一种热等静压用包套的制作方法

本实用新型属于热等静压技术领域，涉及热等静压配件，尤其涉及一种热等静压用包套。

背景技术：

热等静压(hotisostwticpressing，hip)是指将制品放置到密闭的容器中，在一定温度和真空度下对包套内的粉末坯料进行脱气处理，保证包套内真空氛围，然后施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。粉末热等静压材料一般具有均匀的细晶粒组织，能避免铸锭的宏观偏析，提高材料的工艺性能和机械性能。热等静压工艺的优点在于集热压和等静压于一身，成形温度低，产品致密，性能优良，因此常常用来制备半导体磁控溅射所需的合金靶材。

在热等静压工艺中，包套是非常重要的一个工具，是保证粉末制品性能的关键，满足稳固性好、不会在高温环境下污染制品等条件。目前，包套一般包括套体和上下两个盖板。为了便于将盖板和套体进行焊接，上下两个盖板均设置有起边结构，当上下两个盖板和套体装配好后，起边结构和套体的内表面相接触并增大了接触面积，有助于增大焊接面积，保证焊接强度。然而，焊接得到的包套存在上下两个起边结构处的厚度过厚的问题，导致包套内上下两端的粉末致密度成型困难，使得粉末靶坯上下两端致密度不达标的部分只能进行报废处理，既浪费原材料，又降低了成品率。

例如cn205221522u公开了一种用于容纳热等静压中子吸收材料的包套装置，所述包套装置包括上下端均开口的套体、固定安装在所述套体的下端开口处的下盖、固定安装在所述套体的上端开口处的上盖，所述上盖的下端面、所述下盖的上端面和所述套体的内表面之间形成一个容料空间，在所述上盖上开有装料口，所述热等静压中子吸收材料通过所述装料口装填到所述容料空间内。所述包套装置的上盖和下盖均设置了起边结构，使得热等静压得到的粉末靶坯仍然存在上下两端致密度不达标的问题。

cn210335648u公开了一种磨削料粉末热等静压成型用包套，所述包套包括上护架、下护架、内包套和外包套；所述外包套为圆柱形筒体，上护架和下护架分别设置在外包套的上下两端，所述外包套的内壁上焊接有内包套，内包套的上下两端焊接有上贴合层和下贴合层，上贴合层和下贴合层设置在外包套内部，所述上贴合层设置有进料管和真空管，进料管和真空管延伸出上护架外侧。所述包套的上护架和下护架均设置了起边结构，使得热等静压得到的粉末靶坯仍然存在上下两端致密度不达标的问题。

cn206652973u公开了一种热等静压用管状包套，包括包套壁和固定设置在包套壁上的抽气管，所述包套壁包括管状的外壁、设置在外壁中心处的管状的内壁，内壁和外壁的上下两端分别通过上堵环和下堵环固定连接，内壁、外壁、上堵环和下堵环共同围合出管状的原料腔，所述下堵环的断面呈“u”型结构且开口向外，“u”型的竖直部分分别与内壁和外壁相贴合且焊接固定，所述上堵环与下堵环的结构相同。所述管状包套的上堵环和下堵环均设置了起边结构，使得热等静压得到的粉末靶坯仍然存在上下两端致密度不达标的问题。

综上所述，目前亟需开发一种新型的热等静压用包套，以此提高原材料的利用率和粉末靶坯的成品率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种热等静压用包套，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，即上下盖板均为平面板状结构，然后采用平焊将上下盖板和套体相连接得到所述热等静压用包套。所述热等静压用包套的上下两端均避免了起边结构处厚度过厚的问题，防止了粉末靶坯上下两端致密度不达标的问题，提高了原材料的利用率和粉末靶坯的成品率；而且，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，本实用新型所述热等静压用包套节省了制备包套的成本投入。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的目的在于提供一种热等静压用包套，所述热等静压用包套包括套体、上盖板和下盖板；所述套体为上下端均开口的结构，所述上盖板和所述套体的上端开口形状相同，所述下盖板和所述套体的下端开口形状相同；所述上盖板和所述下盖板均为平面板状结构，所述上盖板嵌入所述套体的上端开口并与所述套体相连接，所述下盖板嵌入所述套体的下端开口并与所述套体相连接；所述上盖板设有抽气孔。

