CN107470650A

CN107470650A - 银靶材的加工方法

Info

Publication number: CN107470650A
Application number: CN201610398192.5A
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 潘杰; 相原俊夫; 王学泽; 李力平
Original assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-15

Abstract

本发明提供一种银靶材的加工方法，包括：提供银工件；对所述银工件表面进行车削加工，所述车削加工包括精加工，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。其中，车削加工的吃刀量较小，刀具对银工件进给力较小，不容易使银工件表面产生纹路，从而能够减少银工件表面纹路，降低银工件表面粗糙度。此外，进给量较小，不容易使切削掉的切屑发生曲卷，从而能够减少所述切屑和银工件之间的摩擦，进而降低银工件的表面粗糙度。

Description

银靶材的加工方法

技术领域

本发明涉及靶材制备领域，尤其涉及一种银靶材的加工方法。

背景技术

靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其它类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。

通过溅射方法在基底上形成的功能薄膜的质量会受到用于溅射的靶材表面粗糙度的影响。当尺寸超过一定水平的纹路存在于靶材表面时，可在凸起上产生异常放电(微电弧放电)。所述异常放电可以导致大粒子从靶材的表面溅射出并沉积于基底上，从而在薄膜上形成斑点，不能满足功能薄膜的生产要求。因此，靶材表面的粗糙度是衡量靶材性能的重要指标。

靶材的材料包括银、铜、钛、铝和银等。其中，银靶材是一种重要的靶材，可用于制造灵敏度极高的物理仪器元件，各种自动化装置、火箭、潜水艇、计算机、核装置以及通讯系统等。

然而，目前银靶材的表面容易产生纹路、粗糙度较高，使得银靶材的性能降低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种银靶材的加工方法，以降低银靶材的表面粗糙度、减少表面纹路。

为解决上述问题，本发明提供一种银靶材的加工方法，包括：提供银工件；对所述银工件表面进行车削加工，所述车削加工包括精加工，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。

可选的，所述精加工的进给量在0.045毫米/转～0.055毫米/转的范围内。

可选的，所述精加工的吃刀量小于0.055毫米。

可选的，所述精加工的吃刀量在0.045毫米～0.055毫米的范围内。

可选的，所述精加工的切削速度在108米/分钟～132米/分钟的范围内。

可选的，对所述银工件表面进行车削加工的步骤包括：通过第一刀具对所述银工件进行半精加工；通过第二刀具对所述银工件进行精加工。

可选的，所述第一刀具的材料为硬质合金。

可选的，所述第一刀具的刀刃角为35度或55度。

可选的，所述第一刀具的后角为5度～11度。

可选的，所述第二刀具的材料为金刚石。

可选的，所述第二刀具的刀刃角为35度或55度。

可选的，所述第二刀具的后角为5度～11度。

可选的，所述第一刀具带有断屑槽。

可选的，所述第二刀具带有断屑槽。

可选的，所述第一刀具表面具有第一涂层，所述第一涂层用于降低第一刀具与银工件摩擦产生的热量。

可选的，所述第二刀具表面具有第二涂层，所述第二涂层用于降低第二刀具与银工件摩擦产生的热量。

可选的，所述精加工的工艺参数还包括：所述银工件的转速为90转/分钟～110转/分钟。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

所述银靶材的加工方法中，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。所述加工方法中，车削加工的吃刀量较小，刀具对银工件进给力较小，不容易使银工件表面产生纹路，从而能够减少银工件表面纹路，降低银工件表面粗糙度。此外，进给量较小，不容易使切削掉的切屑发生曲卷，从而能够减少所述切屑和银工件之间的摩擦，进而降低银工件的表面粗糙度。

进一步，所述精加工的工艺参数还包括：吃刀量小于0.055毫米。所述吃刀量较小，能够降低刀具对银工件表面背向力，从而能够减小所述银工件在车削加工过程中产生的弯曲变形，从而能够减小银工件变形对车削加工精度的影响，因此，能够进一步降低所形成银靶材表面的粗糙度。

进一步，对所述银工件表面进行车削加工的过程中，第二刀具后角较大，切削面与后刀面的摩擦接触面积较小，能够减小后刀面与切削面之间的摩擦，从而能够减小刀具磨损，提高已加工表面质量和刀具使用寿命。此外，后刀面与切削面之间摩擦力的减小，有利于降低所形成银靶材的表面粗糙度，提高银靶材的表面平坦度。

