CN200939494Y - 一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具 - Google Patents

Abstract

一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，包括具有凹模腔(11)的凹模(1)和具有凸模芯(21)的凸模(2)，凹模腔(11)与凸模芯(21)组合后形成和溅射靶材毛坯(3)外形相应的型腔(4)，凹模(1)和凸模(2)之间还具有型腔定位结构，该型腔定位结构为：在凸模(2)周壁内侧的下部具有一环形凸模定位台阶(22)，在凹模腔(11)周壁内侧的上部具有一和环形凸模定位台阶(22)相挡位配合的环形凹模定位台阶(12)，在凹模(1)和凸模(2)组合的状态下，所述的凸模定位台阶(22)和凹模定位台阶(12)相贴合。该模具无需顶出装置也能顺利脱模，无需导柱、导套设计也能控制模具的行进方向，不会使模具行进过程中出现偏差，故该模具具有结构简单、特别适合在高强压力的油压机上进行工作的优点。

Description

一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具

技术领域

本实用新型涉及机械锻造、塑性成型的技术领域，尤其是涉及一种制造半导体工业用溅射靶材产品的专用模具。

背景技术

一般制备半导体工业用溅射靶材产品的工艺是将符合溅射靶材性能的高纯度铝或铝合金靶材与高强度铝环经过EB焊接(EB焊接即电子束焊接)成形，然后再经过粗加工、精加工等工艺，最后加工成尺寸合格的溅射靶材产品。采用EB焊接这种工艺制备溅射列靶材，在实际的生产过程中有一系列工艺要求：

①、加工设备投入大，首先需要购买电子束焊接设备，此设备当前中国只有少数几家科研机构能够生产，如：北京昆塔科技有限公司、桂林电器科学研究所等，设备及其配套装置的价格比较高；靶材焊接过程中需要配置一套焊接夹具；需要采购检测靶材焊接结合率的检测仪器，对焊接结果进行检测，包括检测焊接结合率、焊接均匀性及其焊接深度；②、焊接设备和焊接检测设备工艺控制的严格，以及设备维修等都对操作人员素质要求高；③、产品从初期开始焊接，到末期对产品进行检测，致使整个靶材制造生产周期长；对产品的检测技术要求高，焊接过程中需要进行严格的质量控制，生产效率低；④、靶材焊接结合率对EB焊接的工艺要求非常严格，如果焊接结合率低，在靶材溅射时可能导致脱落，对溅射机台造成损坏；⑤、焊接过程产生的高温很可能改变靶材的内部性能(织构、晶粒度)，所以EB焊接过程中需要严格控制靶材的温度。

由于本焊接分体成形的产品是生产溅射靶材的所必需的中间产品，为了保证溅射靶材的生产，需要使用电子束焊接工艺。但是以上工艺的控制不足很可能给溅射靶材的生产带来极为不利的影响。

针对上述现状，我们还需研发出一种适合制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种适合制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，该模具无需顶出装置也能顺利脱模，无需导柱、导套设计也能控制模具的行进方向，不会使模具行进过程中出现偏差，故该模具具有结构简单、特别适合在高强压力的油压机上进行工作的优点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，包括具有凹模腔的凹模和具有凸模芯的凸模，凹模腔与凸模芯组合后形成和溅射靶材毛坯外形相应的型腔，其特征在于所述的凹模和凸模之间还具有型腔定位结构，该型腔定位结构为：在凸模周壁内侧的下部具有一环形凸模定位台阶，在凹模腔周壁内侧的上部具有一和环形凸模定位台阶相挡位配合的环形凹模定位台阶，在凹模和凸模组合的状态下，所述的凸模定位台阶和凹模定位台阶相贴合。

上述的凹模腔周壁上表面内侧具有截面呈L形的环形坯料定位台阶。环形坯料定位台阶即可以精确的检查坯料的直径，又能将坯料定位在模具型腔的中心位置，使坯料在模锻过程中始终处于中心位置。

上述的凸模芯、凹模腔的中间位置处分别钻有排气孔。这样在模锻过程中可以排除模具型腔内部的空气，使模具型腔内的压强与外部环境压强一致，利于成形。上述的型腔上设有脱模斜度，脱摸斜度为7～10°，解决模锻工件粘在模具型腔上的问题。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在凸模周壁内侧的下部具有一环形凸模定位台阶，在凹模腔周壁内侧的上部具有一和环形凸模定位台阶相挡位配合的环形凹模定位台阶，在凹模和凸模组合的状态下，所述的凸模定位台阶和凹模定位台阶相贴合。这种使用定位台阶替代普通挤压模具的导柱导套作为模具定位系统的设计，减少了压力装置在行进过程中移位或倾斜可能带来的不良影响；该模具在整体结构设置上很简单，模具的各部位承受的压力面积比较大，可以承受的压力也相应提高，使之能够承受0-4000T范围的压力，甚至可能是10000T的压力。当前本实用新型模具型腔使用在4000T超高压力机床下，使用状态良好。综上所述，该模具特别适合超高纯铝及其铝合金挤压锻造，也就是说它是适合制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具。

