CN117620599B - 一种铜溅射靶材加工装置及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铜溅射靶材的加工制备技术领域，具体为一种铜溅射靶材加工装置及加工方法，包括撑料杆、推料座、拧管机构、缩管机构及牵引机构，通过在对铜靶管进行冷轧缩径处理时，先利用拧管机构对铜靶管进行拧转处理，将铜靶管变形为螺旋管，之后配合缩管机构对螺旋管进行环向挤压，使螺旋管缩径形成铜靶管，由于在第一次冷轧处理时，在铜靶管上已经形成了螺旋沟槽，因此，在第二次冷轧处理时，螺旋沟槽与光杆部刚好抵触，形成支撑，在第二次冷轧缩径时，也就使得铜靶管的缩径整形处理变得更加稳定，应力也不会过度集中，铜靶管的内部形变就更加稳定和均衡。
Description
技术领域
本发明涉及铜溅射靶材的加工制备技术领域，具体为一种铜溅射靶材加工装置及加工方法。
背景技术
铜溅射靶材是一种用于物理气相沉积PVD或磁控溅射等薄膜制备技术的靶材。它通常由纯度较高的铜材料制成，并具有特定的形状和尺寸。并且，铜溅射靶材广泛应用于半导体、光学薄膜、显示器件、太阳能电池等领域，用于制备具有特定性能和结构的薄膜材料。。
于2020年04月01日公开的申请号为2020102513214的发明专利中，具体公开了一种高纯铜旋转靶的制备方法，其中详细的公开了高纯铜旋转靶的制备过程，而在高纯铜旋转靶的制备过程中，为了需要反复的对纯铜圆铸锭进行各种处理，其中，在穿管形成的铜管进行冷压形变，形成特定内、外径尺寸的铜靶管时，需要通过两次冷轧处理的方式，对铜靶管进行缩径处理，而传统的冷轧缩径的方式就是在铜靶管内部形成支撑，之后直接挤压铜靶管的外部进行缩径形变，而这种方式多会造成管材内部的变形与应力集中，破坏金属内部的细晶化结构，甚至还会造成产品精度下降。
而于2023年3月8日公开的申请号为2023102175512的发明专利中，具体公开了连续旋压减径加工方法及铜锡铁合金微细线的制造方法，其中公开了通过将扭转与环压方式相结合，再匹配连铸杆坯的连续式牵引传输，实现连铸杆坯在向后牵引传输的同时完成扭转变形的一级细晶化及环压变形的二级细晶化，但其针对的是高硬度的铜锡铁合金微细线的制造。
而申请人，在上述专利的基础上，进行创新改进，对传统的铜靶管的冷轧处理方式进行创新，解决现有的铜靶管冷轧形变造成管材内部的变形与应力集中的技术问题。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种铜溅射靶材加工装置及加工方法，通过在对铜靶管进行冷轧缩径处理时，先利用拧管机构对铜靶管进行拧转处理，将铜靶管变形为螺旋管，之后配合缩管机构对螺旋管进行环向挤压，使螺旋管缩径形成铜靶管，由于在第一次冷轧处理时，在铜靶管上已经形成了螺旋沟槽，因此，在第二次冷轧处理时，螺旋沟槽与光杆部刚好抵触，形成支撑，在第二次冷轧缩径时，也就使得铜靶管的缩径整形处理变得更加稳定，应力也不会过度集中，铜靶管的内部形变就更加稳定和均衡。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铜溅射靶材加工装置及加工方法，包括撑料杆、推料座、拧管机构、缩管机构及牵引机构；
所述撑料杆水平悬挑设置，该撑料杆旋转设置，且该撑料杆沿水平方向依次包括螺旋部及光杆部，所述螺旋部上设置有凹陷的螺纹，所述光杆部自所述螺旋部向悬挑方向延伸设置；
所述推料座套设于所述撑料杆上，该推料座沿所述撑料杆推送套设于该撑料杆上的铜靶管；
