钴靶材的加工方法技术

技术编号:7461546 阅读:252 留言:0更新日期:2012-06-25 02:47
一种钴靶材的加工方法,包括:提供钴靶材;用PCBN刀具对钴靶材表面进行切削,所述PCBN刀具转速范围为250~300转/秒,进给量范围为0.03~0.08毫米/转,背吃刀量范围为0.01~0.05毫米;其中,切削加工过程中,采用喷雾方式冷却。本发明专利技术提供的钴靶材加工方法,可以改善加工效果,避免现有技术加工钴靶材时出现刀具容易磨损甚至崩刀,且高温下容易与氧、氢、氮反应,形成氧化物的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及靶材加工领域,特别是一种。
技术介绍
钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。航空航天技术中应用最广泛的合金是钴基合金,这是因为在高温下,钴基合金可以形成难熔的碳化物, 这些碳化物不易转为固溶体,扩散活动性小,温度在1038°C以上时,钴基合金的优越性就显示无遗。航空涡轮机的结构材料使用含20% 27%铬的钴基合金,可以不要保护覆层就能使材料达高抗氧化性。金属钴主要用于制取合金。含有一定量钴的刀具可以显著地提高刀具的耐磨性和切削性能。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000°C也不会失去其原有的硬度,如今这种硬质合金已成为含金切削工具和铝件用的最重要材料。在上述材料中,钴将合金组成中的其它金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿命提高3 7倍。此外,据报道美国试验用的发电机的锅炉就是用钴合金制造的。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下,失去磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769°C, 镍为358°C,钴可达1150°C。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2. 5倍。 在振动下,一般磁性钢失去差不多1/3的磁性,而钴钢仅失去2% 3. 5%的磁性。因而钴在磁性材料上的优势就很明显。钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛应用。然而,钴是一种高温耐热合金,导热系数小,在加工钴靶材时局部升温高,刀具容易磨损,纯钴加工时容易出现反弹,刀具容易崩刀,且高温下容易与氧、氢、氮反应,形成氧化物,不利于加工。有鉴于此,实有必要提出一种,避免上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种,避免现有技术加工钴靶材时出现刀具容易磨损甚至崩刀,且高温下容易与氧、氢、氮反应,形成氧化物的问题。为解决上述问题,本专利技术采用如下技术方案一种,包括提供钴靶材,所述钴靶材的纯度至少为99. 99% ;用PCBN刀具对钴靶材表面进行切削,所述PCBN刀具转速范围为250 300转/ 秒,进给量范围为0. 03 0. 08毫米/转,背吃刀量范围为0. 01 0. 05毫米;其中,切削加工过程中,采用喷雾方式冷却。可选地,所述PCBN刀具中CBN的含量至少50%。可选地,所述PCBN刀具中CBN的含量为80%。可选地,用PCBN刀具对钴靶材表面进行切削步骤中,采用全周夹具固定所述钴靶材。可选地,PCBN刀具的参数为前角而范围为0 10°,后角彻范围为8 10°, 主偏角b范围为45 75°,刀尖修圆半径re范围为0. 4 0. 6mm。可选地,喷雾冷却中,所述喷雾为酒精。可选地,所述提供的钴靶材是焊接在背板上的。可选地,所述钴靶材焊接在背板上后,还对所述钴靶材进行弯曲度校正、半精加工的步骤,之后进行切削的步骤。可选地,切削加工完成后,还进行磨床加工。可选地,所述磨床加工采用金刚石砂轮。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点本专利技术提供的加工方法在钴靶材加工过程中,采用转速范围为250 300转/秒, 进给量范围为0. 03 0. 08毫米/转,背吃刀量范围为0. 01 0. 