本实用新型所述热等静压用包套省去了上下两个盖板的起边结构，即上下盖板均为平面板状结构，然后采用平焊将上下盖板和套体相连接得到所述热等静压用包套，避免了起边结构处厚度过厚所导致的粉末靶坯上下两端致密度不达标的问题，提高了原材料粉末的利用率和热等静压制半导体粉末靶坯的成品率；而且，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，本实用新型所述热等静压用包套节省了制备包套的成本投入。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述上盖板嵌入所述套体的上端开口，并通过焊接与所述套体相连接；所述下盖板嵌入所述套体的上端开口，并通过焊接与所述套体相连接。

本实用新型所述焊接方法为现有技术已知的焊接方法，优选为氩弧焊，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。

作为本实用新型优选的技术方案，所述套体的上端开口和下端开口的形状相同，均为圆形、矩形或者同心环形。

作为本实用新型优选的技术方案，所述套体的上端开口和下端开口的形状均为同心环形，所述套体包括管状外壁和设置在所述管状外壁中心处的管状内壁。

作为本实用新型优选的技术方案，所述管状内壁的中心处还设置有圆柱状的芯棒，所述芯棒的侧壁与所述管状内壁相贴合。

作为本实用新型优选的技术方案，所述套体为铝套体或铝合金套体，厚度为2.5-3.5mm，例如2.5mm、2.7mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.4mm或3.5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述上盖板为铝上盖板或铝合金上盖板，厚度为2.5-3.5mm，例如2.5mm、2.7mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.4mm或3.5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述下盖板为铝下盖板或铝合金下盖板，厚度为2.5-3.5mm，例如2.5mm、2.7mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.4mm或3.5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热等静压用包套还包括抽气管，用于抽除所述热等静压用包套内的气体。

作为本实用新型优选的技术方案，所述抽气管为铝抽气管或铝合金抽气管，厚度为3-4mm，例如3mm、3.2mm、3.4mm、3.5mm、3.7mm、3.9mm或4mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供了一种热等静压用包套，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，即上下盖板均为平面板状结构，然后采用平焊将上下盖板和套体相连接得到所述热等静压用包套，所述热等静压用包套的上下两端均避免了起边结构处厚度过厚的问题，防止了粉末靶坯上下两端致密度不达标的问题，提高了原材料的利用率和粉末靶坯的成品率；

(2)本实用新型提供了一种热等静压用包套，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，节省了制备包套的成本投入。

附图说明

图1为实施例1所述热等静压用包套的截面示意图；

图2为实施例2所述热等静压用包套的截面示意图；

图3为对比例1所述热等静压用包套的截面示意图；

图4为对比例2所述热等静压用包套的截面示意图；

其中，1-套体；2-上盖板；3-下盖板；4-抽气孔；5-抽气管；11-管状外壁；12-管状内壁；13-芯棒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之发生变化。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1

本实施例提供了一种热等静压用包套，用于制备cn108004515a公开的圆柱状铁钴钽合金溅射靶坯，直径为227mm、高度为160mm，如图1所示，所述热等静压用包套包括套体1、上盖板2和下盖板3；所述套体1为上下端均开口的结构，所述上盖板2和所述套体1的上端开口形状相同，所述下盖板3和所述套体1的下端开口形状相同；所述上盖板2和所述下盖板3均为平面板状结构，所述上盖板2嵌入所述套体1的上端开口并与所述套体1相连接，所述下盖板3嵌入所述套体1的下端开口并与所述套体1相连接；所述上盖板1设有抽气孔4；

所述上盖板2嵌入所述套体1的上端开口，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；所述下盖板3嵌入所述套体1的上端开口，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；

所述套体1的上端开口和下端开口的形状相同，均为圆形；

所述套体1为铝合金套体，厚度为3mm，高度为166mm；

所述上盖板2为铝合金上盖板，厚度为3mm；

所述下盖板3为铝合金下盖板，厚度为3mm；

所述热等静压用包套还包括抽气管5，用于抽除所述热等静压用包套内的气体，所述抽气管5为铝合金抽气管，厚度为3.5mm。

采用本实施例所述热等静压用包套制得的粉末靶坯，原材料的利用率为96.92％；而且，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，节省了制备包套的成本投入。