所述拧管机构及所述缩管机构均安装于滑动座上，该滑动座带动所述拧管机构及所述缩管机构向所述撑料杆移动，所述拧管机构包括转盘、挤压块及固定端盖，所述转盘旋转设置，该转盘上安装有沿径向滑动设置的挤压块，所述固定端盖固定设置，该固定端盖上开设有变径导向槽，该变径导向槽与所述挤压块抵触设置，驱动所述挤压块抱紧所述铜靶管旋转拧动设置；
所述缩管机构包括转动盘、整形块及固定盘，所述转动盘旋转设置，该转动盘上安装有沿径向滑动设置的整形块，所述固定盘固定设置，该固定盘上开设有变径导槽，该变径导槽与所述整形块抵触设置，驱动所述述整形块抱紧所述铜靶管旋转整平设置；
所述牵引机构安装于所述缩管机构的后侧，该牵引机构牵引所述缩管机构缩径整形后的所述铜靶管水平输送。
作为改进，所述螺纹的小径为d1，所述光杆部的直径为D，直径D与小径d1满足关系：D≤d1。
作为改进，所述推料座包括移动座、浮动座、伸缩组件及弹性调节件；
所述移动座沿所述撑料杆滑动设置，该移动座通过丝杆模组驱动滑动；
所述浮动座沿所述撑料杆设置于所述移动座的后侧，该浮动座推动所述撑料杆上的所述铜靶管移动；
所述伸缩组件设置于所述移动座与所述浮动座之间，该伸缩组件包括套管及伸缩臂，所述套管安装于所述移动座上，所述伸缩臂安装于所述浮动座上，所述套管与所述伸缩臂套合设置；
所述弹性调节件套设于所述伸缩组件上，该弹性调节件抵触设置于所述移动座与所述浮动座之间。
作为改进，所述变径导向槽与所述变径导槽均包括交替设置的若干的抵触部3311与释放部3312，所述抵触部3311与所述挤压块或所述整形块抵触时，所述挤压块或所述整形块收缩夹紧所述铜靶管；
所述释放部3312与所述挤压块或所述整形块抵触时，所述挤压块或所述整形块复位，脱离与所述铜靶管的咬合。
作为改进，所述变径导向槽、所述变径导槽上的抵触部3311与释放部3312呈错位设置，所述挤压块抱紧所述铜靶管时，所述整形块脱离与所述铜靶管的咬合。
作为改进，所述转盘、所述转动盘上均沿环向等距阵列设置有若干的限位块，所述挤压块、所述整形块上均开设有滑槽，该限位块与所述滑槽穿插配合设置，所述限位块与所述挤压块或所述整形块之间设置有弹性复位件，该弹性复位件驱动所述挤压块或所述整形块复位，脱离所述铜靶管。
作为改进，所述拧管机构、所述缩管机构对所述铜靶管进行整形时，所述拧管机构、所述缩管机构均沿所述铜靶管的轴向，带动挤压块或所述整形块朝向所述牵引机构移动。
作为改进，所述转盘、所述转动盘均分别同轴套设于对应的转轴上，该转轴转动安装于外壳上，所述转盘、所述转动盘的轴套上沿环向设置有波浪形的浮动导向边沿，所述外壳上正对所述浮动导向边沿的位置处设置有凸起的导向凸块，该导向凸块与所述导向边沿配合设置，用于推动所述挤压块或所述整形块沿所述撑料杆的轴向移动；
所述转盘、所述转动盘上正对所述浮动导向边沿的另一侧均设置有复位导向块，所述外壳上正对所述复位导向块的位置处设置有凸起的复位凸块，该复位凸块与所述位导向块配合设置，用于推动所述挤压块或所述整形块沿所述撑料杆的轴向复位。
作为改进，一种铜溅射靶材加工装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、预处理，将纯度为99.99％以上的纯铜圆铸锭加工得到设定尺寸的预处理的铜锭；
步骤二、挤压穿管，将设定尺寸的预处理铜锭进行加热保温，对加热后的预处理的铜锭进行挤压，将预处理的铜锭按照设定外径和内径的尺寸挤出形成挤压铜靶管；
步骤三、冷轧前处理，对挤压铜靶管进行校直，校直后的挤压铜靶管进行锯切，将锯切后的挤压铜靶管进行清理，形成冷轧预处理管；
