CN102703751B

CN102703751B - 用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材及其制备方法

Info

Publication number: CN102703751B
Application number: CN 201210117559
Authority: CN
Inventors: 赵宏达; 刘革; 于志凯
Original assignee: SHENYANG DONGCHUAGN PRECIOUS METAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SHENYANG DONGCHUAGN PRECIOUS METAL MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: CN102703751A

Abstract

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材及其制备方法。本发明的用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材的成分按重量百分比是：50~60wt.%Au-30~42wt.%Cu-1.4~5.0wt.%Zn-0.5~4.0wt.%Al-1.0~3.7wt.%In-0.1~1.3wt.%Co-0.05~1.5wt.%Y。其制备方法是：先将纯金属Cu和Co加热熔化，再将纯金属Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的铜钴合金中，获得中间合金，将Au加热熔化，再将中间合金加入到熔化的Au中进行精炼，浇入模具，水淬获得合金锭，对合金锭进行机械加工，获得玫瑰金靶材。本发明的玫瑰金靶材含金量只有50~60wt.%Au，大大降低了使用和制备成本，具有更加优良的机械加工性能和广阔的应用前景。

Description

用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材及其制备方法。

背景技术

玫瑰金因具有非常时尚、靓丽、柔和的玫瑰红色彩，因而广泛用于首饰设计和首饰加工行业，长期以来备受消费者的青睐，传统的玫瑰金镀膜都是通过水电镀的工艺来实现的，这种工艺容易实现色彩附着，但是抗氧化性和表面耐磨性很差，同时容易造成环境污染。

随着现代真空磁控溅射镀膜技术的发展，越来越多地通过合金化手段制备加工玫瑰金色度的靶材，实现在工件表面镀上玫瑰金色度的薄膜。但是目前应用的玫瑰金靶材由于含金量较高，通常>75 wt.% Au，从而导致制备成本高，并且金含量过高使得靶材的加工变形性能较差，影响其推广使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中玫瑰金靶材中金含量高从而导致成本高、靶材加工变形困难等关键问题，提供一种用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材及其制备方法，降低其成本，并且提高其可加工性。

本发明的用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材的成分为：50~60 wt.% Au-30~42 wt.% Cu-1.4~5.0 wt.% Zn-0.5~4.0 wt.% Al-1.0~3.7 wt.% In-0.1~1.3 wt.% Co-0.05~1.5 wt.% Y。

本发明的用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材的制备方法主要包括中间合金的熔炼和最终靶材合金的制备工艺，按照以下步骤进行：

（1）中间合金的熔炼：

按照75~84 wt.% Cu-3.1~12.5 wt.% Zn-1.0~8.3 wt.% Al-2.1~8.3 wt.% In-0.2~2.9 wt.% Co-0.1~3.6wt.% Y进行配料，将纯金属铜（Cu）和钴（Co）加热熔化，再将纯金属钇（Y）、铟（In）、铝（Al）和锌（Zn）依次加入到熔化的铜钴合金中，待全部金属熔化后搅拌均匀，然后在1400~1450^oC下保温精炼3~5min，精炼完毕后将熔化的合金浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，从而获得中间合金；

（2）玫瑰金靶材的制备：

将金（Au）加热熔化，然后将上述中间合金加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的40~50 wt.%，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1150~1250^oC下精炼3~5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得一定规格尺寸的玫瑰金靶材。

本发明的用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材是主要用于手表、手机、首饰及装饰用品的镀膜靶材，与现有技术所应用的高含金量（>75 wt.% Au）的玫瑰金靶材相比，本发明的玫瑰金靶材含金量只有50~60 wt.% Au，大大降低了使用和制备成本，金含量的降低也使其具有更加优良的机械加工性能，将其应用于镀膜技术中，能够获得色泽均匀、抗氧化性抗硫化性好、表面硬度高、耐磨性好的玫瑰色度膜层，在达到装饰效果的同时，减少金的使用量，降低成本，具有更广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明实例中采用的金属Au的重量纯度≥99.99%，金属Cu的重量纯度≥99.95%，金属Zn的重量纯度≥99.95%，金属Al的重量纯度≥99.95%，金属In的重量纯度≥99.95%，金属Co的重量纯度≥99.95%，金属Y的重量纯度≥99.95%；

本发明实例中采用加热炉为高频感应加热炉；

本发明实例中采用的熔炼坩埚为石墨-粘土坩埚；

本发明实例中采用石英棒搅拌；

本发明实例中采用Φ270轧机对靶材进行轧制；

本发明实例中制备的靶材尺寸为58×58×2mm。

实施例1

首先将Cu和Co加热熔化，再将Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu与Co的合金熔液中，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1400^oC下精炼5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，获得中间合金材料，其中间合金各合金元素含量为84 wt.% Cu-9.0 wt.% Zn-1.0 wt.% Al-4.0 wt.% In-0.4 wt.% Co-1.6 wt.% Y。

