DD298071A5 - Verfahren zur herstellung von halbzeugen aus pulversonderwerkstoffen durch heissisostatisches pressen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus Pulversonderwerkstoffen durch heiszisostatisches Pressen. Sie findet insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Halbzeugen fuer Sputtertargets fuer die Mikroelektronikindustrie. Erfindungsgemaesz wird zunaechst mit Hilfe einer an sich bekannten Stahlkapsel das darin von einem hochreinen Mo-Granulat als Druckuebertragungsmittel umgebene Pulver heiszisostatisch verdichtet. Anschlieszend wird nach Wegnahme der Stahlkapsel das ebenfalls verdichtete Druckuebertragungsmittel als Kapsel fuer einen weiteren heiszisostatischen Preszvorgang benutzt. Die beiden HIP-Schritte finden unter gleichen oder unterschiedlichen Bedingungen statt. Die unterschiedlichen Bedingungen werden definiert eingestellt.{Halbzeuge; Pulversonderwerkstoffe; Pressen, heiszisostatisch; Sputtertargets; Stahlkapsel; Druckuebertragungsmittel; Mo-Granulat; Preszvorgang, weiterer; Kapsel}
Description
T1IT2 = 1:1,0 bis 1,35 P1Ip2 = 1:1,0 bis 1,15 t, :t2 = 1:1 bis 3:1,
wobei T, die HIP-Temperatur, p, der HIP-Druck und t die HIP-Zeit sind.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Sio betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus Pulversonderwerkstoffen durch heißisostatisches Pressen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Targethalbzeugen für die Mikroelektronikindustrio.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Das heißisostatische Pressen von Pulvern und die dazu verwendeten Kapseltechniken sind hinreichend bekannt. Mit diesem Verfahren ist es möglich, für viele Anwendungszwecke ausreichend dichte und qualitätsgerechte Halbzeuge herzustellen. Es werden in der Regel aber nur Dichten der Werkslücke erzielt, die 95% der theoretisch erreichbaren Dichte entsprechen. Des weiteren sind oft noch Defekte (Risse) im Preßling zu verzeichnen.
Es sind einige Varianten für das heißisostatische Pressen vorgeschlagen worden, die sich auf eine Vorformung bzw. Vorverdichtung des Pulvers bzw. von porösen Körpern beziehen. So wird z. B. ir> der DE-OS 2730661 beschrieben, daß vor dem eigentlichen HIP-Prozeß ein Vorformling, ζ. B. durch kaltisostatisches Pressen, gebildet und mit einem gasdichten Überzug beschichtet wird.
In der Patentanmeldung WP B30 B/336169 2 wird beschrieben, wie zu verdichtende poröse Werkstücke, die in einer Salzschüttung eingebettet sind, kaltisostatisch zu einer Einheit verpreßt werden. Die als Druckübertrager angewendete Salzschüttung fungiert in dem sich anschließenden HIP-Prozeß als Kapsel. Diese Kapsel wird nach Beendigung des Vorganges mit Wasser aufgelöst.
Die bekannten Verfahren weisen insbesondere den Nachteil auf, daß sie Verdichtungsschritte unterschiedlicher Art kombinieren und dabei auch auf artfremde Materialien zurückgreifen müssen, um die gewünschten Effekte z. B. (Dichte) zu erreichen. Deshalb ist ein erhöhter Aufwand zu verzeichnen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus Pulversonderwerkstoffen durch heißisostatisches Pressen zu realisiaren, das mit geringem Aufwand zu einer hohen Oualität der Halbzeuge führt.
Darlegung des Wesens tier Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren gemäß Titel der Erfindung zu schaffen, das es bei Beachtung des Zieles der Erfindung gestattet, Halbzeuge mit einer Dichte 95% der theoretisch erreichbaren Dichte herzustellen.
Das Verfahren geht davon aus, daß ein Drucküberträger in einem zweiten Verfahrensschritt als Kapsel verwendbar ist.
Erfindungsgernäß wird mit Hilfe einer an sich bekannten Stahlkapsel das darin von einem hochreinen Mo-Granulat umgebene Pulver heißisostüüsch verdichtet. Anschließend wird nach Wegnahme der Stahlkapsel das ebenfalls verdichtete Druckübertragungsmittel als Kapsel für einen weiteren heißisostatischen Preßvorgang benutzt.
In Ausgestaltung der Erfindung finden die beiden HIP-Schritte untsr gleichen oder unterschiedlichen Bedingungen statt.
Die unterschiedlichen VerfahrensschriUparameter werden wie folgt eingestellt:
T,:T2 = 1:1,0 bis 1,35 Pi'.p2 = 1:1,0 bis 1,15 t, :t2 = 1:1 bis3:1,
wobei T, die Temperatur, p, der Druck und t die Zeit des ersten (1) bzw. zweiten (2) HIP-Schritts darstellen. Es ist ersichtlich, daß dasWertetripel(T2, p2 t2) = (1,1,1 !gleichen Bedingungen der beiden HIP-Schritte entspricht.