步骤四、冷轧轧制，对冷轧预处理管内插入撑料杆后，进行第一次冷轧形变处理，利用挤压块抱紧冷轧预处理管进行拧转，将冷轧预处理管扭转变形成螺旋管，形成螺旋管后，再对螺旋管进行第二次冷轧形变处理，利用整形块环绕螺旋管进行环轧变形处理后形成铜靶管，使得铜靶管较冷轧预处理管外径缩小5％，内径缩小16％；
步骤五、退火处理，将空冷后的铜靶管放入真空退火炉内进行真空低温热处理退火，得到高纯铜管；
步骤六、组装焊接，在高纯铜管的两端分别焊接铜合金端头和铜合金尾盖，形成靶材整管；
步骤七、靶材稳定化处理，对靶材整管的焊接位置进行检测、热处理、校直，对靶材整管进行氦气检漏和机加工，得到高纯铜旋转靶材。
作为改进，所述步骤四中，第一次冷轧形变处理时，冷轧预处理管通过所述撑料杆上的螺旋部与所述挤压块的挤压配合形成螺旋管，第二次冷轧形变处理时，所述撑料杆旋转，通过所述螺旋部与螺旋管的螺纹配合，驱动螺旋管相对于所述整形块旋转设置。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过在对铜靶管进行冷轧缩径处理时，先利用拧管机构对铜靶管进行拧转处理，将铜靶管变形为螺旋管，之后配合缩管机构对螺旋管进行环向挤压，使螺旋管缩径形成铜靶管，由于在第一次冷轧处理时，在铜靶管上已经形成了螺旋沟槽，因此，在第二次冷轧处理时，螺旋沟槽与光杆部刚好抵触，形成支撑，在第二次冷轧缩径时，也就使得铜靶管的缩径整形处理变得更加稳定，应力也不会过度集中，铜靶管的内部形变就更加稳定和均衡态；
(2)本发明中在拧管机构对铜靶管进行拧转形变时，利用撑料杆上的螺旋部对空心的铜靶管进行支撑，配合挤压块的旋转挤压，使得铜靶管拧转形成螺旋管，并确定了铜靶管的缩径基准，即螺旋管的螺纹的小径刚好是预设的缩径的铜靶管的直径，使得第二次冷轧缩径的形变获得基准，并且在冷轧缩径时，螺纹管的设置方式，使得壁厚延展获得释放，不会集中应力；
(3)本发明在设置撑料杆时，将螺旋部与光杆部光滑过度衔接设置，使得铜靶管在经过螺旋部与挤压块的配合挤压后，铜靶管向后转移到光杆部时，可以顺畅过度，并且光杆部刚好对螺旋管的内壁进行支撑，而前段的螺旋部又会与螺旋管进行配合，对铜靶管进行环向的锁定限位，避免整形块围绕螺旋管进行环轧整形时，螺旋管也随着整形块同步旋转，能更好的保证螺旋管的整形；
(4)本发明在对铜靶管进行第一次冷轧整形时，利用挤压块咬合铜靶管进行拧转时，拧转30-45°后就释放一次，然后间隔继续，在对铜靶管进行拧转变形时，避免应力集中，并且也使得铜靶管内部的铜金属完成一级细晶化；
(5)本发明不论是通过挤压块对铜靶管进行第一次冷轧的螺旋拧转变形，还是通过整形块对螺旋管进行第二次冷轧的环轧缩径变形，都会使得挤压块、整形块相对于铜靶管的轴向进行一定距离的相对移动，使得第一次冷轧变形时的，挤压块可以抱紧铜靶管沿着支撑杆的螺旋部进行螺旋变形。
综上所述，本发明具有成型铜靶管应力小、管内规则、壁厚均匀、金属晶体细晶化效果好等优点，尤其适用于铜溅射靶材的加工制备技术领域。
附图说明
图1为本发明实施例一加工装置立体结构示意图；
图2为本发明实施例一滑动座立体结构示意图；
图3为本发明实施例一推料座立体结构示意图；
图4为本发明实施例一撑料杆立体结构示意图；
图5为本发明实施例一撑料杆剖视结构示意图；
图6为本发明实施例一推料座立体结构示意图；
图7为本发明实施例一牵引机构立体结构示意图；
图8为本发明实施例一铜靶管立体结构示意图；
图9为本发明实施例一撑料杆与拧管机构配合结构示意图一；
图10为本发明实施例一撑料杆与拧管机构配合结构示意图二；
图11为本发明实施例一转盘剖视结构示意图；