附图说明

图1是本发明一实施例中银靶材形成过程的流程图；

图2至图4是本发明一实施例中银靶材形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，目前银靶材的形成方法存在诸多问题，例如，形成的银靶材的表面粗糙度较高，使得银靶材的性能降低。

现结合一种银靶材的形成方法，分析所述形成方法形成的银靶材的表面粗糙度较高，使得银靶材的性能降低的原因：

银靶材的硬度较低，在车削的过程中参数选择不合理，容易导致银靶材发生变形以及银靶材表面容易产生纹路而使银靶材的表面粗糙度较高，使得银靶材的性能降低。此外，银靶材的硬度较低，在车削过程中，产生的切屑较多，切屑容易使刀具对银靶材表面产生较大的切削力，从而增加银靶材表面的纹路，增大银靶材表面粗糙度，降低银靶材的性能。

本发明提供一种银靶材的加工方法，包括：提供银工件；对所述银工件表面进行车削加工，所述车削加工包括精加工，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。

其中，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。所述加工方法中，车削加工的吃刀量较小，刀具对银工件进给力较小，不容易使银工件表面产生纹路，从而能够减少银工件表面纹路，降低银工件表面粗糙度。此外，进给量较小，不容易使切削掉的切屑发生曲卷，从而能够减少所述切屑和银工件之间的摩擦，进而降低银工件的表面粗糙度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明的银靶材形成方法的流程图，包括：

S1：提供银工件；

S2：对所述银工件表面进行车削加工，所述车削加工包括精加工，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。

图2至图4是本发明的银靶材的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。

下面结合附图对上述各个步骤进行详细的说明。

参考图2，提供银工件100。

本实施例中，以所述银工件100的形状为圆柱体作为示例。在其它实施例中，银工件可以选择其它形状。

参考图3和图4，图4为图3中刀具的侧视图，虚线3-O表示对银工件100进行车削加工的基面；虚线4-O表示银工件100的加工平面。所述基面为过刀刃上一点且垂直于刀具200进给方向的平面。

对所述银工件表面进行车削加工，所述车削加工包括精加工，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。

本实施例中，通过刀具200对所述银工件100进行粗加工、半精加工和精加工。

本实施例中，通过刀具200对所述银工件100进行车削加工的过程中，所述银工件100沿过圆心且垂直于银工件表面的转轴自转，所述刀具200沿所述银工件100方向半径平移。

本实施例中，所述车削加工包括依次进行的第一机械加工、第二机械加工和第三机械加工，第一机械加工、第二机械加工和第三机械加工的精度依次渐增。

本实施例中，第一机械加工为粗加工，其目的在于去除银工件100大部分的余量，以获得较为规则的半成品；第二机械加工为半精加工，其精度高于第一机械加工，目的在于去除银工件100小部分的余量，加工后得到的厚度更接近于目标厚度。第三机械加工为精加工，其精度高于第二机械加工，所述精加工的目的为：对银工件100进行精加工，以获得具有目标厚度的银靶材。所述机械加工无需采用精度均较高的加工工艺来保证加工的精度，使得在提高工艺精度的同时提高了工艺效率。

本实施例中，通过第三刀具对所述银工件100进行粗加工；通过第一刀具对所述银工件100进行半精加工；通过第二刀具对所述银工件100进行精加工。

本实施例中，所述刀具200包括：第一刀具、第二刀具和第三刀具。

在上述加工条件下，为了使目标表面粗糙度降低为小于0.4微米；需要选择合适的第一刀具、第二刀具和第三刀具的形状和材料。

本实施例中，所述第三刀具的硬度在HB350以上。具体的，所述第三刀具可以为碳化钨基硬质合金或碳化钛基硬质合金。

本实施例中，所述第一刀具的硬度在HB370以上。具体的，所述第一刀具的材料为硬质合金，例如，碳化钨基硬质合金或碳化钛基硬质合金。第一刀具的硬度越大，第一刀具的锋利程度越高，磨损较小，寿命长。在保证第一刀具具有一定寿命的情况下，使用硬度较大的第一刀具，有利于提高切削速度，从而提高加工效率。

