CN102002605A - 溅射靶材用钨钛合金板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，该方法包括以下步骤：1.将钨粉与钛粉置于三维混料器中混合，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；2.将钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内制备钨钛合金板坯；3.将钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；4.将经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内退火，得到钨钛合金板。本发明制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种溅射靶材用钨钛合金板的制备方法。
背景技术
钨合金具有高熔点、高强度和低的热膨胀系数等性能，已被广泛地应用于多种领域。目前国内对于钨钛合金靶材生产还处于初级阶段，没有大规模的生产方法。国内较多高等院校使用热等静压的方法制备小规格钨钛合金靶材，但是密度无法达到理论密度的99％以上，所以均为不合格样品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种溅射靶材用钨钛合金板的制备方法。制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将费氏平均粒度为3.0μm～7.0μm的钨粉与费氏平均粒度为30μm～80μm的钛粉按9∶1的质量比置于三维混料器中，在转速为80r/min～120r/min条件下混合2h～5h，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；
(2)将步骤(1)中所述钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内，在压力为20MPa～35MPa条件下，升温至1450℃～1650℃后保温2h～4h制得钨钛合金板坯；
(3)将步骤(2)中所述钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；
(4)将步骤(3)中经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内，升温至1100℃～1500℃退火2h～3h，得到溅射靶材用钨钛合金板。
上述步骤(1)中所述钨粉和钛粉的质量纯度均≥99.99％。
上述步骤(2)中所述升温的速率为15℃/min。
上述步骤(4)中所述升温的速率为30℃/min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的设备容易制作及购买，钨钛合金粉末制备技术成熟。
2、本发明的制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高。
3、本发明无污染，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。
下面通过附图和实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的溅射靶材用钨钛合金板的微观组织图。
图2为本发明实施例2制备的溅射靶材用钨钛合金板的微观组织图。
图3为本发明实施例3制备的溅射靶材用钨钛合金板的微观组织图。
具体实施方式
实施例1
(1)将费氏平均粒度为3.0μm的钨粉(质量纯度≥99.99％)与费氏平均粒度为30μm的钛粉(质量纯度≥99.99％)按9∶1的质量比置于三维混料器中，在转速为80r/min条件下混合5h，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；
(2)将步骤(1)中所述钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内，在压力为20MPa条件下，以15℃/min的速率升温至1650℃并保温2h制得钨钛合金板坯；
(3)将步骤(2)中所述钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；
(4)将步骤(3)中经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内，以30℃/min的速率升温至1100℃退火3h，得到溅射靶材用钨钛合金板。
本实施例的制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。本实施例制备的溅射靶材用钨钛合金板的密度≥14.37g/cm3，其微观组织图如图1，从图中可看出其微观组织均匀。
实施例2
(1)将费氏平均粒度为7.0μm的钨粉(质量纯度≥99.99％)与费氏平均粒度为80μm的钛粉(质量纯度≥99.99％)按9∶1的质量比置于三维混料器中，在转速为120r/min条件下混合2h，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；
(2)将步骤(1)中所述钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内，在压力为35MPa条件下，以15℃/min的速率升温至1450℃并保温4h制得钨钛合金板坯；
(3)将步骤(2)中所述钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；
(4)将步骤(3)中经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内，以30℃/min的速率升温至1500℃退火2h，得到溅射靶材用钨钛合金板。
本实施例的制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。本实施例制备的溅射靶材用钨钛合金板的密度≥14.37g/cm3，其微观组织图如图2，从图中可看出其微观组织均匀。
实施例3
(1)将费氏平均粒度为5.0μm的钨粉(质量纯度≥99.99％)与费氏平均粒度为55μm的钛粉(质量纯度≥99.99％)按9∶1的质量比置于三维混料器中，在转速为100r/min条件下混合3.5h，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；
(2)将步骤(1)中所述钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内，在压力为28MPa条件下，以15℃/min的速率升温至1550℃并保温3h制得钨钛合金板坯；
(3)将步骤(2)中所述钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；
(4)将步骤(3)中经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内，以30℃/min的速率升温至1300℃退火2.5h，得到溅射靶材用钨钛合金板。
本实施例的制备过程充分利用钨钛合金粉末，后期只需少许机械加工即可，成品率高，制备过程中不会产生任何废料、废酸等污染物。本实施例制备的溅射靶材用钨钛合金板的密度≥14.37g/cm3，其微观组织图如图3，从图中可看出其微观组织均匀。
Claims (4)
1.一种溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将费氏平均粒度为3.0μm～7.0μm的钨粉与费氏平均粒度为30μm～80μm的钛粉按9∶1的质量比置于三维混料器中，在转速为80r/min～120r/min条件下混合2h～5h，然后用冷等静压机成型，得到钨钛合金靶材生坯；
(2)将步骤(1)中所述钨钛合金靶材生坯置于真空热压烧结炉内，在压力为20MPa～35MPa条件下，升温1450℃～1650℃后保温2h～4h制得钨钛合金板坯；
(3)将步骤(2)中所述钨钛合金板坯表面打磨光滑后切割至所需尺寸；
(4)将步骤(3)中经切割后的钨钛合金板坯置于真空退火炉内，升温至1100℃～1500℃退火2h～3h，得到溅射靶材用钨钛合金板。
2.根据权利要求1所述的溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钨粉和钛粉的质量纯度均≥99.99％。
3.根据权利要求1所述的溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述升温的速率为15℃/min。
4.根据权利要求1所述的溅射靶材用钨钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述升温的速率为30℃/min。
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