图12为本发明实施例一拧转机构与缩管机构立体结构示意图；
图13为本发明实施例一缩管机构立体结构示意图；
图14为本发明实施例一拧转机构立体结构示意图；
图15为本发明实施例一挤压块立体结构示意图；
图16为本发明实施例一转动盘立体结构示意图；
图17为本发明实施例一转盘正视结构示意图；
图18为本发明实施例一拧转机构与缩管机构局部剖视结构示意图一；
图19为本发明实施例一拧转机构与缩管机构局部剖视结构示意图二；
图20为本发明实施例二方法流程上示意图。
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做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1：
如图1至图19所示，一种铜溅射靶材加工装置，包括撑料杆1、推料座2、拧管机构3、缩管机构4及牵引机构5；
所述撑料杆1水平悬挑设置，该撑料杆1由电机带动旋转设置，且该撑料杆1沿水平方向依次包括螺旋部11及光杆部12，所述螺旋部11上设置有凹陷的螺纹111，所述光杆部12自所述螺旋部11向悬挑方向延伸设置，初始时，铜靶管10套设于螺旋部11上，随着铜靶管10不断被挤压形成螺旋管后，撑料杆1开始旋转，配合拧管机构3的咬合固定，使得螺旋管不断的向后脱离螺旋部11，而光杆部12则是用于铜靶管10的第二次冷轧缩径变形时，对铜靶管10的内壁进行支撑；
所述推料座2套设于所述撑料杆1上，该推料座2沿所述撑料杆1推送套设于该撑料杆1上的铜靶管10，将铜靶管10推送到拧管机构3处；
其中，所述推料座2包括移动座21、浮动座22、伸缩组件23及弹性调节件24；
所述移动座21沿所述撑料杆1滑动设置，该移动座21通过丝杆模组25驱动滑动；
所述浮动座22沿所述撑料杆1设置于所述移动座21的后侧，该浮动座22推动所述撑料杆1上的所述铜靶管10移动；
所述伸缩组件23设置于所述移动座21与所述浮动座22之间，该伸缩组件23包括套管231及伸缩臂232，所述套管231安装于所述移动座21上，所述伸缩臂232安装于所述浮动座22上，所述套管231与所述伸缩臂232套合设置；
所述弹性调节件24套设于所述伸缩组件23上，该弹性调节件24抵触设置于所述移动座21与所述浮动座22之间；
移动座21上的丝杆螺母通过电机带动进行旋转，配合丝杠的设置，使得移动座21沿着丝杆进行丝杆进行移动，同时通过伸缩组件23与弹性调节件24的结构，带动着浮动座22同步移动，并且移动座21与浮动座22之间的距离可调节，使得铜靶管10与拧管机构3之间的挤压力可以保持一个稳定的状态；
所述拧管机构3及所述缩管机构4均安装于滑动座6上，该滑动座6带动所述拧管机构3及所述缩管机构4向所述撑料杆1移动，所述拧管机构3包括转盘31、挤压块32及固定端盖33，所述转盘31通过电机配合齿轮传动组进行旋转设置，该转盘31上安装有沿径向滑动设置的挤压块32，挤压块32与铜靶管10抵触挤压的端部，设置有凸起的挤压球体320，环状分布的挤压块32上的球体320顶点连接形成螺旋形轨迹，刚好与螺旋部11上的螺纹111吻合，且球体320的直接与螺纹111的沟槽直径吻合，螺纹111固定，在挤压块32带动铜靶管10进行旋转时，挤压球体320就会沿着螺纹111使得铜靶管10上形成与螺纹111吻合的螺旋管，并且此时移动座21还在不断的以恒定速度推送铜靶管10向挤压块32移动，直到铜靶管10的端部移动到缩管机构4处，被整形块42被围绕挤压，此时，移动座21停止推送，改为由撑料杆1旋转，由于此时挤压块32的咬合，对铜靶管10的环向自由度进行的限位，使得撑料杆1相对于铜靶管10发生了旋转，由于螺纹111与螺旋管之间的配合，铜靶管10不断沿着轴向输送，使得铜靶管10不断的被输送进入拧管机构3，替代时移动座21的推送，并且铜靶管10不断的完成拧转后，一部分的铜靶管10也通过整形块42完成了缩径整形，而在铜靶管10进行缩径整形时，整形块42也会咬住铜靶管10不断的向后输送，也会替代移动座21的推送；
