CN215319396U - 一种旋转靶材的冷等静压成型模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及旋转靶材加工领域，具体涉及一种旋转靶材的冷等静压成型模具。本实用新型提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，包括模具主体，模具主体包括刚性内模芯和软性外模，软性外模与刚性内模芯之间形成圆筒状模腔以容置待成型粉料，包括以可拆卸的方式套在所述软性外模外侧的刚性模套，刚性模套上开有过水通孔供冷等静压介质进出。该模具成型的旋转靶材在烧结后其靶材壁厚较均匀且外表面较规则，在后续的车削加工工艺中无需削去较多的靶材，高效且不浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及旋转靶材加工领域，具体涉及一种旋转靶材的冷等静压成型模具。
背景技术
镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他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，常用于半导体加工等行业。旋转靶材作为一种靶材，呈圆筒状，常用在磁控溅射镀膜工艺中。制作旋转靶材，要对原材料进行研磨、造粒等前处理得到待成型粉料，把这些粉料装入到外模为软性胶套而内膜为刚性金属模芯的具有圆筒状模腔的成型模具中。装粉完成后，对模具连同其内的粉料一并进行冷等静压介质压制，就成型得到了旋转靶材生胚。接着，工人需把生胚烧结成靶材，并把烧结后的靶材车削加工成圆筒状。最后，工人把多条经车削加工后的圆筒状靶材，通过绑定工艺绑定在一起，就制得所需的旋转靶材了。
然而，在实际生产中，由于烧结后的圆筒状靶材壁厚不均、外表面不规则，若要把其车削加工至圆筒状，需要削去较大一部分靶材，耗时又浪费。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，该模具成型的旋转靶材在烧结后其靶材壁厚较均匀且外表面较规则，在后续的车削加工工艺中无需削去较多的靶材，高效且不浪费。
发明人发现，烧结后的圆筒状靶材之所以存在壁厚不均、外表面不规则的问题，是因为现有模具中的软性外模在经过多次冷等静压工艺后容易发生形变，从而导致模腔变形，变形的模腔装填待成型粉料后压制成型得到的靶材生胚壁厚不均，外表面不规则，对这样的生胚烧结后得到的靶材自然就出现同样的问题。
为此，提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，包括模具主体，模具主体包括刚性内模芯和软性外模，软性外模与刚性内模芯之间形成圆筒状模腔以容置待成型粉料，包括以可拆卸的方式套在所述软性外模外侧的刚性模套，刚性模套上开有过水通孔供冷等静压介质进出。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述的过水通孔有多个，环周间隔阵列排布在刚性模套侧壁上。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述刚性内模芯和软性外模都为圆筒状；所述模具主体包括底座，底座顶部朝上凸出有环状凸台，环状凸台内径与刚性内模芯的外径相配而外径与软性外模的内径相配；刚性内模芯安装在环状凸台的内侧而软性外模安装在环状凸台的外侧，软性外模和刚性内模芯之间的间隙形成所述模腔。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述模具主体包括两个软性塞环，分别放入到模腔的顶部和底部从而堵住并密封模腔。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述刚性模套包括多个模套单元，每个模套单元顶部设有顶部对接结构而底部设有底部对接结构，多个模套单元上下排列；上下相邻的两个模套单元，居上的模套单元的底部对接结构对接居下的模套单元的顶部对接结构。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述顶部对接结构具体系朝上伸出的环状外凸台，该环状外凸台位于模套单元顶面的靠近外壁面的一侧；所述底部对接结构具体系朝下伸出的环状内凸部，该环状内凸部位于模套单元底面的靠近内壁面的一侧；环状外凸台嵌合环状内凸部从而实现所述对接。
