一种钨镍合金靶材的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钨镍合金靶材的制备方法，包括选取钨粉和镍粉或者与其它金属元素形成的多组元合金粉末粉末过筛处理的步骤、冷等静压步骤、烧结步骤、校直加工步骤、退火处理步骤、机加工步骤、洁净处理步骤，制得高钨镍合金靶材，本发明专利技术采用低温烧结和锻造工艺，实现高致密性、组织均匀、力学性能良好的钨镍合金靶材的制备，可广泛应用于玻璃镀膜、高速动能武器等领域。器等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种钨镍合金靶材的制备方法


[0001]本专利技术属于合金溅射靶加工
，具体涉及一种钨镍合金靶材的制备方法。

技术介绍

[0002]电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收、透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射及内部的热扩散，且材料的光学性能（反射率、透过率和吸收率）发生可逆变化，是节能建筑材料的一个发展方向。目前，电致变色智能玻璃已经在一些高档轿车和飞机上得到应用，并广泛应用于智能窗、防炫目反光镜和光信息存储等领域。作为电致变色玻璃薄膜制备的基础，钨镍合金溅射镀膜靶材已经得到广泛应用，镀膜时，钨镍合金靶材在玻璃表面生成钨镍合金氧化物层，在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化。
[0003]但是，目前应用的钨镍靶材多采用热喷涂工艺制造，溅射靶材密度只有90％左右、靶材中镍元素分布不均匀，影响产品的溅射性能，从而影响到电致变色层的质量。因此，开发出一种致密度高且微观组织均匀，晶粒取向一致的钨镍合金溅射靶材成为了当前制备高性能电致变色玻璃的关键。

