背板的形成方法_2

文档序号:8351044阅读:来源:国知局
格采用上述的锻打条件,并且严格控制锻打的变形率,与后续的工艺是紧密不可分的。具体原因如下:
[0046](I)使原来的粗大枝状晶粒和柱状晶粒打碎变为细小晶粒,使后续形成背板的晶粒度能够符合磁控溅镀要求。
[0047](2)能够很好的平衡锻打过程中的第一底板坯料内部的硬度与塑性。具体为严格控制锻打后形成的第二底板坯料内部的缺陷(空位、错位)分布,在保证第二底板坯料塑性的前提下,尽量提高第二底板坯料内部的缺陷(空位、错位)的数量。便于后续退火过程中,铝合金元素原子与这些缺陷结合,利于铝合金元素进行偏聚形成硬化区,从而为后续可以得到硬度高的底板做准备,进而为后续可以得到硬度高的背板做准备,硬度高的背板应用于磁控溅镀工艺时不容易变形。本实施例的锻打条件还必须控制第一底板坯料11的塑性,以使锻打变形率满足50%?70%,进而使粗大枝状晶粒和柱状晶粒充分细化。
[0048](3)减少第一底板坯料11的变形抗力,因而可以减少被锻打的第一底板坯料11变形时所需的锻压力,使锻压施加的力度大大减小。
[0049]另外,锻打温度如果太低、锻打压力太大会在第一底板坯料11的表面产生裂纹,如果锻打压力太小,锻打温度太高,就无法锻打至上述变形率,进而无法充分细化晶粒,得到的背板的性能不符合磁控溅镀的要求。
[0050]对第一底板坯料11进行锻打,形成第二底板坯料后,对第二底板坯料进行第一水冷,所述第一水冷为将第二底板坯料放入10°C?40°C (包括端点)的水中冷却至室温(23°C ±2°C)。之所以采用第一水冷,而不用空冷等较慢的冷却方法,原因如下:(1)尽快保证第二底板坯料现有的晶粒尺寸,防止其长大。(2)防止出现混晶的现象。(3)减少第二底板坯料内部组织或质点析出。(4)锻打形成的缺陷(空位、错位)会被固定在第二底板坯料中。
[0051]接着,执行步骤S3,对所述第一盖板坯料12进行锻打,形成第二盖板坯料。
[0052]形成第二盖板坯料的锻打条件与形成第二底板坯料的锻打条件相同、变形率相同。得到的第二盖板坯料的性能与第二底板坯料的性能相同。
[0053]对第一盖板坯料12进行锻打,形成第二盖板坯料后,对第二盖板坯料进行第二水冷,所述第二水冷为将第二盖板坯料放入10°C?40°C (包括端点)的水中冷却至室温(230C ±2°C)。对第二盖板坯料进行第二水冷的作用与对第二底板坯料进行第一水冷的作用相同。
[0054]接着,执行步骤S4,对所述第二底板坯料进行退火,形成底板31 (参考图4)。
[0055]本实施例中,对第二底板坯料进行退火的条件为:退火温度为380°C?420°C,退火时间为58min?60min。
[0056]本实施例中之所以对第二底板坯料进行上述退火是为了消除锻打的残余应力,防止后续形成的底板变形和开裂。退火温度太低、退火时间太短都很难将第二底板坯料内部的锻打残余应力去除。退火温度太高、退火时间太长都会影响后续形成底板31的性能。
[0057]形成底板31后,对底板31进行第三水冷。所述第三水冷为将第二底板坯料放入10°C?40°C(包括端点)的水中冷却至室温(23°C ±2°C)。之所以进行第三水冷,原因如下:
(I)上述温度的水冷有利于铝合金元素原子迅速与锻打工艺中缺陷结合,并且缺陷结合的铝合金元素原子不会慢慢移出底板31,利于铝合金元素进行偏聚形成硬化区,可以提高底板31的硬度。(2)减小退火工艺对底板31中各相成分含量的影响,减小底板31中粗大化合物数量,有利于控制晶粒尺寸。
[0058]接着,执行步骤S5,对所述第二盖板坯料进行退火,形成盖板32 (参考图4)。
[0059]本实施例中,对第二盖板坯料进行退火、冷却的条件与对第二底板坯料进行退火、冷却的条件相同。形成盖板32的性能与底板31的性能相同。
[0060]本实施例中,后续形成的背板为带冷却水通道的背板,形成盖板32后,在底板31的盖板安装槽311底面加工冷却水道凹槽312’,所述冷却水道凹槽312’与所述盖板32底面组成冷却水道312 (参考图5)。加工冷却水道的方法为本领域技术人员常用方法。