还提供一种旋转靶材的冷等静压成型模具，所述的模套单元数量具体是两个，上下排列。
有益效果：刚性模套套住软性外模，使得无论软性外模是否出现形变，都能在被刚性模套套住后，受刚性模套内壁限制并校正为贴合该内壁的状态，就保证了成型模具的模腔始终为较为规则的圆筒状。装粉完成后，刚性模套在保持套住软性外模的状态下，随成型模具、粉料一同进入到冷等静压液体介质环境中，液体介质经刚性模套的进水通孔对软性外模施压，从而压制模腔中的粉料。压制完成后，将成型模具从液体介质环境中取出，此时刚性模套仍然套住软性外模，开模后能得到较规则的圆筒状旋转靶材生胚，对这样的生胚烧结后制得的旋转靶材壁厚较均匀且外表面较规则，无需在后续的车削加工工艺中削去较多的靶材，高效又不浪费。
附图说明
图1是旋转靶材的冷等静压成型模具的结构示意图。
图2是图1的爆炸图。
图3是沿图1中A-A方向的剖视图。
图4是图3中B部分的放大图。
符号说明：
1-成型模具；2-刚性内模芯；21-握柄；3-软性外模；4-底座；41-环状凸台；5-模腔；61-顶部的软性塞环；62-底部的软性塞环；7-刚性模套；71-居上的模套单元；72-居下的模套单元；73-过水通孔；74-顶部对接结构；741-环状外凸台；75-底部对接结构；751-环状内凸部。
具体实施方式
以下结合具体实施方式作本发明创造作进一步详细说明。
冷等静压成型模具用于成型旋转靶材生胚，其原理是把经过前处理工艺得到的原材料粉料装入到成型模具的模腔内，再把整个成型模具连同粉料一同置于冷等静压液体介质环境中，利用液体介质对模具施压，使粉料被压制成与模腔一致的圆筒状，开模后取料即得到所需的旋转靶材生胚。
旋转靶材的冷等静压成型模具见图1，成型模具1主体包括圆筒状的刚性内模芯2和同为圆筒状的软性外模3，软性外模3的内径大于刚性内模芯2的外径。见图2和图3，刚性内模芯2顶部和底部都设有横置的握柄21，通过握持该握柄21把刚性内模芯2放置到软性外模3中或将刚性内模芯2从软性外模3中移出。成型模具1主体的底部配有圆形底座4，底座4顶部朝上凸出有环状凸台41，该环状凸台41内径与刚性内模芯2的外径相配而外径与软性外模3的内径相配。把刚性内模芯2安装在环状凸台41的内侧并把软性外模3安装在环状凸台41的外侧，此时软性外模3就如图1所示包围在刚性内模芯2外侧，两者实现圆心对准，软性外模3和刚性内模芯2之间的间隙则形成圆筒状的模腔，供待成型的原材料粉料装填容置。成型模具1主体还配有两个软性塞环61、62，每个软性塞环的内径、外径分别与刚性内模芯2的外径、软性外模3的内径相配，且都采用聚氨酯制成。两个软性塞环61、62分别装在模腔5的顶部和底部，用于堵住并密封模腔5，防止粉料外溢以及液体介质渗入。
为了避免软性外模3在多次受压后产生形变，导致模腔5变形，造成粉料成型后得不到较为规则的圆筒状旋转靶材生胚，成型模具1设有圆筒状的刚性模套7。见图2和图3，刚性模套7包括上下排列的两个模套单元71、72，每个模套单元都为圆筒状，都开有多个过水通孔73供冷等静压液体介质进出，这些过水通孔73呈环周间隔阵列排布在模套单元的侧壁上。见图3和图4，每个模套单元内径与软性外模3外径相配，顶部都朝上伸出有环状外凸台741以作为顶部对接结构74，该环状外凸台741位于相应模套单元顶面的靠近外壁面的一侧。而每个模套单元底部亦都朝下伸出有环状内凸部751以作为底部对接结构75，该环状内凸部751位于相应模套单元底面的靠近内壁面的一侧，环状内凸部751与环状外凸台741相配。如此则上下两个模套单元71、72，见图2和图4，居上的模套单元71的环状内凸部751嵌合居下的模套单元72的环状外凸台741从而使得上下两个模套单元71、72对接在一起并圆心对准。如此，对接好的上下两个模套单元71、72共同套在软性外模3外侧，使得无论软性外模3是否出现形变，都能在被模套单元71、72套住后，受模套单元71、72内壁限制并校正为贴合该内壁的状态，就保证了成型模具1的模腔5始终为较为规则的圆筒状。
