专利名称：靶材塑性变形方法
技术领域：
本发明涉及靶材制造领域，尤其涉及靶材塑性变形方法。
背景技术：
现有的多数靶材的加工方法主要是控制塑性变形方式、变形速率，并且
控制过程中的温度变化。例如，申请号为00816972.1中国专利申请介绍了一种制备溅射耙材的方法。以至少5%的加工百分比和至少100%/秒的加工速率对金属材料进行塑性加工，并且控制材料加工过程中的温度变化，这样可以良好的控制材料的晶粒度尺寸。
塑性变形工艺有多种，常见的有自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、轧制等。传统的靶材加工是将多种塑性变形工艺进行结合，以金属铝的塑性变形加工工艺为例，请参考图l,所述工艺具体包括切断、自由锻、冲压、礼制等多道工序。其中的每一道工序都比较复杂，需要特定的工艺条件(例如设备等)，难以控制，且对各道工序之间的配合要求也较高。多种塑性变形工艺结合，对设备和人员的要求很高，需要同时准备各种塑性变形工艺的要求，需要的投入很高。特别对于大型靶材(例如直径为300mm及300mm以上的草巴材)而言，因为大型靶材尺寸大，要控制内部性能的均一和稳定，其制作工艺更复杂并且难以稳定。
另外，现有的自由锻、模锻等工艺所使用的设备是锻锤，锻锤在作业时是无法控制每次变形量和变形时间，也就是变形工艺无法精确控制，产品的质量无法得到保证。
因此，传统的塑性变形加工工艺复杂且难以控制，造成生产成本较高，加工效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种靶材塑性变形方法，解决现有技术工艺复杂且成本较高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种靶材塑性变形方法，其包括提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；对所述金属料件进行多道次的轧制工艺，制作成靶材。
可选地，所述轧制工艺为冷轧。
可选的，通过轧机进行所述轧制工艺，所述轧机包括上下对称设置的二个轧辊。
可选地，所述每一道次的轧制工艺具体包括调节二个轧辊间的辊距，所述辊距为轧制目标量；将金属料件送至二个轧辊之间；通过二个轧辊的转动，将所述金属料件进行轧制，送出符合所述轧制目标量的金属料件或靶材。
可选地，所述辊距—艮据压下量或变形速率"i殳定。
可选地，所述二个轧辊的转动方向相反。
可选地，所述耙材的厚度为30mm 100mm。所述耙材的直径为300mm或300mm以上。
可选地，所述方法还包括对经过多道次轧制工艺后形成的靶材进行热处理。所述热处理的温度为200°C~600°C,保温时间为0小时~5小时。
与现有技术相比，上述技术方案所提供的靶材塑性变形方法，在于通过进行多道次的轧制工艺来制作靶材，相对于现有技术，减少了塑性变形工艺中的工序，并使得制作的靶材符合塑性变形工艺要求，提高其生产良率。
因此，通过全轧制工艺，可以简化塑性变形加工工艺，并且全轧制工艺易于控制，可以降低生产成本，提高加工效率。
图1为现有的一种靶材塑性变形方法的过程示意图；图2为本发明实施例的靶材塑性变形方法的流程示意图；图3为本发明实施例的靶材塑性变形方法的过程示意图；图4为图3中每一道次的轧制工艺的流程示意图；图5为图3中每一道次的轧制工艺的实施例示意图。
具体实施例方式
在现有靶材塑性变形方法中，包括多种塑性变形工艺结合的多道工序，造成工序复杂且控制不便，成本较高及加工效率低的问题。有鉴于此，本发明的发明人提出了 一种全轧制工艺，即在省略若干塑性变形工艺的情况下，通过多道次的轧制工艺，完成耙材的塑性变形。
本发明实施例提供一种靶材塑性变形方法，如图2所示，包括步骤Sll，提供金属料件，所述金属料件为铝或铝合金；S12,对所述金属料件进行多道次的轧制工艺，制作成靶材；S13，对经过多道次轧制工艺后形成的靶材进行热处理。通过上述塑性变形方法可以得到符合性能要求的靶材。其中，轧制的目的是使靶材的性能达到要求，热处理的目的是使性能达到要求的靶材稳定，性能不再发生变化。
下面结合附图对上述图2中所示的方法进行详细说明。首先执行步骤Sll,提供金属料件20。如图3所示，在本实施例中，所述金属料件20可以是铝或者铝合金。在其它实施例中，金属料件也可以是铜或铜合金，钛或钬合金等。
