CN105671501B - 一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，用于解决废旧旋转靶材回收、修复和再喷涂的技术问题，包括以下步骤：废旧旋转靶材的包装回收；旋转靶材的缺陷检查；旋转靶材的缺陷加工；确定旋转靶材余量；根据确定的旋转靶材余量进行喷涂修复。本发明的有益效果在于，回收废旧旋转靶材重新修复，省略了基管加工、喷砂、喷中间层等前期工序，节约了成本，实现了靶材循环使用；解决了缺陷靶材的修复难题，不必整管报废，提高了生产效率。

Description

一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法
技术领域
本发明涉及旋转靶材领域，尤其涉及一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法。
背景技术
旋转靶材产品利用率一般在70％左右。靶材在生产和使用过程中，因生产工艺问题、用户使用参数设置问题或人为的操作不当会产生裂纹，导致靶材报废。
然而，目前报废的旋转靶材的处理一般是整管报废，回收之后将旋转靶材分解为原材料，这样成本高，生产效率也低。
发明内容
为克服现有技术的不足，实现旋转靶材的循环使用，本发明提出一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法。
本发明一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，包括以下步骤：
S1：废旧旋转靶材的包装回收；
S2：旋转靶材的缺陷检查；
S3：旋转靶材的缺陷加工；
S4：确定旋转靶材余量；
S5：根据步骤S4中确定的旋转靶材余量进行喷涂修复。
进一步地，步骤S2所述的缺陷检查，其方法包括但不仅限于：目测检测、金相检测和无损探伤，其中目测检测用于检查大型裂纹和氧化变色缺陷，金相检测用于检测晶粒尺寸的缺陷，无损探伤用于检测微小裂纹缺陷。
进一步地，步骤S3所述旋转靶材的缺陷加工包括以下加工方法的一种或其组合：采用机械加工方法取出氧化部分；对于平缓的凹坑和宽度较小的裂纹可不作处理或手工打磨后喷涂修复；对于较深的凹坑和裂纹，先机械加工切削成较为平缓的凹坑和裂纹后再喷涂修复。
更进一步地，对于所述较深的凹坑和宽度较大的裂纹，经机械加工切削后的凹坑和裂纹，其坡度小于70度。
进一步地，步骤S4中所述确定旋转靶材余量，包括以下步骤：
S41：将旋转靶材固定在喷涂架上，将光学测距模块相对旋转靶材安装在行走机构上；
S42：匀速旋转旋转靶材，光学测距模块自左往右匀速水平运动；
S43：记录不同时间点旋转靶材表面到探测器的距离；
S44：换算出相对位置的旋转靶材厚度。
进一步地，步骤S5采用热喷涂或冷喷涂的方法进行喷涂修复。
进一步地，步骤S5中喷涂量的调整通过调整以下参数或其组合来进行：喷涂时间、喷枪功率、送粉量和惰性气体喷气量。
进一步地，本发明废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法还包括步骤：
S6：修复后的旋转靶材的包装。
本发明的有益效果在于，回收废旧旋转靶材重新修复，省略了基管加工、喷砂、喷中间层等前期工序，节约了成本，实现了靶材循环使用；解决了缺陷靶材的修复难题，不必整管报废，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2是本发明步骤S3中机械加工切削前的陡坡示意图；
图3是图2中的陡坡经机械加工切削后的缓坡示意图；
图4是机械加工切削前的深裂纹示意图；
图5是图4经机械加工切削后形成的缓坡示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，包括以下步骤：
S1：废旧旋转靶材的包装回收；
S2：旋转靶材的缺陷检查；
S3：旋转靶材的缺陷加工；
S4：确定旋转靶材余量；
S5：根据步骤S4中确定的旋转靶材余量进行喷涂修复。
其中，步骤S2中缺陷检查，采用目视检测、金相检测、无损探伤。采用高倍放大镜人工检查裂纹、黑斑和氧化块缺陷；采用金相检测检查靶材金相结构；采用无损探伤检查细微裂纹。
对缺陷类型的检测可参照下表：
缺陷类型 检查方法
大型裂纹 目视
微小裂纹 无损探伤
氧化变色 目视
晶粒尺寸 金相检测
在步骤S3中，对于旋转靶材表面氧化块采用机械加工方法去除氧化部分；对于平缓的凹坑和宽深比较小的裂纹，可以不作处理或手工简单打磨；对于较深的凹坑和宽深比较大的裂纹，先机械加工切削成较为平缓的凹坑和裂纹后直接喷涂修复。
因深坑和深裂纹无法直接喷涂修复，可通过机械加工方法把深坑和深裂纹切削成可直接喷涂修复的平缓条件，如图2和3，图4和图5所示，其中图5中的虚点部分为切削去除部分。深坑和深裂纹的坡度取决于喷涂角度。目前喷涂设备最佳喷涂角度一般为70-90°，喷涂角度过小影响喷涂沉积效果。喷涂修复陡坡时在陡坡处容易形成气泡或结合不牢固；深坑和深裂纹的宽度取决于喷涂射流束的宽度，射流束宽度至少为0.5mm-1mm。喷涂修复裂纹时，若裂纹宽度小于射流束宽度时在裂纹深处容易形成气泡或结合不牢固。