实施例2

本实施例提供了一种热等静压用包套，用于制备cn108004515a公开的管状铁钴钽合金溅射靶坯，外直径为227mm、内直径为167mm、高度为160mm，如图2所示，所述热等静压用包套包括套体1、上盖板2和下盖板3；所述套体1为上下端均开口的结构，所述上盖板2和所述套体1的上端开口形状相同，所述下盖板3和所述套体1的下端开口形状相同；所述上盖板2和所述下盖板3均为平面板状结构，所述上盖板2嵌入所述套体1的上端开口并与所述套体1相连接，所述下盖板3嵌入所述套体1的下端开口并与所述套体1相连接；所述上盖板1设有抽气孔4；

所述上盖板2嵌入所述套体1的上端开口，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；所述下盖板3嵌入所述套体1的上端开口，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；

所述套体1的上端开口和下端开口的形状相同，均为同心环形；所述套体包括管状外壁11和设置在所述管状外壁中心处的管状内壁12，所述管状外壁11的厚度为3mm，所述管状内壁12的厚度为3mm；所述管状内壁12的中心处还设置有圆柱状的芯棒13，所述芯棒13的侧壁与所述管状内壁12相贴合；

包括管状外壁11和管状内壁12的所述套体1为铝套体，高度为166mm；

所述上盖板2为铝上盖板，厚度为3mm；

所述下盖板3为铝下盖板，厚度为3mm；

所述热等静压用包套还包括抽气管5，用于抽除所述热等静压用包套内的气体，所述抽气管5为铝抽气管，厚度为3mm。

采用本实施例所述热等静压用包套制得的粉末靶坯，原材料的利用率为95.38％；而且，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，节省了制备包套的成本投入。

对比例1

本对比例提供了一种热等静压用包套，用于制备cn108004515a公开的圆柱状铁钴钽合金溅射靶坯，直径为227mm、高度为160mm，如图3所示，除了上盖板2和下盖板3均设有起边结构，其他条件和实施例1完全相同，具体如下：

所述套体1为铝合金套体，厚度为3mm，高度为200mm；

所述上盖板2为铝合金上盖板，厚度为3mm，边缘设有高度为20mm的起边结构；所述上盖板2的断面呈“u”型且开口向外，“u”型的竖直部分与所述套体1的内壁相贴合，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；

所述下盖板3为铝合金上盖板，厚度为3mm，边缘设有高度为20mm的起边结构；所述下盖板3的断面呈“u”型且开口向外，“u”型的竖直部分与所述套体1的内壁相贴合，并通过氩弧焊与所述套体1相连接。

采用本实施例所述热等静压用包套制得的粉末靶坯，上下两端各有厚度约20mm的部分致密度不达标，导致原材料的利用率仅为69.23％；而且，所述上下两个盖板均设置了起边结构，使得套体的高度相应增加，增加了制备包套的成本投入。

对比例2

本对比例提供了一种热等静压用包套，用于制备cn108004515a公开的圆柱状铁钴钽合金溅射靶坯，直径为227mm、高度为160mm，如图4所示，除了上盖板2和下盖板3均设有起边结构，其他条件和实施例1完全相同，具体如下：

所述套体1为铝合金套体，厚度为3mm，高度为166mm；

所述上盖板2为铝合金上盖板，厚度为3mm，边缘设有高度为20mm的起边结构；所述上盖板2的断面呈“u”型且开口向内，“u”型的竖直部分与所述套体1的内壁相贴合，并通过氩弧焊与所述套体1相连接；

所述下盖板3为铝合金上盖板，厚度为3mm，边缘设有高度为20mm的起边结构；所述下盖板3的断面呈“u”型且开口向内，“u”型的竖直部分与所述套体1的内壁相贴合，并通过氩弧焊与所述套体1相连接。

采用本实施例所述热等静压用包套制得的粉末靶坯，上下两端各有厚度约17mm的部分致密度不达标，原材料的利用率为73.66％；而且，所述上下两个盖板均设置了起边结构，使得套体的高度相应增加，增加了制备包套的成本投入。

综上所述，本实用新型提供了一种热等静压用包套，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，即上下盖板均为平面板状结构，然后采用平焊将上下盖板和套体相连接得到所述热等静压用包套，所述热等静压用包套的上下两端均避免了起边结构处厚度过厚的问题，防止了粉末靶坯上下两端致密度不达标的问题，提高了原材料的利用率和粉末靶坯的成品率；而且，省去所述热等静压用包套的上下盖板的起边结构，相比于现有技术中同规格的热等静压用包套，节省了制备包套的成本投入。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。