所述固定端盖33固定设置，该固定端盖33上开设有变径导向槽331，该变径导向槽331与所述挤压块32抵触设置，驱动所述挤压块32抱紧所述铜靶管10旋转拧动设置，变径导向槽331上的抵触部3311与挤压块32抵触配合时，挤压块32的端部与铜靶管10抵触，多组环状分布的挤压块32配合对铜靶管10进行咬合抱紧，带动铜靶管10相对螺旋部11进行旋转，发生形变，而挤压块32的数量至少为两组，本申请优选为4组，而挤压块32带动铜靶管10旋转30-45°后，挤压块32改为与变径导向槽331上的释放部3312配合，释放对铜靶管10的抱紧，挤压块32复位，之后往复，再次重新抱紧铜靶管进行旋转，完成铜靶管10的螺旋管的成型；
初始时，铜靶管套设于螺旋部11，光杆部12上不套设铜靶管，滑动座6带动拧管机构3及缩管机构4向光杆部12移动，光杆部12穿过拧管机构3及缩管机构4，使得光杆部12位于缩管机构4处，而螺旋部11的部分位于拧管机构3处，随着加工过程的进行，螺旋部11的端部再与缩管机构4快接触时，停止滑动座6的移动，滑动座6由电机配合丝杠组带动沿滑轨与滑块模组进行移动；
所述缩管机构4包括转动盘41、整形块42及固定盘43，所述转动盘41旋转设置，该转动盘41上安装有沿径向滑动设置的整形块42，所述固定盘43固定设置，该固定盘43上开设有变径导槽431，该变径导槽431与所述整形块42抵触设置，驱动所述述整形块42抱紧所述铜靶管10旋转整平设置，缩管机构4的结构与拧管机构3的结构与工作运行均相同，唯一区别在于整形块42上没有挤压球体320；
所述牵引机构5安装于所述缩管机构4的后侧，该牵引机构5牵引所述缩管机构4缩径整形后的所述铜靶管10水平输送，牵引机构5包括两组平行设置的牵引辊51、两组传动连接组件52及牵引电机53，牵引电机53通过传动连接组件52带动牵引辊51进行旋转，将缩管机构4上的铜靶管10不断牵引远离，同时对铜靶管进行整形。
其中，所述螺纹111的小径为d1，所述光杆部12的直径为D，直径D与小径d1满足关系：D＝d1，在螺纹111对铜靶管10完成螺旋管整形后，通过光杆部12对铜靶管10进行支撑，完成铜靶管10的缩径整形处理。
具体说明的是，所述变径导向槽331与所述变径导槽431均包括交替设置的若干的抵触部3311与释放部3312，所述抵触部3311与所述挤压块32或所述整形块42抵触时，所述挤压块32或所述整形块42收缩夹紧所述铜靶管10；
所述释放部3312与所述挤压块32或所述整形块42抵触时，所述挤压块32或所述整形块42复位，脱离与所述铜靶管10的咬合。
而本申请，所述变径导向槽331、所述变径导槽431上的抵触部3311与释放部3312呈错位设置，所述挤压块32抱紧所述铜靶管10时，所述整形块42脱离与所述铜靶管10的咬合，即挤压块32抱紧铜靶管10完成一次拧转变形后，挤压块32释放铜靶管10后，整形块42立刻衔接，对铜靶管10进行环轧缩径整形处理，如此反复衔接。
此外，所述转盘31、所述转动盘41上均沿环向等距阵列设置有若干的限位块311，所述挤压块32、所述整形块43上均开设有滑槽321，该限位块311与所述滑槽321穿插配合设置，所述限位块311与所述挤压块32或所述整形块43之间设置有弹性复位件322，该弹性复位件322驱动所述挤压块32或所述整形块43复位，脱离所述铜靶管10。
