一种一体成型管靶的生产工艺制造技术

本申请涉及靶材制造技术的领域，具体公开了一种一体成型管靶的生产工艺，包括以下步骤：装填：将铌粉装填进入包套内，将包套内抽至真空；热等静压：将装有铌粉的包套放入热等静压炉内进行热等静压，热等静压过程中热等静压炉内保持持续抽气；机加工：热等静压后的包套进行机加工得到最终管靶。本申请的制备方法具有减少靶材氧化，从而提高靶管纯度优点。

【技术实现步骤摘要】
一种一体成型管靶的生产工艺
本申请涉及靶材制造技术的领域，更具体地说，它涉及一种一体成型管靶的生产工艺。
技术介绍
磁控溅射是物理气相沉积的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。通过带功能的粒子轰击靶材，从而使靶材材料溅射在基板上形成各种功能薄膜。相关技术中，管靶包括衬管，衬管上同轴固定连接有靶管。管靶生产采用热喷涂法将靶管涂覆于衬管上。热喷涂法生产的靶管因靶材材料氧化严重，导致靶管纯度低只能用于玻璃镀膜等要求不高的镀膜行业，而无法满足液晶显示和触控屏行业要求。
技术实现思路
为了减少靶材氧化，从而提高靶管纯度，进而符合液晶显示和触控屏行业要求，本申请提供一种一体成型管靶的生产工艺。本申请提供的一种一体成型管靶的生产工艺采用如下的技术方案：一种一体成型管靶的生产工艺，包括以下步骤：装填：将铌粉预压成圆管状靶材装填进入包套内，包套包括衬管，衬管上同轴套设有外管，外管两端均同轴固定连接有固定环，固定环内壁固定连接于衬管侧壁，外管、固定环和内管形成容纳靶材的容纳腔，外管壁厚小于内管壁厚，所述外管内径与衬管外径之差为靶材厚度的2.2倍，外管侧壁一端固定有抽气管，外管侧壁另一端固定连接有进气管，抽气管与进气管均与容纳腔内连通，将进气管封闭后通过抽气管将容纳腔内气体抽出，再将抽气管封闭；热等静压：将装有靶材的包套放入热等静压炉内进行热等静压，所述热等静压温度为1100～1300℃，压力为120～150Mpa，时间为4～6小时；机加工：热等静压后的包套进行机加工，数控车床将固定环车削除去，将外管从衬管上抽出，得到一体成型管靶，一体成型管靶包括衬管和成型于衬管侧壁的靶管，对靶管外周侧壁进行车削得到最终管靶。通过采用上述技术方案，由于先将铌粉预压为圆管状靶材装填于包套内，将包套内抽真空后进行热等静压，因此，有效减少氧气对铌粉的氧化，从而提高靶材纯度的效果。可选的，还包括以下步骤，通过抽气管将容纳腔内气体抽出后，通过抽气管向容纳腔内通氩气，再将进气管封闭，通过抽气管将氩气抽出，最后将抽气管封闭。通过采用上述技术方案，氩气对容纳腔内进行清洗，从而进一步减少容纳腔内残存的氧气，减少靶材氧化。可选的，所述装填包括以下步骤：先将铌粉预压为管状靶材，将一个固定环同轴焊接于外管一端，然后将衬管一端穿过固定环与外管同轴设置，将固定环与衬管焊接，将外管上的抽气管和进气管关闭，向容纳腔内放置靶材，在外管另一端焊接另一个固定环，固定环内壁焊接于衬管侧壁，其中靶材内壁抵接于衬管外壁，靶材外壁与外管内壁间隔设置。通过采用上述技术方案，固定环将靶材限位于容纳腔内，靶材在容纳腔内因烧结而收缩，外管受热膨胀，从而有效增加二者间距，降低靶材粘附于外管上的概率，从而方便将外管从衬管上拆下。可选的，所述包套与数控车床主轴同轴设置，数控车床的三爪卡盘将衬管一端夹持，衬管另一端被数控车床的尾座抵紧，数控车床上设置有用于支撑包套的支撑装置，所述支撑装置包括固定连接于数控车床侧壁的支撑块，所述支撑块朝向数控车床的车刀的一侧固定连接有中心架，所述中心架为圆环形且与数控车床的主轴同轴设置，所述中心架内转动连接有夹持外管的夹持装置，所述包套转动轴线、夹持装置转动轴线和中心架轴向同轴设置，所述支撑架上设置有驱动夹持装置转动的驱动装置，所述夹持装置转动时与数控车床的三爪卡盘保持相对静止。通过采用上述技术方案，夹持装置将外管侧壁夹持，衬管被数控车床和三爪卡盘和尾座固定，从而使衬管与数控车床主轴同轴，数控车床的车刀对固定环进行车削的过程中，夹持装置与驱动装置使外管与靶材保持相对静止且间隔设置的状态，从而减少车削过程中外管与靶材之间的碰撞，减少车削过程中靶材的损耗。