05毫米的PCBN刀具对靶材进行切削;高硬度的加工刀具,高转速配合低进给量,减小加工刀具对钴靶材的冲击力, 避免产生大的应力;同时在加工过程中采用喷雾方式冷却,该喷雾喷射到切削区时,有较高的速度,动能较大,因此渗透能力较强,使得钴靶材在加工过程中刀具磨损慢,不会出现崩刀,且避免了高温下钴与氧、氢、氮发生反应,保证钴靶材的切削加工质量。附图说明图1是本专利技术实施例中钴靶材切削加工方法的具体实施例流程图;图2是现有技术中的普通夹具夹持钴靶材的结构示意图;图3是本专利技术实施例中的全周夹具夹持钴靶材的结构示意图。具体实施例方式专利技术人发现,国内加工钴靶材一般采用普通铣削方法,对加工参数没有特别研究, 设定比较随意,一般与加工其他靶材如铬靶材、钛靶材相同;比如加工刀具转速为450 550转/分钟,进给量为0. 8 1. 0毫米/次,进给速度为50 100毫米/分钟。但由于钴靶材在常温下硬度高、脆性大,因此利用现有技术加工钴靶材时,容易产生大的应力,并且冷却效果无法保证,容易造成刀具崩刀,高温下容易与氧、氢、氮反应,形成氧化物。针对上述问题,专利技术人提出了一种,通过利用高转速、低进给量,同时在加工过程中喷射冷却介质,使得钴靶材在加工过程中不出现刀具崩刀或形成氧化物的现象。图1是本专利技术实施例中钴靶材切削加工方法的具体实施例流程图。图2是现有技术中的普通夹具夹持钴靶材的结构示意图。图3是本专利技术实施例中的全周夹具夹持钴靶材的结构示意图。下面将结合图1至图3,对具体方案进行详细描述。如步骤Sll所述,提供钴靶材;本实施例中,由于靶材一般是作为溅射之用,纯度要求比较高,因此选用的所述钴靶材纯度大于等于99. 99% ;所述钴靶材的形状可以根据实际使用需要,设置为圆形,方形或其他对称形状或不对称形状,优选为圆形钴靶材11 ;所述钴靶材的尺寸为比溅射需要的尺寸大了一个加工余量,通常所述加工余量需要通过切削加工去除。所述加工余量可以是1 5毫米。作为一个实施例,所述加工余量为1毫米,所述钴靶材为直径1米的圆形靶材。需要说明的是,本步骤提供的钴靶材11是经过粗加工、焊接、弯曲度校正及半精加工的靶材。粗加工是指去除的大部分余量使获得比较规则的半成品钴靶材的步骤。焊接,例如超声波焊接,是指通过融化的锡液随着高温挥发,清除了被焊物表面的氧化物质,使得锡与被焊物钴靶材和铜背板接触更紧密、更牢固的步骤。弯曲度校正是指在高温焊接过程中,由于产品(钴靶材与铜背板)形状发生变化, 内部会产生应力,导致产品变形,本步骤将变形后产品需要用压力机进行校正。本实施例中,至少需要对钴靶材进行弯曲度校正。半精加工是指去除的小部分余量,使获得与精加工相似的半成品钴靶材。如步骤S12所述,用PCBN刀具对钴靶材11表面进行切削;所述PCBN刀具转速范围为250 300转/秒,进给量范围为0. 03 0. 08毫米/ 转,背吃刀量范围为0. 01 0. 05毫米;其中,切削加工过程中,采用喷雾方式冷却。正如
技术介绍
中所述,钴靶材11的硬度很大,因此,在对钴靶材11进行加工过程中,刀具的硬度选择是一个重要因素。现有技术中,对同样硬度较大的钴基合金进行切削时,一般采用WC基硬质合金、 复合陶瓷和PCD金刚石切削钴基合金,它们三者在刀具使用寿命上的差别很小。而本专利技术人发现,对钴靶材11在相同的切削条件下,PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具的使用寿命要比其它材料刀具高4倍,可使刀具有较高的使用寿命。本专利技术人对两种牌号DBC80和DBC50的PCBN刀具进行了试验。DBC80和DBC50的主要区别在于CBN含量。前者CBN(立方氮化硼)含量高,其CBN的含量为80% ;后者CBN 的含量为50%。结果表明,使用DBC80,刀具寿命有显著提高。此外,本专利技术人发现PCBN刀具中CBN的含量低于50%时,加工效果较差,因此本专利技术优选CBN的含量为50%,进一步优选地,CBN的含量80%以上。此外,现有技术中使用普通夹具2夹持钴靶材11,由于普通夹具2与被夹持的工件接触面积较小,如图2所示。本专利技术在加工过程本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:姚力军相原俊夫大岩一彦潘杰王学泽陈玉蓉
申请(专利权)人:宁波江丰电子材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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