技术实现思路

[0004]为了克服现有热喷涂工艺制备钨镍合金靶材过程中钨镍合金靶材致密度低且组织不均匀等一系列问题，本专利技术提供一种钨镍合金靶材的制备方法，采用粉末冶金法，通过低温烧结和锻造工艺，制得密度趋近或者等于理论密度、平均晶粒尺寸≤35um，组织均匀且晶粒取向一致的高性能钨镍合金溅射靶材。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种钨镍合金靶材的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、选取钨粉、镍粉以及其它金属粉末组成的多元合金粉末，作为钨镍合金靶材的原料，过筛处理，备用；步骤二、将步骤一选取的合金粉末装入模具中，通过冷等静压制成粉质坯或粉质管坯；步骤三、将粉质坯或粉质管坯装入烧结炉，在氢气或真空环境下，通过烧结获得致密度大于98%的烧结坯，备用；步骤四、将烧结坯加热，加热温度为1000~1420℃，加热时间为60~90min，配合相应的锻造模具进行锻造，按照设计的锻造模具，分两次进行锻造加工，第一次将一部分长度的烧结坯外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，然后回炉补偿加热60min~90min后，将剩余长度烧结坯的外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，最终锻造断面收缩率为5~50%，制成锻造坯，备用；步骤五、将步骤四的锻造坯进行退火处理，退火温度为800℃~1300℃，退火保温时间1~5h，然后冷却备用；步骤六、将步骤五处理后的坯体机加工至目标要求尺寸，然后进行缺陷探伤和结
晶扫描检测；步骤七、对步骤六无损检验合格后的产品使用洁净水进行冲洗，干燥后真空包装，得成品；进一步的，步骤一筛选的合金粉末粒径为160 ~500目。
[0006]进一步的，步骤一中的其它金属粉末包含但不限于Al、Ti、Cu、Co。
[0007]进一步的，步骤一中的多元合金粉末包括以下质量份数的各组分组成：钨粉10~90份，镍粉10~90份。
[0008]进一步的，步骤一中的多元合金粉末是由钨粉、镍粉与其它金属粉末中的任意一种及或多种粉末组成。
[0009]进一步的，按质量份数计算，多元合金粉末中钨粉10~90份，镍粉10~90份、其它金属粉末小于10份。
[0010]进一步的，步骤一中，多元合金粉末在混合前先采用过筛混合的方式进行初步混合，再将多元合金粉末置于真空搅拌机内进行均匀搅拌。
[0011]进一步的，步骤二中的模具为管型柔性模具，冷等静压的压制压力150~280MPa，保压时间10~30min。
[0012]进一步的，步骤三中烧结温度为800~1453℃，烧结时间为6~48h。
[0013]进一步的，步骤六中使用水浸式超声波C扫描，机加工后的管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在，结晶扫描底面波强度不小于80%，平均晶粒直径小于35um。
[0014]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用粉末冶金法，通过低温烧结和锻造工艺，制得密度趋近或者等于理论密度、平均晶粒尺寸≤35um，组织均匀且晶粒取向一致的高性能钨镍合金溅射靶材，克服了传统的热喷涂工艺制备钨镍合金靶材的低致密度和组织不均匀等限制，为电致色玻璃的发展和应用奠定了坚实的实践基础。
具体实施方式
[0015]结合具体实施方式对本专利技术实施例加以详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0016]一种钨镍合金靶材的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、选取钨粉、镍粉以及其它金属粉末组成的多元合金粉末，作为钨镍合金靶材的原料，过筛处理，备用；步骤二、将步骤一选取的合金粉末装入模具中，通过冷等静压制成粉质坯或粉质管坯；步骤三、将粉质坯或粉质管坯装入烧结炉，在氢气或真空环境下，通过烧结获得致密度大于98%的烧结坯，备用；步骤四、将烧结坯加热，加热温度为1000~1420℃，加热时间为60~90min，配合相应的锻造模具进行锻造，按照设计的锻造模具，分两次进行锻造加工，第一次将一部分长度的烧结坯外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，然后回炉补偿加热60min~90min后，将剩余长度烧结坯的外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，最终锻造断面收缩率为5~50%，制成锻造坯，备用；
步骤五、将步骤四的锻造坯进行退火处理，退火温度为800℃~1300℃，退火保温时间1~5h，然后冷却备用；步骤六、将步骤五处理后的坯体机加工至目标要求尺寸，然后进行缺陷探伤和结晶扫描检测；步骤七、对步骤六无损检验合格后的产品使用洁净水进行冲洗，干燥后真空包装，得成品；进一步的，步骤一筛选的合金粉末粒径为160 ~500目。
[0017]进一步的，步骤一中的其它金属粉末包含但不限于Al、Ti、Cu、Co。
[0018]进一步的，步骤一中的多元合金粉末包括以下质量份数的各组分组成：钨粉10~90份，镍粉10~90份。
[0019]进一步的，步骤一中的多元合金粉末是由钨粉、镍粉与其它金属粉末中的任意一种及或多种粉末组成。
[0020]进一步的，按质量份数计算，多元合金粉末中钨粉10~90份，镍粉10~90份、其它金属粉末小于10份。
[0021]进一步的，步骤一中，多元合金粉末在混合前先采用过筛混合的方式进行初步混合，再将多元合金粉末置于真空搅拌机内进行均匀搅拌。
[0022]进一步的，步骤二中的模具为管型柔性模具，冷等静压的压制压力150~280MPa，保压时间10~30min。
[0023]进一步的，步骤三中烧结温度为800~1453℃，烧结时间为6~48h。
[0024]进一步的，步骤六中使用水浸式超声波C扫描，机加工后的管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在，结晶扫描底面波强度不小于80%，平均晶粒直径小于35um。
[0025]一种钨镍合金靶材的制备方法，包括以下步骤：步骤一、选取钨镍合金溅射靶材制备的原料，该原料为以下两种：a、钨粉和镍粉单独构成的合金粉末；b、钨粉、镍粉与其它金属粉末中的任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钨镍合金靶材的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：步骤一、选取钨粉、镍粉以及其它金属粉末组成的多元合金粉末，作为钨镍合金靶材的原料，过筛处理，备用；步骤二、将步骤一选取的合金粉末装入模具中，通过冷等静压制成粉质坯或粉质管坯；步骤三、将粉质坯或粉质管坯装入烧结炉，在氢气或真空环境下，通过烧结获得致密度大于98%的烧结坯，备用；步骤四、将烧结坯加热，加热温度为1000~1420℃，加热时间为60~90min，配合相应的锻造模具进行锻造，按照设计的锻造模具，分两次进行锻造加工，第一次将一部分长度的烧结坯外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，然后回炉补偿加热60min~90min后，将剩余长度烧结坯的外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格，最终锻造断面收缩率为5~50%，制成锻造坯，备用；步骤五、将步骤四的锻造坯进行退火处理，退火温度为800℃~1300℃，退火保温时间1~5h，然后冷却备用；步骤六、将步骤五处理后的坯体机加工至目标要求尺寸，然后进行缺陷探伤和结晶扫描检测；步骤七、对步骤六无损检验合格后的产品使用洁净水进行冲洗，干燥后真空包装，得成品。2.根据权利要求1所述的一种钨镍合金靶材的制备方法，其特征在于：步骤一筛选的合金粉末粒径为160 ~500目。3.根据权利要求1所述的一种钨镍合金靶材的制备方法，其特征在于：步骤一中的其它金属粉末包含但不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张灵杰，
申请(专利权)人：洛阳科威钨钼有限公司，
类型：发明
国别省市：