本实施例中，所述第二刀具的硬度在HB400以上。具体的，所述第三刀具的材料可以为金刚石，如聚金金刚石。

由于所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的硬度均较大，使得可提供的第一刀具、第二刀具和第三刀具的锋利度较高，使得银工件100的粘刀程度降低，从而降低形成的银靶材的表面粗糙度。

本实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的形状相同。在其他实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的形状也可以不相同。

具体的，本实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的侧面形状相同，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的侧面形状可以为菱形，也可以为其它形状。

如果所述刀具200的刀刃角θ过大，容易降低刀具200的锋利程度；如果所述刀具200的刀刃角θ过小，容易降低刀刃的刚度，容易损坏所述刀具200的刀刃。本实施例中，所述刀刃角θ，为35度或55度。所述刀具200的刀刃角θ指的是刀具200刀刃的实体刀刃角。

具体的，第一刀具的刀刃角、第二刀具的刀刃角和第三刀具的刀刃角选择为35度或55度。使得第一刀具、第二刀具和第三刀具的刀刃角度较为锋利，能够满足切削银工件100的需要，减小银工件100的粘刀程度，从而降低形成的银工件100的表面粗糙度。

刀具包括：前刀面和后刀面；前刀面210是指刀具200中切屑流出的平面；后刀面220是指刀具200中与加工平面相对的平面。

为了得到表面粗糙度较低的银靶材，所述加工方法还需要合理选择车削加工的前角和后角。

前角1是指前刀面与基面之间的夹角；后角2是指后刀面与切削平面之间的夹角。所述基面是指通过刀刃上选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面。

如果前角1过小，容易降低刀具200的锋利程度，且不利于排屑，容易使刀具200发生卡屑；如果前角1过大，容易降低刀具200刀刃的强度，损伤刀具200的刀刃。刀具200的选择应该综合考虑刀具200材料的抗弯强度、韧性以及锋利程度，银工件100材料的强度、硬度低。

由于切屑形成过程中的弹性、塑性变形和切削刃钝圆半径的作用，在过渡表面上有一个弹性恢复层。

如果后角2过小，弹性恢复层同后刀面220的摩擦接触长度越长，容易损伤刀具200，降低已加工表面质量和刀具200使用寿命，且后角2过小，容易降低刀具200的锋利程度，降低加工效率；如果后角2过大容易使加工刀刃角过小，从而导致刀刃强度下降，刀具200导热体积减小，反而会加快刀具的磨损。因此，所述后角2的选择应综合考虑刀具200材料、刀刃锋利程度以及银工件100的材料。

具体的，本实施例中，在对所述银工件100进行半精加工的过程中，所述第一刀具的前角1为30度～40度；后角2为5度～11度。

在对所述银工件100进行精加工的过程中，所述第二刀具的前角1为30度～40度；后角2为5度～11度。

在上述加工条件下，为了使目标表面粗糙度降低为小于0.4u米，还需要选择合适的机械加工的吃刀量、进给量、切削速度和银工件100转速等参数。

粗加工、半精加工和精加工的吃刀量主要和需要车削掉的银工件100的厚度相关，需要车削掉的银工件100的厚度越小，粗加工、半精加工和精加工的吃刀量越小；且由于粗加工、半精加工和精加工的加工精度递增，粗加工的吃刀量、半精加工的吃刀量和精加工的吃刀量依次递减。此外，如果吃刀量过大，容易增加刀具200对银工件100的背向力，从而容易导致银工件100发生弯曲变形，银工件100硬度较低，吃刀量不宜过大；然而，如果吃刀量过小，容易降低加工效率。因此，所述吃刀量的选择应综合考虑银工件100的材料及加工速率。

粗加工、半精加工和精加工的进给量过大，容易增加刀具200对所述银工件100的进给力，从而容易使银工件100表面产生纹路，增大银工件100表面粗糙度；此外，进给量过大切削掉的切屑容易发生曲卷，所述切屑容易和银工件100之间发生较大的摩擦，增加银工件100的表面粗糙度，若粗加工、半精加工和精加工的进给量过小，会降低加工效率。且由于粗加工、半精加工和精加工的加工精度递增，粗加工的进给量、半精加工的进给量和精加工的进给量依次递减。粗加工的进给量、半精加工的进给量和精加工的进给量的选择应综合考虑对银工件100表面精度和加工效率。

