CS251312B1

CS251312B1 - Method of metal treatment before blasting cladding · with bimetal deformation

Info

Publication number: CS251312B1
Application number: CS839401A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Chladek; Vladimir Soucek; Jan Vacek; Josef Tesar; Josef Koritta
Original assignee: Lubomir Chladek; Vladimir Soucek; Jan Vacek; Josef Tesar; Josef Koritta
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1987-06-11
Also published as: CS940183A1

Abstract

Řešení se týká způsobu úpravy kovů před. výbuchovým plátování» s omezení· deformací bimetalu. Jeho podstatou je, že kov, jehož ztráta má být vyloučena, se užije ve funkci plátovaného kovu, přičemž se zapustí do kovového přípravku ve tvaru, desky a nebo bloku. Je s ním spojen snadno oddělitelnou vazbou, např. zalepen pryskyřicí nebo zalit nízkotavitelnou kovovou slitinou. Celková tlouštlca přípravku s kovem, ani tlouštka plátujícího kovu, není omezena, čímž se dosáhne potřebné tlouštky a složení povlaku a deformaci je možno omezit nebo zcela vyloučit. Plátující kov se výbuchově svaří s plátovaným kove» i s obklopující· jej okrajem přípravku, čímž se dokonale zabrání jakékoliv ztrátě plátovaného kovu. Řešení je možné použít při výrobě magnetřonových napraáovacích terčů, nebo při plátování obtížně tvářitelných materiálů.The solution concerns a method of treating metals before explosive plating with limited deformation of the bimetal. Its essence is that the metal, the loss of which is to be excluded, is used as the clad metal, while it is embedded in a metal preparation in the form of a plate or block. It is connected to it by an easily separable bond, e.g. glued with resin or cast with a low-melting metal alloy. The total thickness of the preparation with the metal, nor the thickness of the clad metal, is not limited, whereby the required thickness and composition of the coating is achieved and deformation can be limited or completely eliminated. The clad metal is explosively welded to the clad metal and to the surrounding edge of the preparation, thereby perfectly preventing any loss of the clad metal. The solution can be used in the production of magnetron sputtering targets, or in the clad of difficult-to-form materials.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy kovů před výbuchovým plátováním a řeší omezení deformace bimetalu pro výrobu bimetalických případně vícevrstvých desek.The present invention relates to a method for treating metals prior to explosion cladding and to a method for reducing bimetallic deformation for the manufacture of bimetallic or multilayer sheets.