可选的，所述中心架内壁同轴转动连接有支撑环，所述驱动装置驱动支撑环转动，所述支撑环转动角速度等于数控车床三爪卡盘的转动角速度，所述夹持装置包括同轴固定连接于支撑环内的卡盘体，所述卡盘体形状为圆柱形，所述卡盘体轴线与数控车床主轴轴线同轴设置，所述卡盘体上同轴开设有供包套通过的通孔，所述卡盘体一端沿卡盘体径向滑动连接有多个卡爪，多个卡爪以卡盘体轴线为圆心周向设置，所述卡盘体内设置有多个卡爪同步滑移的驱动机构，当多个卡爪均与外管侧壁抵接时，所述包套与数控车床主轴同轴设置。通过采用上述技术方案，包套穿过通孔与卡盘体保持同轴设置，驱动机构驱动卡爪滑移将外管侧壁抵紧，支撑环转动通过夹持装置带动包套转动，当外管与衬管分离后，夹持装置使外管与靶管保持同轴且间隔设置，有效减少外管对衬管碰撞造成的损伤。可选的，所述卡盘体一端沿卡盘体径向开设有多个导向槽，所述卡爪滑动连接于导向槽内，多个导向槽以卡盘体轴线为圆心周向设置，所述驱动机构包括同轴转动连接于卡盘体内的平面螺纹盘，所述平面螺纹盘朝向卡爪一侧开设有阿基米德螺旋槽，所述卡爪朝向平面螺纹盘一侧固定连接有驱动齿，所述驱动齿与阿基米德螺旋槽啮合，所述平面螺纹盘背离卡爪一侧同轴固定连接有锥齿轮，所述卡盘体内转动连接有碟形伞齿轮，所述碟形伞齿轮与锥齿轮啮合。通过采用上述技术方案，转动碟形伞齿轮通过锥齿轮驱动平面螺纹盘转动，平面螺纹盘通过驱动齿驱动卡爪滑移，多个卡爪同时滑移将包套抵紧，实现对包套的固定。可选的，所述支撑环外径等于数控车床三爪卡盘的外径，所述驱动装置包括转动连接于支撑块上的连接杆，所述连接杆轴线与中心架轴线平行，所述支撑环外周侧壁同轴固定连接有第一齿轮，数控车床的三爪卡盘外周侧壁同轴固定有第一齿轮，所述连接杆上同轴固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述每个第一齿轮均有一个第二齿轮与之啮合。通过采用上述技术方案，数控车床的三爪卡盘转动时通过第一齿轮和第二齿轮带动连接杆转动，连接杆通过第二齿轮和支撑环上的第一齿轮带动夹持装置转动，从而实现外管与靶管保持相对静止且间隔设置，减少车削过程中外管与靶管的碰撞。可选的，所述中心架设置为两组，两组中心架间隔设置，所述中心架内均设置有一组夹持装置，数控车床的三爪卡盘通过驱动装置驱动两组夹持装置转动。通过采用上述技术方案，将外管两端进行固定，提高包套夹持的稳定性。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用静压烧结的工艺，且将容纳腔内与靶材接触的气体抽出，减少生产过程中靶材的氧化，减少氧化物杂质生成，提高管靶纯度。2、本申请中通过靶材与外管间隔设置，并通过烧结使二者间隙进一步增大，在将外管拆下时，只需对固定环进行车削，固定环车削完成后，将外管直接从管靶上滑出即可，操作方便。3、本申请中，通过数控车床的三爪卡盘和尾座将衬管固定，夹持装置将外管固定，且驱动装置使外管和衬管分离后认可保持相对静止，从而降低外管撞击靶管的概率，进而减少靶管的损伤，减少靶材的浪费。附图说明图1是本申请中包套的剖视图；图2是图1中A部分的局部放大示意图，主要用于展示衬管、外管和靶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体成型管靶的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n装填：将铌粉预压成圆管状靶材（18）装填进入包套（1）内，包套（1）包括衬管（11），衬管（11）上同轴套设有外管（12），外管（12）两端均同轴固定连接有固定环（13），固定环（13）内壁固定连接于衬管（11）侧壁，外管（12）、固定环（13）和内管形成容纳靶材（18）的容纳腔（17），外管（12）壁厚小于内管壁厚，所述外管（12）内径与衬管（11）外径之差为靶材（18）厚度的2.2倍，外管（12）侧壁一端固定有抽气管（15），外管（12）侧壁另一端固定连接有进气管（14），抽气管（15）与进气管（14）均与容纳腔（17）内连通，将进气管（14）封闭后通过抽气管（15）将容纳腔（17）内气体抽出，再将抽气管（15）封闭；热等静压：将装有靶材（18）的包套（1）放入热等静压炉内进行热等静压，所述热等静压温度为1100～1300℃，压力为120～150Mpa，时间为4～6小时；/n机加工：热等静压后的包套（1）进行机加工，数控车床将固定环（13）车削除去，将外管（12）从衬管（11）上抽出，得到一体成型管靶，一体成型管靶包括衬管（11）和成型于衬管（11）侧壁的靶管，对靶管外周侧壁进行车削得到最终管靶。/n...

