬火，快速将温度控制在200℃以内；
步骤5：二次铣面，对步骤4中制备的铜带进行二次铣面；
步骤6：退火，将步骤5二次铣面后的铜带送入退火炉内，通过300-400℃退火温度，保温4-6小时，再水冷加风冷至60℃以下；
步骤7：表面处理，将步骤6中退火后的铜带进行表面处理，依次使用10％-20％的硫酸进行酸洗，再冷水冲洗，再烘干表面水分，最后抛光处理；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，
申请(专利权)人：中铜华中铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42