CN114653895A - 一种铸造旋转靶材的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及靶材生产技术领域，尤其涉及一种铸造旋转靶材的模具和方法。包括背管，背管外部设置有与其同轴的外管，背管和外管的底部设置有底环将两者密封连接，背管和外管的顶部之间设置有多个支撑片，背管和外管之间形成了空腔，还包括流道，流道与外管底部的一侧相连接并与背管和外管之间形成的空腔相连通，外管顶部的一侧设置有出料管。本发明在铸造靶材时，当浸润完成后，操作人员能对模具中的金属熔液进行更换，使得在冷却时模具中为低杂质含量且不偏析的的金属熔液，生产的靶材质量较好。

Description

一种铸造旋转靶材的模具和方法

技术领域

本发明涉及靶材生产技术领域，尤其涉及一种铸造旋转靶材的模具和方法。

背景技术

大型旋转靶材，呈管状，主要应用在幕墙玻璃行业和显示行业。低熔点的且强度较低的金属靶材一般采用铸造的方法来制作，将靶材材料熔铸在不锈钢背管上，不锈钢背管对靶材材料起到支撑作用。现有技术的旋转靶材铸造方法，在不锈钢背管外设置外管并且两者的底部封闭，形成空腔，将金属熔液注入该空腔并保温一段时间，使得金属熔液与不锈钢背管(其表面经镀镍或电弧喷涂镍铝层)浸润，之后采用顺序凝固的方式进行冷却，得到靶材坯管，之后再对其进行机加工即可得到靶材成品。申请号为202110569974.1的专利公开了一种铸造靶材用冷却器及冷却方法，能控制冷却水的上升速度，很好的实现对靶材从下到上顺序凝固。但是，在铸造的过程中，由于长时间的浸润，不锈钢背管表面的物质会进入金属熔液中，导致杂质含量升高；此外，对于合金靶材，当合金熔液中的各种金属密度相差较大时，由于长时间的静置后才进行冷却，在重力的作用下会产生偏析现象，导致生产的靶材成分分布不均匀，严重时将导致报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种铸造旋转靶材的模具和方法，当浸润完成后，操作人员能对模具中的金属熔液进行更换，使得在冷却时模具中为低杂质含量且不偏析的的金属熔液，生产的靶材质量较好。

按照本发明所采用的技术方案，一种铸造旋转靶材的模具，包括背管，所述背管外部设置有与其同轴的外管，所述背管和外管的底部设置有底环将两者密封连接，所述背管和外管的顶部之间设置有多个支撑片，所述背管和外管之间形成了空腔，还包括流道，所述流道与外管底部的一侧相连接并与背管和外管之间形成的空腔相连通，所述外管顶部的一侧设置有出料管。

优选的，所述外管的顶部设置有盆部，所述盆部的内径大于外管的外径，所述出料管位于盆部顶部的一侧，所述支撑片位于盆部与背管之间。

优选的，所述流道的顶部设置有接料斗，所述接料斗上部开口且底部与流道连通。

优选的，所述出料管远离外管的一端低于靠近外管的一端。

用上述铸造旋转靶材的模具来铸造旋转靶材的方法，包括以下步骤：

S1、将铸造旋转靶材的模具放入井式炉中并进行固定，之后进行预热；

S2、将熔化的金属熔液通过流道注入背管和外管之间形成的空腔中，并进行保温；

S3、再次将熔化的金属熔液通过流道注入背管和外管之间的空腔中，此时步骤S2中注入的金属熔液将被向上顶，并从出料管排出；

S4、在步骤S3完成后，立即用顺序凝固的方法对背管和外管之间空腔中的熔液从下到上进行冷却使其凝固。

优选的，所述出料管位于井式炉顶部上方并伸出到井式炉外部，所述出料管的出口下方设置有用来接流出的熔液的容器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：当浸润完成后，操作人员可以对模具中的金属熔液进行更换，并且更换完成后立即进行冷却，从而使得生产的靶材杂质含量较低，成分分布均匀，质量较好。

附图说明

图1为铸造旋转靶材的模具的结构示意图。

图2为铸造旋转靶材的模具放入井式炉中的结构示意图。

图中：1、背管；2、外管；3、盆部；4、出料管；5、支撑片；6、接料斗； 7、流道；8、底环；9、井式炉。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1所示，一种铸造旋转靶材的模具，包括背管1，背管1的材质优选不锈钢，所述背管1外部设置有与其同轴的外管2，所述背管1和外管2的底部设置有底环8将两者密封连接，在实际操作中，可用焊接的方式将三者连接在一起。所述背管1和外管2的顶部之间设置有多个支撑片5，优选为3个。当背管 1和外管2的材质不相同时，支撑片5一端焊接在背管1上，另一端与外管2滑动连接，由于当温度升高后背管1和外管2伸长的长度不同，此结构使得两者的顶部可以相对滑动，防止出现因两者的顶部和底部都固定在一起而伸长长度不同导致变形。所述背管1和外管2之间形成了空腔，用来容纳金属熔液。还包括流道7，所述流道7与外管2底部的一侧相连接并与背管1和外管2之间形成的空腔相连通。所述外管2顶部的一侧设置有出料管4。

