【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及靶材制备，尤其涉及一种钛铝靶材及其制备方法。
技术介绍
1、硬质合金涂层材料以其良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温氧化等特性而被广泛应用于切削刀具和耐磨零部件等机械加工领域。目前可用于涂层制作的材料包括钛铝(tial)、铬铝(cral)、钛硅(tisi)、碳化钨(wc)及氮化物材料，其中钛铝合金制备的钛铝靶为氮气(n2)氛围下通过磁控溅射的方式制得，可为机械加工中钻头、铣刀、数控刀片、滚齿刀等刀具提供抗氧化氮化物涂层(tialn)，使刀具延长使用寿命，同时刀具涂层的结合力受涂层材料中的氧含量影响，当氧含量较高时，涂层和刀具的结合力不强，涂层极易在车削时与刀具脱落，从而使刀具产生崩口、钝刀等现象。
2、由于钛(ti)和铝(al)的熔点分别为1668℃、660℃，两者熔点差距较大，较难采取真空熔炼方式制备组织分布比较均匀的tial合金，目前常常采取ti粉和al粉混合并进一步加压致密化的方式制备tial合金，因此tial合金的氧含量较大程度上取决于原料中的氧含量和过程中氧的引入量，对于原料中的氧而言，由于铝粉的表面会形成致密的氧化铝(al2o3)薄膜，从而抑制al粉整体的进一步氧化，并且由于金属al属于活泼金属，即使通过一些手段将表面氧化铝薄膜去掉，在实际操作中，又会迅速氧化。此外在ti粉和al粉混合的时候，为了混合均匀，通常采取球磨混粉的方式，虽然有惰性气体(如氩气、氮气)保护，但是由于球磨混粉会造成颗粒的破碎，在混粉后的转运中会不可避免的引入氧，从而导致氧含量提升。
3、中国专利申请200910043
4、中国专利申请201911425902.9公开了一种钛铝合金靶材及制备方法，该方案在钛铝合金靶材中，掺入质量百分比为0.3-2wt％的钇，通过钇对晶界的强化作用，阻止了晶界的滑移，同时也组织了氧在晶界的扩散。
5、中国专利申请201410842607.4公开了一种钛铝合金靶材及其制备方法，该方法通过在钛铝靶材中掺杂co、cr、ta、w、nb、mo、zr、v、b、si、y、la、ce或se中至少两种元素。本专利技术通过多种元素的添加可形成多种形态的氮化、碳化、氮碳化的复合膜层材料；通过改进的热处理工艺更有利于产品的进一步致密化；通过改进的混粉及脱气工艺，有效地控制了氧含量，该方案中的混粉及脱气工艺如下：
6、(1)选择原料，按照比例进行混料；
7、(2)将已经混好的料放入钢包套中，氩弧焊接不漏气；
8、(3)将钢包套置于井式热处理炉中，进行脱气处理；
9、(4)将脱气处理完毕的钢包套焊合好；
10、(5)将脱气处理完毕的钢包套置于热等静压设备中进行热等静压处理；
11、(6)温度降至100-200℃取出，保温桶降温至室温，降温速率为10-50℃/小时；
12、(7)去除包套，切割加工成指定形状的靶材；
13、(8)检测靶材纯度、氧含量、密度、晶粒尺寸、金相参数。
14、本方案需要解决的问题：如何提供一种具有低氧含量、高致密度、后续制得的涂层有良好的机械性能的钛铝靶材及制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种钛铝靶材的制备方法，该方法在对原料氧含量要求不大的情况下，能够制备出一种氧含量较低，且后续制得的涂层具有良好的机械性能的钛铝靶材。
2、为实现上述目的，本申请公开了一种钛铝靶材的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1：按钛粉与铝粉为4～5：5～6的质量比称料，随后将钛粉、铝粉、抗氧化剂放入混料机中混合，制得粉体一，抗氧化剂选自硬脂酸、植酸钠、茶多酚中的至少一种，抗氧化剂的添加量为钛粉和铝粉总质量的0.1～0.5％；
4、步骤2：在氮气或氩气的氛围下对步骤1制得的粉体一进行球磨，制得粉体二，球磨时间为6～12h；
5、步骤3：对步骤2制得的粉体二进行热等静压烧结，随后冷却、出炉，得到钛铝靶材。
6、优选地，步骤1中，钛粉为酸洗后的钛粉，酸洗后的钛粉由钛粉通过浓度为0.5～3mol/l的弱酸清洗2～10min并烘干制得，弱酸选自冰醋酸、稀盐酸、硅酸中的至少一种。
7、优选地，步骤3具体为：将步骤2制得的粉体二置于内表面覆盖有石墨纸的包套内并使用盖板密封包套，完成装模；
8、对装模后的包套进行除气处理，将除气后的包套放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，热等静压烧结过程中升温速率为2～10℃/min，待温度上升至400～550℃后，保温3～8h，且热等静压烧结过程中的压力为80～140mpa；
9、热等静压烧结完成后，随炉冷却至100℃及以下并将压力降至标准大气压，出炉，得到钛铝靶材。
10、优选地，步骤1在惰性气体手套箱中完成。
11、优选地，步骤3的除气过程的除气温度为400～550℃。
12、此外，本申请还公开了一种钛铝靶材，通过上述的钛铝靶材的制备方法制得。
13、优选地，钛铝靶材的氧含量小于1700ppm。
14、优选地，钛铝靶材的致密度大于99.5％。
15、本申请的有益效果是：本申请通过在钛粉、铝粉混合的同时向钛粉、铝粉中加入抗氧化剂，其中，硬脂酸能够植酸钠中的植酸分子具有多个羧基和磷酸基团，可以阻断金属离子与氧气、水等物质的接触，从而减少金属的氧化反应；
16、同时茶多酚中的羟基和酚基可以与金属离子发生配位作用，形成稳定的络合物。这种络合作用可以阻断金属离子参与氧化反应，减少金属的氧化损伤；
17、并且，硬脂酸可以与金属表面形成一层保护性氧化膜。这层氧化膜能够阻隔金属与外界氧气、水等物质的接触，从而减少金属的氧化反应。硬脂酸分子中的羧基能够与金属表面形成络合物，进一步稳定氧化膜的形成。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钛铝靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述钛粉为酸洗后的钛粉，所述酸洗后的钛粉由钛粉通过浓度为0.5～3mol/L的弱酸清洗2～10min并烘干制得，所述弱酸选自冰醋酸、稀盐酸、硅酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将步骤2制得的粉体二置于内表面覆盖有石墨纸的包套内并使用盖板密封包套，完成装模；
4.根据权利要求1所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，步骤1在惰性气体手套箱中完成。
5.根据权利要求3所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，步骤3的除气过程的除气温度为400～550℃。
6.一种钛铝靶材，其特征在于，通过权利要求1-5中任一所述的钛铝靶材的制备方法制得。
7.根据权利要求6所述的钛铝靶材，其特征在于，所述钛铝靶材的氧含量小于1700ppm。
8.根据权利要求6所述的钛铝靶材，其特征在于，所述钛铝靶材的致密度大于99.5％。
【技术特征摘要】
1.一种钛铝靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述钛粉为酸洗后的钛粉，所述酸洗后的钛粉由钛粉通过浓度为0.5～3mol/l的弱酸清洗2～10min并烘干制得，所述弱酸选自冰醋酸、稀盐酸、硅酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钛铝靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将步骤2制得的粉体二置于内表面覆盖有石墨纸的包套内并使用盖板密封包套，完成装模；
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯龙泉，马国成，陆维镇，欧海玲，
申请(专利权)人：先导薄膜材料安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。