[0061]当然,在其他实施例中,如果制作没有水道的背板,在底板31的盖板安装槽底面也可以不加工冷却水道凹槽。
[0062]参考图4和图5,接着,执行步骤S6,将所述底板31与所述盖板32进行焊接,形成背板30。
[0063]本实施例中,所述焊接为真空钎焊工艺,选用的钎料33为铝基钎料。选用铝基钎料的优势如下:
[0064](I)相对于其他钎料,铝基钎料在高温下实现铝合金材料的焊接时,可以最容易并且最快速的扩散浸润至铝合金材料中,铝基钎料焊接后形成的铝合金背板的结合强度很高、焊接速度快。
[0065](2)铝基钎料在熔融态下实现焊接,熔融态的铝基钎料流动性很差,在焊接的过程中,熔融态的铝基钎料不会流入冷却水道中。
[0066](3)铝基钎料含锡少,具有一定的硬度,因此容易做成薄片镂空结构,薄片状的铝基钎料方便置入底板31上。其中,钎料中的镂空处的形状与冷却水道槽状结构的形状是--对应的。
[0067]本实施例中,将钎料33放置于底板31的盖板安装槽内,然后,将盖板22置入有钎料33的盖板安装槽内,焊接形成背板。
[0068]将钎料33放置于底板31的盖板安装槽内时,钎料33中的镂空处与冷却水道槽状结构对应放置,能够防止在冷却水道槽状结构的凹槽位置处也就是后续形成的冷却水通道中具有钎料,后续的焊接工艺中,冷却水道中如果有钎料,该钎料熔化后会发生冷却水道堵塞现象。
[0069]所述焊接工艺在真空钎焊炉中进行,真空钎焊炉的真空度小于等于10_3Pa,真空钎焊炉的压力为0.28MPa?0.32MPa。
[0070]本实施例中,为了防止背板在焊接过程中发生氧化,将真空钎焊炉的真空度设置为小于等于lOOPa,其中,真空度为给定空间内的绝对压强,和常规理解的真空度的概念不同。当然,真空钎焊炉的真空度越小越好,背板发生氧化的几率也就越小。
[0071]设置真空钎焊炉的压力为0.28MPa?0.32MPa,可以增加盖板32与底板31的焊接强度,同时缩短焊接时间。如果真空焊接炉施加的压力过大,后续形成的背板容易发生变形,例如,容易使得冷却水道发生变形,出现漏水等状况。当然,如果真空钎焊炉的压力小于0.28MPa,则后续形成的背板的焊接强度不符合要求。
[0072]焊接工艺在真空钎焊炉中进行,以大于等于5°C /min且小于等于10°C /min的升温速度将真空钎焊炉的温度升至焊接温度,所述焊接温度为大于等于600°C且小于等于630°C,并在所述焊接温度下保温大于等于120min且小于等于130min。
[0073]升温速度如果大于10°C /min,则升温速度太快,背板外表面温度过高不容易扩散至内部,造成背板坯料的内外温度不均匀,温度不均匀的背板会发生变形。发生变形的背板焊接结合强度差。升温速度如果小于5°C /min,则第一升温速度太慢,升温时间太长,时间成本和费用太高。
[0074]焊接温度之所以为600°C?630°C,铝基钎料处于熔融状态,一方面能够实现铝基钎料中的铝原子可以大量并且快速的扩散至铝合金中,实现结合能力强、高效的焊接;另一方面,在熔融状态的铝基钎料流动性很差,焊接过程中不流入至冷却水道中,防止堵塞冷却水道。因此,焊接温度如果超过630°C,铝基钎料会熔化,在焊接过程中容易流至冷却水道,将冷却水道堵塞;焊接温度如果低于600°C,则铝基钎料无法实现焊接。
[0075]在焊接温度下保温时间越长越有利于铝基钎料中铝原子的扩散,也就是说越有利于钎料与铝合金之间的浸润、相互扩散,因此,钎料与铝合金的焊接结合强度就越大。本实施例中,保温大于等于120min且小于等于130min。保温时间如果小于120min,钎料与铝合金之间的浸润不充分、扩散不充分,从而使得钎料与铝合金之间的焊接结合强度小。如果保温时间大于60min,则工艺成本比较高。
[0076]本实施例中的焊接工艺参数的设定、焊接钎料的选择在能够提高底板和盖板焊接结合强度的同时,还缩短了焊接时间。
[0077]钎焊完成后,形成背板30。
[007
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