对应的，所述拧管机构3、所述缩管机构4对所述铜靶管10进行整形时，所述拧管机构3、所述缩管机构4均沿所述铜靶管10的轴向，带动所述挤压块32或所述整形块42朝向所述牵引机构5移动。
需要说明的是，所述转盘31、所述转动盘41均分别同轴套设于对应的转轴34上，该转轴34转动安装于外壳30上，所述转盘31、所述转动盘41的轴套312上沿环向设置有波浪形的浮动导向边沿313，所述外壳30上正对所述浮动导向边沿313的位置处设置有凸起的导向凸块301，该导向凸块301与所述导向边沿313配合设置，用于推动所述挤压块32或所述整形块42沿所述撑料杆1的轴向移动；
所述转盘31、所述转动盘41上正对所述浮动导向边沿313的另一侧均设置有复位导向块314，所述外壳30上正对所述复位导向块314的位置处设置有凸起的复位凸块315，该复位凸块315与所述位导向块314配合设置，用于推动所述挤压块32或所述整形块42沿所述撑料杆1的轴向复位。
实施例2：
如图20所示，参照实施例1描述本发明实施例2的一种铜溅射靶材加工方法，包括以下步骤：
步骤一、预处理，将纯度为99.99％以上的纯铜圆铸锭加工得到设定尺寸的预处理的铜锭；
步骤二、挤压穿管，将设定尺寸的预处理铜锭进行加热保温，对加热后的预处理的铜锭进行挤压，将预处理的铜锭按照设定外径和内径的尺寸挤出形成挤压铜靶管；
步骤三、冷轧前处理，对挤压铜靶管进行校直，校直后的挤压铜靶管进行锯切，将锯切后的挤压铜靶管进行清理，形成冷轧预处理管；
步骤四、冷轧轧制，对冷轧预处理管内插入撑料杆1后，进行第一次冷轧形变处理，利用挤压块32抱紧冷轧预处理管进行拧转，将冷轧预处理管扭转变形成螺旋管，形成螺旋管后，再对螺旋管进行第二次冷轧形变处理，利用整形块42环绕螺旋管进行环轧变形处理后形成铜靶管10，使得铜靶管10较冷轧预处理管外径缩小5％，内径缩小16％，两次冷轧形变处理中，第一次冷轧形变处理过程中，是先对铜靶管进行拧转形成处理，使得铜靶管上先形成与撑料杆1上螺纹111吻合的螺旋管，螺旋管上的螺旋槽的底部刚好是缩径整形后的铜靶管10的内径位置，因此较现有的冷轧整形，螺旋管缩径整形，可以形成充分的支撑，而螺旋槽又可以释放铜靶管侧壁的壁厚，可以更好的保证铜靶管内壁的形状均匀，又能更好的降低铜靶管内部应力集中的问题；
步骤五、退火处理，将空冷后的铜靶管10放入真空退火炉内进行真空低温热处理退火，得到高纯铜管；
步骤六、组装焊接，在高纯铜管的两端分别焊接铜合金端头和铜合金尾盖，形成靶材整管；
步骤七、靶材稳定化处理，对靶材整管的焊接位置进行检测、热处理、校直，对靶材整管进行氦气检漏和机加工，得到高纯铜旋转靶材。
进一步的，所述步骤四中，第一次冷轧形变处理时，冷轧预处理管通过所述撑料杆1上的螺旋部11与所述挤压块32的挤压配合形成螺旋管，第二次冷轧形变处理时，所述撑料杆1旋转，通过所述螺旋部11与螺旋管的螺纹配合，对螺旋管进行推送，保证环向自由度限位，使得螺旋管相对于所述整形块42旋转设置，而螺旋管相对于整形块42在轴向上活动移动自由度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于,包括：
撑料杆（1）、推料座（2）、拧管机构（3）、缩管机构（4）及牵引机构（5）；
所述撑料杆（1）水平悬挑设置，该撑料杆（1）旋转设置，且该撑料杆（1）沿水平方向依次包括螺旋部（11）及光杆部（12），所述螺旋部（11）上设置有凹陷的螺纹（111），所述光杆部（12）自所述螺旋部（11）向悬挑方向延伸设置；