在步骤S4中，可采用光学测距方法建立“旋转靶材坐标-厚度”坐标系。采用我公司喷涂系统，此系统设有光学测距模块，与靶材喷枪同设于行走机构上，旋转靶材安装与喷涂架上匀速旋转，光学测距模块自左往右匀速水平运动，记录不同时间点旋转靶材表面到探测器的距离，可换算出对位置的旋转靶材厚度。可建立螺旋管状的“旋转靶材坐标-厚度”坐标系。
步骤S5中可采用热喷涂或冷喷涂方法进行修复，通过调整喷涂靶材沉积量的多少逐层叠加使旋转靶材表面逐步由非平整变为平整，对于旋转靶材表面突起部分可减少靶材沉积量，对于凹坑和裂纹部分应增大喷涂量。喷涂量的调整可以通过单独调整或组合调整喷涂时间、喷枪功率、送粉量、惰性气体喷气量等参数达到。
各参数设定及其具体计算方法如下：
设定靶材产品成品厚度为H，报废靶材余量厚度为h，经光学测距扫描废弃靶材的靶材余量平均厚度为最厚处为hmax，最薄处为hmin。喷涂机每次扫描喷涂靶材材料沉积厚度为△h，设定喷涂总次数(向上取整)。
设定喷涂过程中理论靶材材料沉积基准值Hn，累计喷涂次数为n，则设定理论基准值
设定喷涂沉变化积量△h-、△h+。当某个点的靶材厚度h大于基准值时，减小的喷涂沉积量为其中0.9N向上取整，当h大于基准值时，增大的喷涂沉积量为
喷涂直到整管靶材平整均一，即全管h＝Hn。喷涂直至Hn＝H，即完成修复。
在对旋转靶材完成修复后，本发明还可包括步骤S6：废旧旋转靶材回收包装和运输。废旧旋转靶材回收前需要覆膜包装或真空包装，避免氧化和污染。运输过程需装箱防震，防止碰撞。
以下将以一个废旧旋转银靶为例，论述本发明的实施过程。
对旋转银靶进行整管视检发现多处深坑深裂纹，做出标记，机械加工处理；发现多处浅坑和宽裂纹，不做标记，不用处理；未发现氧化情况；整管超声波探伤检测，发现几个微小裂纹，机械加工处理。
整管激光测距扫描，建立剩余靶材厚度螺旋管坐标系，数据分析平均厚度为1171μm，最厚和最薄处分别为1667μm、971微米。
在喷涂控制系统设定成品厚度9000μm，设置各项相关参数后得到喷涂射流束宽度30μm，银材料沉积速率为20μm/s，设定喷涂次数392次。系统自动设定喷涂变化量△h-为1.40μm、△h+为0.56μm，喷涂系统自动识别喷涂靶材厚度h，当h＞Hn时，降低喷涂沉积量为18.60μm；当h＜Hn时，提高喷涂沉积量为20.56μm。系统自动循环喷涂生产，激光测距系统实时监测靶材厚度，反馈至控制系统实时调整喷涂量，直到喷涂结束。
取出旋转银靶冷却、打磨抛光、清洗、包装出货。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：废旧旋转靶材的包装回收；
S2：旋转靶材的缺陷检查；
S3：旋转靶材的缺陷加工；
S4：确定旋转靶材余量；其中，步骤S4中所述确定旋转靶材余量，包括以下步骤：
S41：将旋转靶材固定在喷涂架上，将光学测距模块相对旋转靶材安装在行走机构上；
S42：匀速旋转旋转靶材，光学测距模块自左往右匀速水平运动；
S43：记录不同时间点旋转靶材表面到探测器的距离，建立旋转靶材坐标和厚度坐标系；
S44：通过所述旋转靶材坐标和厚度坐标系换算出相对位置的旋转靶材厚度；
S5：根据步骤S4中确定的旋转靶材余量进行喷涂修复。
2.如权利要求1所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，步骤S2所述的缺陷检查，其方法包括但不仅限于：目测检测、金相检测和无损探伤，其中目测检测用于检查大型裂纹和氧化变色缺陷，金相检测用于检测晶粒尺寸的缺陷，无损探伤用于检测微小裂纹缺陷。
3.如权利要求1所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，步骤S3所述旋转靶材的缺陷加工包括以下修复方法的一种或其组合：采用机械加工方法取出氧化部分；对于平缓的凹坑和宽度较小的裂纹可不作处理或手工打磨后喷涂修复；对于较深的凹坑和宽度较大的裂纹，先机械加工切削成较为平缓的凹坑和裂纹后再喷涂修复。
4.如权利要求3所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，对于所述较深的凹坑和宽度较大的裂纹，经机械加工切削后的凹坑和裂纹，其坡度小于70度。
5.如权利要求1或4所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，步骤S5采用热喷涂或冷喷涂的方法进行喷涂修复。
6.如权利要求1所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，步骤S5中喷涂量的调整通过调整以下参数或其组合来进行：喷涂时间、喷枪功率、送粉量和惰性气体喷气量。
7.如权利要求1所述的废旧旋转靶材回收、修复和再加工的方法，其特征在于，还包括步骤：
S6：修复后的旋转靶材的包装。
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