由于待成型粉料中含有尺寸不同的大颗粒粉料和小颗粒粉料，装入到模腔5中的待成型粉料彼此之间容易出现间隙而不够紧密，因此需要为成型模具1配置振动机(图中未示出)，藉由振动机振动使尺寸较小的粉料掉入并填满间隙。见图2和图3，若要制得旋转靶材生胚，需先把圆形底座4放置到振动机上并固定，随后把刚性内模芯2和软性外模3安装到圆形底座4上，使刚性内模芯2和软性外模3完成定心并形成模腔5，然后再用对接好的上下两个模套单元71、72套在软性外模3外侧以校正模腔5。接着，把其中一个软性塞环62放入到模腔5的底部以作为模腔5封底，封底完成后就可以启动振动机并开始往模腔5中装填原材料粉料了。粉料在振动机的振动下不断装入模腔5，直至粉料将近填满模腔5时，需关闭振动机并往模腔5中放入另一个软性塞环61以作为模腔5封顶，就完成装粉操作了。
装粉操作完成后，把整个成型模具1置于冷等静压液体介质环境中，部分液体介质进入模套单元71、72的过水通孔73并对软性外模3全方位环周施压，同时另一部分液体介质则对位于模腔5顶部的软性塞环61施压，如此则模腔5中的粉料受到横向、纵向的压制力从而被压制成型。压制完成后，把成型模具1从液体介质环境中取出后开模，即可得到所需的旋转靶材生胚。
在本实施例中，刚性模套7为两个模套单元71、72，并以可拆卸的方式套在软性外模3外侧，目的是为了在不使用成型模具1时方便拆卸、存放。在其他实施例中，刚性模套也可以根据实际制造场地而改为只有一个模套单元或多于两个模套单元。若模套单元的数量为一个，则无需在顶部和底部设置对接结构；若模套单元的数量为多于两个，则这些模套单元上下排列，其中，上下相邻的两个模套单元，居上的模套单元的底部对接结构对接居下的模套单元的顶部对接结构。
如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。
Claims (7)
1.一种旋转靶材的冷等静压成型模具，包括模具主体，模具主体包括刚性内模芯(2)和软性外模(3)，软性外模(3)与刚性内模芯(2)之间形成圆筒状模腔(5)以容置待成型粉料，其特征在于，包括以可拆卸的方式套在所述软性外模(3)外侧的刚性模套(7)，刚性模套(7)上开有过水通孔(73)供冷等静压介质进出。
2.如权利要求1所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于，所述的过水通孔(73)有多个，环周间隔阵列排布在刚性模套(7)侧壁上。
3.如权利要求1所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于：所述刚性内模芯(2)和软性外模(3)都为圆筒状；所述模具主体包括底座(4)，底座(4)顶部朝上凸出有环状凸台(41)，环状凸台(41)内径与刚性内模芯(2)的外径相配而外径与软性外模(3)的内径相配；刚性内模芯(2)安装在环状凸台(41)的内侧而软性外模(3)安装在环状凸台(41)的外侧，软性外模(3)和刚性内模芯(2)之间的间隙形成所述模腔(5)。
4.如权利要求3所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于，所述模具主体包括两个软性塞环(61、62)，分别放入到模腔(5)的顶部和底部从而堵住并密封模腔(5)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于，所述刚性模套(7)包括多个模套单元，每个模套单元顶部设有顶部对接结构(74)而底部设有底部对接结构(75)，多个模套单元上下排列；上下相邻的两个模套单元，居上的模套单元的底部对接结构(75)对接居下的模套单元的顶部对接结构(74)。
6.如权利要求5所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于：所述顶部对接结构(74)具体系朝上伸出的环状外凸台(741)，该环状外凸台(741)位于模套单元顶面的靠近外壁面的一侧；所述底部对接结构(75)具体系朝下伸出的环状内凸部(751)，该环状内凸部(751)位于模套单元底面的靠近内壁面的一侧；环状外凸台(741)嵌合环状内凸部(751)从而实现所述对接。
7.如权利要求6所述的一种旋转靶材的冷等静压成型模具，其特征在于，所述的模套单元数量具体是两个，上下排列。
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