所述推料座（2）套设于所述撑料杆（1）上，该推料座（2）沿所述撑料杆（1）推送套设于该撑料杆（1）上的铜靶管（10）；
所述拧管机构（3）及所述缩管机构（4）均安装于滑动座（6）上，该滑动座（6）带动所述拧管机构（3）及所述缩管机构（4）向所述撑料杆（1）移动，所述拧管机构（3）包括转盘（31）、挤压块（32）及固定端盖（33），所述转盘（31）旋转设置，该转盘（31）上安装有沿径向滑动设置的挤压块（32），所述固定端盖（33）固定设置，该固定端盖（33）上开设有变径导向槽（331），该变径导向槽（331）与所述挤压块（32）抵触设置，驱动所述挤压块（32）抱紧所述铜靶管（10）旋转拧动设置；
所述缩管机构（4）包括转动盘（41）、整形块（42）及固定盘（43），所述转动盘（41）旋转设置，该转动盘（41）上安装有沿径向滑动设置的整形块（42），所述固定盘（43）固定设置，该固定盘（43）上开设有变径导槽（431），该变径导槽（431）与所述整形块（42）抵触设置，驱动所述述整形块（42）抱紧所述铜靶管（10）旋转整平设置；
所述牵引机构（5）安装于所述缩管机构（4）的后侧，该牵引机构（5）牵引所述缩管机构（4）缩径整形后的所述铜靶管（10）水平输送；
所述拧管机构（3）、所述缩管机构（4）对所述铜靶管（10）进行整形时，所述拧管机构（3）、所述缩管机构（4）均沿所述铜靶管（10）的轴向，带动所述挤压块（32）或所述整形块（42）朝向所述牵引机构（5）移动；
所述转盘（31）、所述转动盘（41）均分别同轴套设于对应的转轴（34）上，该转轴（34）转动安装于外壳（30）上，所述转盘（31）、所述转动盘（41）的轴套（312）上沿环向设置有波浪形的浮动导向边沿（313），所述外壳（30）上正对所述浮动导向边沿（313）的位置处设置有凸起的导向凸块（301），该导向凸块（301）与所述导向边沿（313）配合设置，用于推动所述挤压块（32）或所述整形块（42）沿所述撑料杆（1）的轴向移动；
所述转盘（31）、所述转动盘（41）上正对所述浮动导向边沿（313）的另一侧均设置有复位导向块（314），所述外壳（30）上正对所述复位导向块（314）的位置处设置有凸起的复位凸块（315），该复位凸块（315）与所述复位导向块（314）配合设置，用于推动所述挤压块（32）或所述整形块（42）沿所述撑料杆（1）的轴向复位。
2.根据权利要求1所述的一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于：
所述螺纹（111）的小径为d1，所述光杆部（12）的直径为D，直径D与小径d1满足关系：D≤d1。
3.根据权利要求1所述的一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于：
所述推料座（2）包括移动座（21）、浮动座（22）、伸缩组件（23）及弹性调节件（24）；
所述移动座（21）沿所述撑料杆（1）滑动设置，该移动座（21）通过丝杆模组（25）驱动滑动；
所述浮动座（22）沿所述撑料杆（1）设置于所述移动座（21）的后侧，该浮动座（22）推动所述撑料杆（1）上的所述铜靶管（10）移动；
所述伸缩组件（23）设置于所述移动座（21）与所述浮动座（22）之间，该伸缩组件（23）包括套管（231）及伸缩臂（232），所述套管（231）安装于所述移动座（21）上，所述伸缩臂（232）安装于所述浮动座（22）上，所述套管（231）与所述伸缩臂（232）套合设置；