【技术特征摘要】
1.一种一体成型管靶的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
装填：将铌粉预压成圆管状靶材（18）装填进入包套（1）内，包套（1）包括衬管（11），衬管（11）上同轴套设有外管（12），外管（12）两端均同轴固定连接有固定环（13），固定环（13）内壁固定连接于衬管（11）侧壁，外管（12）、固定环（13）和内管形成容纳靶材（18）的容纳腔（17），外管（12）壁厚小于内管壁厚，所述外管（12）内径与衬管（11）外径之差为靶材（18）厚度的2.2倍，外管（12）侧壁一端固定有抽气管（15），外管（12）侧壁另一端固定连接有进气管（14），抽气管（15）与进气管（14）均与容纳腔（17）内连通，将进气管（14）封闭后通过抽气管（15）将容纳腔（17）内气体抽出，再将抽气管（15）封闭；热等静压：将装有靶材（18）的包套（1）放入热等静压炉内进行热等静压，所述热等静压温度为1100～1300℃，压力为120～150Mpa，时间为4～6小时；
机加工：热等静压后的包套（1）进行机加工，数控车床将固定环（13）车削除去，将外管（12）从衬管（11）上抽出，得到一体成型管靶，一体成型管靶包括衬管（11）和成型于衬管（11）侧壁的靶管，对靶管外周侧壁进行车削得到最终管靶。


2.根据权利要求1所述的一种一体成型管靶的生产工艺，其特征在于，还包括以下步骤，通过抽气管（15）将容纳腔（17）内气体抽出后，通过抽气管（15）向容纳腔（17）内通氩气，再将进气管（14）封闭，通过抽气管（15）将氩气抽出，最后将抽气管（15）封闭。


3.根据权利要求1或2所述的一种一体成型管靶的生产工艺，其特征在于，所述装填包括以下步骤：
先将铌粉预压为管状靶材（18），将一个固定环（13）同轴焊接于外管（12）一端，然后将衬管（11）一端穿过固定环（13）与外管（12）同轴设置，将固定环（13）与衬管（11）焊接，将外管（12）上的抽气管（15）和进气管（14）关闭，向容纳腔（17）内放置靶材（18），在外管（12）另一端焊接另一个固定环（13），固定环（13）内壁焊接于衬管（11）侧壁，其中靶材（18）内壁抵接于衬管（11）外壁，靶材（18）外壁与外管（12）内壁间隔设置。


4.根据权利要求3所述的一种一体成型管靶的生产工艺，其特征在于，所述包套（1）与数控车床主轴同轴设置，数控车床的三爪卡盘（22）将衬管（11）一端夹持，衬管（11）另一端被数控车床的尾座（23）抵紧，数控车床上设置有用于支撑包套（1）的支撑装置（3），所述支撑装置（3）包括固定连接于数控车床侧壁的支撑块（31），所述支撑块（31）朝向数控车床的车刀（24）的一侧固定连接有中心架（32），所述中心架（32）为圆环形且与数控车床的主轴同轴设置，所述中心架（32）内转动连接有夹持外管（12）的夹持装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海涛，宋爱谋，
申请(专利权)人：山东昊轩电子陶瓷材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37