Dosavadní způsob výbuchového plátování kovů se používá převážně při výrobě bimetalických, příp. vícevrstvých desek anebo plechů z obecných kovů, nejčastěji v kombinaci uhlíkové konstruk ční oceli s ocelí korozivzdomou nebo neželezným kovem. Na základní plátovaný kov se umístí plátující kov ve tvaru desky nebo plechu, který se pokryje vrstvou příslušné trhaviny. Podmínkou pro vznik homogenního, celoplošného svaru je, aby plocha plátujícího plechu s trhavinou byla větší než deska základního kovu. To v praxi nevyhnutelně vede k jistým ztrátám materiálu plátující desky, nebol není reálné nalézt na střelišti všechny úlomky nebo odstřižky z přesahujícího obvodu plátujícího kovu, který je urychlován detonující trhavinou; kromě toho může dojít i k menším ztrátám základního plátovaného kovu při hranách plátované plochy. Tento obvyklý postup není vhodný pro plátovací operaci tam, kde jednou složkou bimetalu je drahý nebo velice nákladný kov, např. zlato, stříbro, platina, palladium, obecné kovy ultravysoké čistoty, speciální slitiny apod., tj. zejména u bimetalických materiálů pro elektrotechniku a mikroelektroniku kontaktní materiály nebo terče pro iontové naprašování kovů a jejich slitin či sloučenin atd., přičemž druhou složku bimetalu představuje zpravidla raěcí, bronz či jiný obecný kov. Způsob není vhodný ani tehdy, má-li být vytvořen bimetal, jehož složky mají různou velikost plochy, přičemž není možné jednu složku na menší formát dodatečně opracovat, např. opět u drahých kovů, ani v případě, že plátovaný drahý kov má menší tloušlku než plátující obecná složka bimetalu. Postup nedává uspokojivé výsledky, proto· že spojení není dokonalé v celé ploše, bimetal, pokud vůbec vznikne, vykazuje enormní deformace a zdaleka není vyloučenoThe current method of explosive metal cladding is used mainly in the production of bimetallic or bimetallic metals. multi-layer plates or sheets of base metal, most often in combination with carbon structural steel with stainless steel or non-ferrous metal. A clad metal in the form of a plate or sheet is placed on the base clad metal and covered with a layer of the respective explosive. The condition for a homogeneous, full-area weld is that the area of the clad sheet with the explosive is larger than the base metal plate. In practice, this inevitably leads to some losses of the clad plate material, since it is not realistic to find all fragments or shavings on the firing range from the protruding circumference of the clad metal, which is accelerated by the detonating explosive; in addition, minor losses of the base clad metal may occur at the edges of the clad surface. This conventional procedure is not suitable for a cladding operation where one component of bimetal is an expensive or very expensive metal, such as gold, silver, platinum, palladium, ultra-high purity base metals, special alloys, etc., i.e. especially bimetallic materials for electrical engineering and microelectronics contacting materials or targets for the ionic sputtering of metals and their alloys or compounds, etc., wherein the second component of bimetal is typically an engraving, bronze or other base metal. The method is not suitable even if a bimetal is to be formed whose components have different surface areas and one component cannot be reworked to a smaller format, for example again in precious metals, even if the clad precious metal has a thickness less than cladding general component of bimetal. The procedure does not give satisfactory results because · the connection is not perfect in the whole area, bimetal, if any, exhibits enormous deformations and is far from excluded

- 2 riziko úplné či částečné ztráty drahého kovu. 251 312- 2 risk of total or partial loss of the precious metal. 251 312

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy kovů. před výbuchovým plátováním s omezením deformací biraetaiu, jehož podstata spočívá v tom, že plátovaný kov se zapustí do kovového přípravku, a spojí se s ním přilepením vrstvou pryskyřice nebo připájeníra nízkotavitelnou slitinou tak, že povrch plátovaného kovu navazuje nejméně ze tří stran na povrch přípravku, který je s ním v jedné rovině.The above mentioned drawbacks are eliminated by the method of metal treatment. prior to explosion cladding with reduced biraetium deformation, which consists in embedding the clad metal in a metal jig and bonding it to it by adhering a layer of resin or soldering with a low-melting alloy so that the clad metal surface adjoins the surface of the jig at least who is flush with him.

Na přiloženém výkresu jsou znázorněny dva příklady provedeného způsobu úpravy kovů před výbuchovým plátováním podle vynálezu, kde na obr. 1 je v řezu a půdorysu znázorněn plátovaný kov zapuštěný do kovového přípravku zalitý pryskyřicí, a na obr. 2 v řezu a půdorysu plátovaný kov zapuštěný do kovového přípravku zalitý nízkotavitelnou kovovou slitinou (pájkou).In the accompanying drawing, two examples of a method of treating metals prior to explosive cladding according to the invention are shown, in which FIG. 1 is a cross-sectional and plan view of a clad metal embedded in a resin-embedded metal composition; a metal preparation cast with a low-melting metal alloy (solder).

Obr. 1 zobrazuje plátovaný kov 2 zapuštěný do přípravku 2, přičemž plátovaný kov JI je zalit vrstvou pryskyřice o tloušíce řádově několika mikrometrů. Povrch přípravku 2 a povrch 4 plátovaného kovu 2 jsou v jedné rovině. Obr. 2 znázorňuje provedení, v němž je plátovaný kov 2 zapuštěn do přípravku 2, je obklopen libovolně širokou plochou pájky 2 a jeho povrch 4 a současně povrch nejméně tří stran okolního přípravku 2, resp. zalévací slitiny a přípravku, leží v jedné rovině.Giant. 1 shows the clad metal 2 embedded in the jig 2, wherein the clad metal 1 is embedded in a resin layer of the order of several micrometers. The surface of the fixture 2 and the surface 4 of the clad metal 2 are flush. Giant. 2 shows an embodiment in which the clad metal 2 is embedded in the jig 2, is surrounded by an arbitrarily wide surface of the solder 2 and its surface 4 and at the same time the surface of at least three sides of the surrounding jig 2 and the jig. The casting alloy and the jig lie in one plane.