附图说明

图1为本实用新型实施例中凹模的剖面图；

图2为本实用新型实施例中凹模的俯视图；

图3为本实用新型实施例中凸模的剖面图；

图4为本实用新型实施例中凸模的仰试图

图5为图1的A处放大图；

图6为图1的B处放大图；

图7为图3的C处放大图；

图8为本实用新型实施例中凸模和凹模的组合示意图；

图9为图8的D处放大图；

图10为用本实用新型实施例所涉及的模具模锻出的溅射靶材毛坯图；

图11为本实用新型实施例装配在油压机上的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～9所示，一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，包括具有凹模腔11的凹模1和具有凸模芯21的凸模2，凹模腔11与凸模芯21组合后形成和溅射靶材毛坯3外形相应的型腔4，该型腔4呈大致的圆盘状，在凹模1和凸模2之间还具有型腔定位结构，该型腔4定位结构为：在凸模2周壁内侧的下部具有一环形凸模定位台阶22，如图5所示，在凹模腔11周壁内侧的上部具有一和环形凸模定位台阶22相挡位配合的环形凹模定位台阶12，如图3所示，在凹模1和凸模2组合的状态下，所述的凸模定位台阶22和凹模定位台阶12相贴合，如图7所示；在凹模腔11周壁上表面内侧具有截面呈L形的环形坯料定位台阶13，如图4所示，环形坯料定位台阶13即可以精确的检查坯料的直径，又能将坯料定位在模具型腔4的中心位置，使坯料在模锻过程中始终处于中心位置；所述的凸模芯21、凹模腔11的中间位置处分别钻有排气孔23、14；所述的型腔4上设有脱模斜度，脱摸斜度为7～10°，以10°为佳。

上述排气孔和脱摸斜度的设计可参考模具设计手册。

如图11所示，该模具通过一装夹系统安装在油压机上：凹模垫板5和凸模垫板6使用螺杆固定在液压机床7的工作台面的梯形槽上，事先在两块垫板上分别钻好12个定位孔，利用总共24个定位孔将两块垫板5、6处于一个中心位置。然后安装模具的凹模1和凸模2，首先在垫板5、6上与卡圈8、9配对的钻好了定位的8个定位孔，利用凹模卡圈8将凹模1固定在凹模垫板5上，固定好凹摸1后。将凸模2放置在凹摸1上，两者利用各自的位槽12、22定位。将液压机床的下工作台面升起，当凸模2的底部与凸模垫板6完全接触后，停止上升。使用凸模卡圈9将凸模2固定在凸模垫板6上，凸模卡圈9和凸模垫板6上同样有8个定位孔。到此为止，本实用新型金属挤压模锻模具安装结束。在设计的思路上考虑了装夹系统的通用性，装夹系统可以适用在其他产品的模具上。当前模具型腔使用在4000T压力机床上，使用状态良好。本发明所述模具在承受10000T压力的情况下仍能正常使用，在日本经过10000T压力的测试。

工作时，将准备好标准尺寸的坯料放置在液压机床的下工作台面的凹模坯料定位台阶内，这样也可以检测坯料的直径尺寸是否合格，而且坯料放在上面时，可以有效阻止坯料移动。启动液压机，将液压机床7的下工作台面升起，在液压机床7的工作台边缘有限位开关，当模具凹模1、凸模2完全结合时，机床7的限位开关启动，机床7的下工作台上升结束。重新启动液压机床7，凹模1随液压机床7的下工作台回程至下限位置，取出溅射靶材毛坯3，溅射靶材毛坯3呈大致的圆盘状，如图10所示，整个挤压模锻工作循环结束。

Claims (4)

1、一种制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，包括具有凹模腔(11)的凹模(1)和具有凸模芯(21)的凸模(2)，凹模腔(11)与凸模芯(21)组合后形成和溅射靶材毛坯(3)外形相应的型腔(4)，其特征在于所述的凹模(1)和凸模(2)之间还具有型腔定位结构，该型腔定位结构为：在凸模(2)周壁内侧的下部具有一环形凸模定位台阶(22)，在凹模腔(11)周壁内侧的上部具有一和环形凸模定位台阶(22)相挡位配合的环形凹模定位台阶(12)，在凹模(1)和凸模(2)组合的状态下，所述的凸模定位台阶(22)和凹模定位台阶(12)相贴合。

2、根据权利要求1所述的制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，其特征在于所述的凹模腔(11)周壁上表面内侧具有截面呈L形的环形坯料定位台阶(13)。

3、根据权利要求1所述的制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，其特征在于所述的凸模芯(2)、凹模腔(1)的中间位置处分别钻有排气孔(23、14)。

4、根据权利要求1所述的制造溅射靶材的挤压模锻挤压模具，其特征在于所述的型腔(4)上设有脱模斜度，脱摸斜度为7～10°。

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