Ausfuhrungsbeispiel
Dio Erfindung soll nachstehend an zwei Beispielen näher beschrieben werden. Der Ausgangspunkt für beide Beispiele ist gleich. Es soll ein MoSi2i6-Pulver zu Halbzeugen für Sputtertargets he'ßisostatisch verpreßt werden.
Das MoSi2 G-Pulver wird in einer bekannten Stahlkapselkonstruktion angeordnet. Als Druckübertragungsmittel wird ein hochreines Mo-Granulat verwendet, das eine Reinheit von 99,95% aufweist, wobei Sauerstoff (O2) mit 400 ppm und Alkalien mit 2ppm enthalten sind. Die Korngröße des Granulats beträgt 5,6pm.
Die Packung der Kapsel erfolgt auf bekannte Weise, wie in der Patentanmeldung WP B 22 F/3252382 beschrieben.
Die verschweißte Kapsel wird bei 1370K mit 120MPa für 45min dem ersten heißisostatischen Preßvorgang ausgesetzt und danach mit CK · min"1 abgekühlt. Nach mechanischer Entfernung der äußeren Stahlkapsel wird ein zweiter HIP-Schritt mit den gleichen Verfahrensparametern durchgeführt.
Die Schwindungen der Werkstückabmessungen betrugen:
nach dem 1. HIP-Schritt: 15,9% in der Höhe
8,9% im Durchmesser nach dem 2. HIP-Schritt: 1,1 %in der Höhe
0,8% im Durchmesser
Als Bearbeitungszugabe wurde 22% bezogen auf die Masse des Werkstückes eingesetzt.
Die Dichte des hergestellten MoSi2,6-Halbzeuges beträgt 99,2% der theoretisch erreichbaren Dichte.
Die Ausgangsbadingungen (Mo-Granulat, Kapselaufbau) sind identisch mit denen des Eoispiels Bei den beiden HIP-Schritten werden jedoch unterschiedliche Parameter angewendet:
1. HIP-Schritt: · T1 = 1200K
• p, = 120MPa
• ti = 60min
• Schwindung: 10,3% Höhe
5,6% Durchmesser.
Der Vorteil der geringen Schwindung besteht darin daß die Stehlkapsel geringere Wege „zurücklegen" muß und außerdem formgetreuer sein kann.
2. HIP-Schritt: · T2 = 1430K
• p2= 125MPa
• t2 = 30min
• Schwindung: 4,3%Höhe
3,5% Durchmesser.
Als Bearbeitungszugabe mußten nur 5,6% der eingesetzten Werkstückmasse geiiommen werden, was sich günstig auf die Kosten auswirkt. Es wird eine MoSi2e-Dichte des Halbzeuges erreicht, die 100% dor theoretisch erreichbaren Dichte entspricht.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus Pulversonderwerkstoffen durch heißisostatisches Pressen, wobei ein Druckübertragungsmittel als Kapsel verwendet wird, gekennzeichnet dadurch, daß zunächst mit Hilfe einer an sich bekannten Stahlkapsel das darin von einem hochreinen Mo-Granulat als Druckübertragungsmittei umgebone Pulver heißisostatisch verdichtet wird, daß anschließend nach Wegnahme der Stahlkapsal das ebenfalls vurdichtete Druckübertragungsmittel als Kapsel für einen weiteren heißisostat'schi η Preßvorgang benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden HIP-Schritte unter gleichen Bedingungen realisiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden HIP-Schritte unter unterschiedlichen Bedingungen vollzogen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Verfahrensparameter des ersten HIP-Schrittes zu denen des zweiten HIP-Schrittes wie folgt eingestellt werden:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD34421390A DD298071A5 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren zur herstellung von halbzeugen aus pulversonderwerkstoffen durch heissisostatisches pressen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD34421390A DD298071A5 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren zur herstellung von halbzeugen aus pulversonderwerkstoffen durch heissisostatisches pressen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD298071A5 true DD298071A5 (de) | 1992-02-06 |
Family
ID=5620533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD34421390A DD298071A5 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren zur herstellung von halbzeugen aus pulversonderwerkstoffen durch heissisostatisches pressen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD298071A5 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2141371B1 (de) | 2008-06-10 | 2013-07-31 | Forges de Courcelles | Zweiteilige hohle Kurbelwelle und deren Herstellungsverfahren |
-
1990
- 1990-09-26 DD DD34421390A patent/DD298071A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2141371B1 (de) | 2008-06-10 | 2013-07-31 | Forges de Courcelles | Zweiteilige hohle Kurbelwelle und deren Herstellungsverfahren |
| EP2141371B2 (de) † | 2008-06-10 | 2017-05-17 | Forges de Courcelles | Zweiteilige hohle Kurbelwelle und deren Herstellungsverfahren |
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