所述弹性调节件（24）套设于所述伸缩组件（23）上，该弹性调节件（24）抵触设置于所述移动座（21）与所述浮动座（22）之间。
4.根据权利要求1所述的一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于：
所述变径导向槽（331）与所述变径导槽（431）均包括交替设置的若干的抵触部（3311）与释放部（3312），所述抵触部（3311）与所述挤压块（32）或所述整形块（42）抵触时，所述挤压块（32）或所述整形块（42）收缩夹紧所述铜靶管（10）；
所述释放部（3312）与所述挤压块（32）或所述整形块（42）抵触时，所述挤压块（32）或所述整形块（42）复位，脱离与所述铜靶管（10）的咬合。
5.根据权利要求4所述的一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于：
所述变径导向槽（331）、所述变径导槽（431）上的抵触部（3311）与释放部（3312）呈错位设置，所述挤压块（32）抱紧所述铜靶管（10）时，所述整形块（42）脱离与所述铜靶管（10）的咬合。
6.根据权利要求1所述的一种铜溅射靶材加工装置，其特征在于：
所述转盘（31）、所述转动盘（41）上均沿环向等距阵列设置有若干的限位块（311），所述挤压块（32）、所述整形块（43）上均开设有滑槽（321），该限位块（311）与所述滑槽（321）穿插配合设置，所述限位块（311）与所述挤压块（32）或所述整形块（43）之间设置有弹性复位件（322），该弹性复位件（322）驱动所述挤压块（32）或所述整形块（43）复位，脱离所述铜靶管（10）。
7.一种基于上述权利要求1-6任一项的铜溅射靶材加工装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、预处理，将纯度为99.99%以上的纯铜圆铸锭加工得到设定尺寸的预处理的铜锭；
步骤二、挤压穿管，将设定尺寸的预处理铜锭进行加热保温，对加热后的预处理的铜锭进行挤压，将预处理的铜锭按照设定外径和内径的尺寸挤出形成挤压铜靶管；
步骤三、冷轧前处理，对挤压铜靶管进行校直，校直后的挤压铜靶管进行锯切，将锯切后的挤压铜靶管进行清理，形成冷轧预处理管；
步骤四、冷轧轧制，对冷轧预处理管内插入撑料杆（1）后，进行第一次冷轧形变处理，利用挤压块（32）抱紧冷轧预处理管进行拧转，将冷轧预处理管扭转变形成螺旋管，形成螺旋管后，再对螺旋管进行第二次冷轧形变处理，利用整形块（42）环绕螺旋管进行环轧变形处理后形成铜靶管（10），使得铜靶管（10）较冷轧预处理管外径缩小5％，内径缩小16％；
步骤五、退火处理，将空冷后的铜靶管（10）放入真空退火炉内进行真空低温热处理退火，得到高纯铜管；
步骤六、组装焊接，在高纯铜管的两端分别焊接铜合金端头和铜合金尾盖，形成靶材整管；
步骤七、靶材稳定化处理，对靶材整管的焊接位置进行检测、热处理、校直，对靶材整管进行氦气检漏和机加工，得到高纯铜旋转靶材。
8.根据权利要求7所述的一种铜溅射靶材加工方法，其特征在于：
所述步骤四中，第一次冷轧形变处理时，冷轧预处理管通过所述撑料杆（1）上的螺旋部（11）与所述挤压块（32）的挤压配合形成螺旋管，第二次冷轧形变处理时，所述撑料杆（1）旋转，通过所述螺旋部（11）与螺旋管的螺纹配合，驱动螺旋管相对于所述整形块（42）旋转设置。
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