Příklad 1Example 1

Do ocelové desky o rozměrech 320x200x40 mm je v podélné ose vyfrézováno zahloubení podle obr. 1 šířky 127 mm a hloubky 6 mm, sahající do vzdálenosti 30 mm od kratší strany plochy 320x200 mm. Do zahloubení je epoxidovou pryskyřicí vlepena destička o rozměrech 254x127x6 mm z hliníku čistoty 99,999 °/° tak, že ze tří stran na její povrch bezprostředně navazuje povrch ocelového přípravku. Na tuto sestavu je obvyklým způsobem výbuchově naplátován mořený měděný plech tloušíky 3 mm» který se svaří jak s vlepenou hliníkovou destičkou, tak s obklopujícími ji přesahy přípravku. Následným obvodovým proříznutím měděné vrstvy se oddělí požadovaný výsledný bimetal hliník-měS o plošných rozměrech 127x254 mm, který je v celé ploše dokonale svařen a nevykazuje deformace.A recess according to Fig. 1, 127 mm wide and 6 mm deep, is milled in the longitudinal axis into a 320x200x40 mm steel plate, extending 30 mm from the shorter side of the 320x200 mm area. A 254x127x6 mm plate of 99.999% pure aluminum is glued into the recess with the epoxy resin so that the surface of the steel fixture is immediately adjacent to its surface from three sides. A 3 mm thick pickled copper sheet is welded to this assembly in a conventional manner and welds both to the glued aluminum plate and to the surrounding overhangs of the jig. Subsequent circumferential cutting of the copper layer separates the desired resultant aluminum-copper bimetal with a surface area of 127x254 mm, which is perfectly welded over the entire surface and shows no deformation.

Příklad 2Example 2

Do ocelového bloku o rozměrech 550x220x80 mm je soustředná vyfrézováno zahloubení podle obr. 2 o rozměrech 480x160x2 mm se zaoble- 3 251 312 nými rohy. Do něho je centrálně vložen zlatý plech o rozměrech. 445x127x2 mm a zalit měkkou pájkou BiPbSn o teplotě tání 95 °C. Na tuto sestavu je obvyklým způsobem naplátován nejprve mořený měděný plech tloušťky 2 mm a pak další mořený měděný plech o tloušťce 5 mm. PotoŘ se měděná vrstva prořízne tak, aby zůstala plocha o čistém rozměru 464x146 mm a po ohřátí se bimetal zlato-měá z přípravku vyjme. Hotový výrobek je pak tvořen měděnou deskou rozměru 464x146x7 mm s centrálně přivařeným zlatým plechem o ploše 445x127 mm, přičemž není deformován a nedošlo k žádné ztrátě použitého zlata.A recess according to Fig. 2 with a dimension of 480x160x2 mm with rounded corners is milled concentrically into a steel block of dimensions 550x220x80 mm. In it is centrally placed gold plate with dimensions. 445x127x2 mm and sealed with soft solder BiPbSn melting point 95 ° C. Firstly, a 2 mm-stained copper plate and then another 5 mm-stained copper plate are clad in this conventional manner. The copper layer was then cut to leave a net area of 464x146 mm and after heating, the bimetal gold was removed from the formulation. The finished product is then made up of a copper plate of 464x146x7 mm size with centrally welded gold plate of 445x127 mm area, while it is not deformed and there is no loss of used gold.

Způsob podle vynálezu je možno použít při výrobě magnetronových naprašovacích terčů a při plátování obtížně svařitelných materiálů.The process according to the invention can be used in the manufacture of magnetron sputtering targets and in the cladding of difficult-to-weld materials.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for treating metals prior to explosion cladding with reduced bimetal deformation, characterized in that the clad metal is embedded in a metal jig and bonded thereto by adhering a resin layer or soldering with a low-melting alloy so that the clad metal surface adjoins at least three sides to the jig is on one level with him.