所述外管2的顶部设置有盆部3，所述盆部3的内径大于外管2的外径，所述出料管4位于盆部3顶部的一侧，所述支撑片5位于盆部3与背管1之间。位于出料管4下方的盆部3部分的容积，要经过计算确定，使得当背管1和外管2之间空腔内的金属熔液凝固后，体积发生收缩，位于出料管4下方的盆部3 部分的金属熔液足够补缩，从而使得靶材坯管有效长度能达到外管2的顶部，利用率高。对于制作相同长度的靶材，此种结构能够缩短外管2的总长度。

所述流道7的顶部设置有接料斗6，所述接料斗6上部开口且底部与流道7 连通，此种结构便于向流道7中注入金属熔液。

所述出料管4远离外管2的一端低于靠近外管2的一端，顶出的金属熔液更容易流出，而不会积存在出料管4中。

实施例2

用实施例1中的铸造旋转靶材的模具来铸造旋转靶材的方法，结合图2所示，包括以下步骤：

S1、将铸造旋转靶材的模具放入井式炉9中并进行固定，出料管4位于井式炉9顶部上方并伸出到井式炉9外部，出料管4的出口下方设置有用来接流出的熔液的容器(图中未示出，可用天车吊住)，用岩棉将井式炉9顶部盖住，进行保温，可以将岩棉裁切成环状放在井式炉9的顶部，之后在环状岩棉上方在放置片状岩棉，出料管4从环状岩棉中伸出，盆部3位于片状岩棉下方，流道7的顶部可以从片状岩棉向上穿出。之后进行预热，使得模具达到需要的温度；

S2、将熔化的金属熔液通过流道7注入背管1和外管2之间形成的空腔中，金属熔液的液面优选达到盆部3的下边缘，并进行保温，一般保温0.5-6小时，使得金属熔液完全浸润背管1；

S3、保温过后，再次将熔化的金属熔液(这次的金属熔液是新熔炼的)通过流道7注入背管1和外管2之间的空腔中，此时步骤S2中注入的金属熔液将被向上顶，并从出料管4排出，流入到用来接流出熔液的容器中；第二次注入金属熔液的量，一般最少为第一次注入金属熔液量的1.2倍，以将第一次注入的金属熔液完全排出；

S4、在步骤S3完成后，立即用顺序凝固的方法对背管1和外管2之间空腔中的熔液从下到上进行冷却使其凝固。此时由于背管1和外管2之间空腔中的熔液都是新金属熔液，杂质较低，且由于金属熔液刚注入完就进行冷却，不会产生重力偏析或偏析的程度较轻微。

步骤S4得到靶材坯管，对该坯管进行机加工能得到旋转靶材成品。

Claims (6)

1.一种铸造旋转靶材的模具，包括背管(1)，所述背管(1)外部设置有与其同轴的外管(2)，所述背管(1)和外管(2)的底部设置有底环(8)将两者密封连接，所述背管(1)和外管(2)的顶部之间设置有多个支撑片(5)，所述背管(1)和外管(2)之间形成了空腔，其特征在于：还包括流道(7)，所述流道(7)与外管(2)底部的一侧相连接并与背管(1)和外管(2)之间形成的空腔相连通，所述外管(2)顶部的一侧设置有出料管(4)。

2.如权利要求1所述的一种铸造旋转靶材的模具，其特征在于：所述外管(2)的顶部设置有盆部(3)，所述盆部(3)的内径大于外管(2)的外径，所述出料管(4)位于盆部(3)顶部的一侧，所述支撑片(5)位于盆部(3)与背管(1)之间。

3.如权利要求1所述的一种铸造旋转靶材的模具，其特征在于：所述流道(7)的顶部设置有接料斗(6)，所述接料斗(6)上部开口且底部与流道(7)连通。

4.如权利要求1所述的一种铸造旋转靶材的模具，其特征在于：所述出料管(4)远离外管(2)的一端低于靠近外管(2)的一端。

5.用权利要求1-4任意一项所述的铸造旋转靶材的模具来铸造旋转靶材的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、将铸造旋转靶材的模具放入井式炉(9)中并进行固定，之后进行预热；

S2、将熔化的金属熔液通过流道(7)注入背管(1)和外管(2)之间形成的空腔中，并进行保温；

S3、再次将熔化的金属熔液通过流道(7)注入背管(1)和外管(2)之间的空腔中，此时步骤S2中注入的金属熔液将被向上顶，并从出料管(4)排出；

S4、在步骤S3完成后，立即用顺序凝固的方法对背管(1)和外管(2)之间空腔中的熔液从下到上进行冷却使其凝固。

6.如权利要求5所述的铸造旋转靶材的方法，其特征在于：所述出料管(4)位于井式炉(9)顶部上方并伸出到井式炉(9)外部，所述出料管(4)的出口下方设置有用来接流出的熔液的容器。

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