粗加工、半精加工和精加工的切削速度也和相应的刀具200选择有关系，第一刀具、第二刀具和第三刀具的硬度越大，可提供越锋利的第一刀具、第二刀具和第三刀具，使得切削速度可相应提高，从而保证加工效率；另外，第一刀具、第二刀具和第三刀具的刀刃角越小，第一刀具、第二刀具和第三刀具越锋利，使得切削速度可相应提高。

粗加工、半精加工和精加工过程中，银工件100转速容易影响刀具200的加工效率和切削速度，需要合理选择所述银工件100的转速。

精加工的加工精度高于粗加工和半精加工，目的为：对银工件100进行精加工，以获得具有目标厚度的银靶材。精加工的加工精度直接影响形成的银靶材的表面粗糙度，对银靶材的表面平坦性具有重要影响。因此，必须合理选择精加工的工艺参数。

因此，所述精加工的参数包括：切削速度小于132米/分钟，进给量小于0.055毫米/转，吃刀量小于0.055毫米，银工件转速为90转/分钟～110转/分钟。具体的，本实施例中，所述切削速度为108米/分钟～132米/分钟，进给量为0.0455毫米/转～0.055毫米/转，吃刀量为0.045毫米～0.055毫米,银工件转速为100转/分钟，例如，所述精加工的加工参数包括：切削速度为120米/分钟；进给量为0.05毫米/转；吃刀量为0.05毫米；银工件100转速为100转/分钟。

需要说明的是，本实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具还可以具有断屑槽，所述断屑槽用于容纳产生的切屑，从而减小切屑使所述第一刀具、第二刀具和第三刀具发生卡屑的几率。在其他实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具还可以不具有所述断屑槽。

还需要说明的是，本实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具表面具有涂层，所述涂层用于减小所述第一刀具、第二刀具和第三刀具与银靶材摩擦产生的热量，从而提高所述第一刀具、第二刀具和第三刀具的使用寿命。具体的，所述第一刀具表面具有第一涂层，所述第一涂层用于减小所述第一刀具与银靶材摩擦产生的热量；所述第二刀具表面具有第二涂层，所述第二涂层用于减小所述第二刀具与银靶材摩擦产生的热量。在其他实施例中，所述第一刀具、第二刀具和第三刀具表面还可以不具有涂层。

综上，所述银靶材的加工方法中，所述精加工的进给量小于0.055毫米/转。所述加工方法中，车削加工的吃刀量较小，刀具对银工件进给力较小，不容易使银工件表面产生纹路，从而能够减少银工件表面纹路，降低银工件表面粗糙度。此外，进给量较小，不容易使切削掉的切屑发生曲卷，从而能够减少所述切屑和银工件之间的摩擦，进而降低银工件的表面粗糙度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种银靶材的加工方法，其特征在于，包括：

提供银工件；

2.根据权利要求1所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述精加工的进给量在0.045毫米/转～0.055毫米/转的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述精加工的吃刀量小于0.055毫米。

4.根据权利要求3所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述精加工的吃刀量在0.045毫米～0.055毫米的范围内。

5.根据权利要求1所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述精加工的切削速度在108米/分钟～132米/分钟的范围内。

6.根据权利要求1所述的银靶材的加工方法，其特征在于，对所述银工件表面进行车削加工的步骤包括：通过第一刀具对所述银工件进行半精加工；通过第二刀具对所述银工件进行精加工。

7.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第一刀具的材料为硬质合金。

8.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第一刀具的刀刃角为35度或55度。

9.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第一刀具的后角为5度～11度。

10.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第二刀具的材料为金刚石。

11.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第二刀具的刀刃角为35度或55度。

12.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第二刀具的后角为5度～11度。

13.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第一刀具带有断屑槽。

14.根据权利要求6或13所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第二刀具带有断屑槽。

15.根据权利要求6所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第一刀具表面具有第一涂层，所述第一涂层用于降低第一刀具与银工件摩擦产生的热量。

16.根据权利要求6或15所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述第二刀具表面具有第二涂层，所述第二涂层用于降低第二刀具与银工件摩擦产生的热量。

17.根据权利要求1所述的银靶材的加工方法，其特征在于，所述精加工的工艺参数还包括：所述银工件的转速为90转/分钟～110转/分钟。