将Au加热熔化，然后将制备完毕的中间合金材料加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的50 wt.%。待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1150^oC下精炼5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得玫瑰金靶材，其成分含量为：50 wt.% Au-42 wt.% Cu-4.5 wt.% Zn-0.5 wt.% Al-2.0 wt.% In-0.2 wt.% Co-0.8 wt.% Y。

实施例2

首先将Cu和Co加热熔化，再将Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu与Co的合金熔液中，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在 1450^oC下精炼3min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，获得中间合金材料。其中间合金各合金元素含量为81.3 wt.% Cu-7.5 wt.% Zn-8.3 wt.% Al-2.1 wt.% In-0.2 wt.% Co-0.6 wt.% Y。

将Au加热熔化，然后将制备完毕的中间合金材料加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的48 wt.%。待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1250^oC下精炼3min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行的铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得玫瑰金靶材，其成分含量为：52 wt.% Au-39 wt.% Cu-3.6 wt.% Zn-4.0 wt.% Al-1.0 wt.% In-0.1 wt.% Co-0.3 wt.% Y。

实施例3

首先将Cu和Co加热熔化，再将Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu与Co的合金熔液中，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1420^oC下精炼4min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，获得中间合金材料。其中间合金各合金元素含量为77.8 wt.% Cu-3.1 wt.% Zn-7.9 wt.% Al-8.2 wt.% In-2.9 wt.% Co-0.1 wt.% Y。

将Au加热熔化，然后将制备完毕的中间合金材料加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的45 wt.%。待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1200^oC下精炼4min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得玫瑰金靶材，其成分含量为：55 wt.% Au-35 wt.% Cu-1.4 wt.% Zn-3.55 wt.% Al-3.7 wt.% In-1.3 wt.% Co-0.05 wt.% Y。

实施例4

首先将Cu和Co加热熔化，再将Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu与Co的合金熔液中，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1400^oC下精炼5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，获得中间合金材料。其中间合金各合金元素含量为76.2 wt.% Cu-5.2 wt.% Zn-4.8 wt.% Al-8.3 wt.% In-1.9 wt.% Co-3.6 wt.% Y。

将Au加热熔化，然后将制备完毕的中间合金材料加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的42 wt.%。待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1250^oC下精炼3min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得玫瑰金靶材，其成分含量为：58 wt.% Au-32 wt.% Cu-2.2 wt.% Zn-2.0 wt.% Al-3.5 wt.% In-0.8 wt.% Co-1.5 wt.% Y。

实施例5

首先将Cu和Co加热熔化，再将Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu与Co的合金熔液中，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1450^oC下精炼3min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，获得中间合金材料。其中间合金各合金元素含量为75 wt.% Cu-12.5 wt.% Zn-2.5 wt.% Al-6.25 wt.% In-1.25 wt.% Co-2.5 wt.% Y。

将Au加热熔化，然后将制备完毕的中间合金材料加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的40 wt.%。待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1150^oC下精炼5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行铣面、轧制、校平和剪切等机械加工，获得一定规格尺寸的玫瑰金靶材，其成分含量为：60 wt.% Au-30 wt.% Cu-5.0 wt.% Zn-1.0 wt.% Al-2.5 wt.% In-0.5 wt.% Co-1.0 wt.% Y。

Claims

1.一种用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材，其特征在于组成成分按重量百分比是：50～60wt.%Au，30～42wt.%Cu，1.4～5.0wt.%Zn，0.5～4.0wt.%Al，1.0～3.7wt.%In，0.1～1.3wt.%Co，0.05～1.5wt.%Y。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空磁控溅射的低含金量玫瑰金靶材的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）中间合金的熔炼：按照75～84wt.%Cu，3.1～12.5wt.%Zn，1.0～8.3wt.%Al，2.1～8.3wt.%In，0.2～2.9wt.%Co，0.1～3.6wt.%Y进行配料，将纯金属Cu和Co加热熔化，再将纯金属Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的铜钴合金中，待全部金属熔化后搅拌均匀，然后在1400～1450°C下保温精炼3～5min，精炼完毕后将熔化的合金浇入到预热的模具中，自然冷却至室温，从而获得中间合金；

（2）玫瑰金靶材的制备：将Au加热熔化，然后将上述中间合金加入到熔化的Au中，中间合金的加入量占全部物料的40～50wt.%，待全部物料熔化后搅拌均匀，然后在1150～1250°C下精炼3～5min，精炼完毕后将合金液浇入到预热的模具中，然后取出水淬获得合金锭，对合金锭进行机械加工，获得玫瑰金靶材，其组成成分按重量百分比是：50～60wt.%Au，30～42wt.%Cu，1.4～5.0wt.%Zn，0.5～4.0wt.%Al，1.0～3.7wt.%In，0.1～1.3wt.%Co，0.05～1.5wt.%Y。