在实际应用中，金属料件20可以是从金属锭中经切断后的一部分。金属料件20的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，其厚度可以为100mm至300mm不等。如图3所示，显示的是圓形的金属剩-件20。
接着执行步骤S12，对金属料件20进行多道次的轧制工艺，制作成靶材。
轧制是在一定的条件下，旋转的轧辊给予轧件以压力，使轧件产生塑性变形的一种加工方式。轧制过程是多个同直径、同转速的轧辊均转动，轧件仅靠轧辊作用力(无外力)均匀运动完成轧制。延伸的轧制又称压延，是金属料件通过转动轧辊间的缝隙承受压缩变形，在长度方面发生延伸的过程。
轧制可以分为热轧和冷轧。通常，在再结晶温度以上进行的轧制称为热轧，低于再结晶温度的轧制称为冷轧。本实施例中，釆用冷轧工艺对金属料件20进行压延，因此不需要对金属料件20进行加热，即在常温状态下对金属料件20进行轧制。
本实施例中，所述轧制工艺是利用轧机来对金属料件20进行压延的。所述轧机一般包括轧辊、辊距调节装置，传动装置和控制系统等。
在实际应用中，结合图4和图5，所述每一道次的轧制工艺具体包括
步骤S20,调节二个轧辊41a、 41b间的辊距h。本实施例中，轧才几配置有上下对称设置的二个轧辊41a、 41b, 二者的辊距h (即缝隙距离，为二个轧辊41a、 41b圓心的距离减去轧辊的直径得到的值)为轧制目标量，辊距h可以通过辊距调节装置来进行设定。
辊距调节装置根据压下量或变形速率设定辊距h,其中，压下量(mm)定义为产品总的变形量，即产品的初始厚度减去产品的最终厚度；变形速率(mm/次)定义为每一道次轧制产品的变形量。每一道次的变形速率可以相同，即可以根据压下量和轧制的道次数计算变形速率；每一道次的变形速率也可以不同，即可以根据压下量和轧制的道次数分别设定每一道次的变形量。
另夕卜，虽然在本实施例中是以对称设置的上下两个轧辊41a、 42b为例进行说明的，但并不以此为限，在其他实施例中，轧机所配置的轧辊还可以是
6三个、四个、五个甚至是更多个，所述多个轧辊可以在上下对称设置或依序 排列设置。
步骤S21,将金属料件20送至二个轧辊41a、 41b之间。利用传动装置(未 标示)可以将金属料件20送至轧机所配置的二个轧辊41a、 41b之间，传动 装置可以控制金属料件20进行往复移动。
步骤S22,通过二个轧辊41a、 41b的转动，将金属料件20进行轧制，送 出符合所述轧制目标量的金属料件或靶材。轧辊41a、 41b由控制系统控制， 可以进行顺时针或逆时针转动，轧辊41a、 41b的转动方向可以相同，也可以 不同。本实施例中，如图5所示，控制系统控制上面的轧辊41a逆时4十转动， 控制系统控制下面的轧辊42a顺时针转动，通过上下二个辊筒41a、 41b的转 动，逐步将传动装置送来的金属料件20进行压延，使得金属料件20在辊筒 41a、 41b的压合作用下压延减薄。
重复执行多道次的轧制工艺(本实施例中，为压延工艺)，最终就可将金 属料件20压延成所需的靶材21(如图3所示)，所述靶材21的厚度为30mm ~ 100mm、直径为300mm或300mm以上的乾4才。
接着执行步骤S13，对经过多道次轧制工艺后形成的靶材21进行热处理。 其中，热处理的温度和保温时间视靶材的材料、组织结构和塑性变形效果(即 变形率)而定。在本实施例中，请参考图3，热处理具体包括将经轧制工艺 后的輩巴材21置于热处理装置22 (例如加热炉)中，在所述热处理装置22中 具有可控气氛或保护气氛，例如惰性气体；将温度提高至200。C 600。C，并 在所述温度下保持0小时~ 5小时；对靶材21进行冷却处理，使其回复至常 温。其中，所述的冷却处理可以采用炉冷、空冷或水冷方式。
上述靶材塑性变形方法，主要在于通过多道次的压延工艺，制作出符合 塑性变形工艺要求的靶材，相对于现有技术，减少了塑性变形工艺中的工序， 并使得制作的靶材符合塑性变形工艺要求，提高其生产良率。下面举一个实例对本发明作进一步的介绍，以下为铝靶材塑性变形的工
艺步骤及结果
假设初始的铝金属料件的直径为180mm,厚度为60mm,按照规范要求， 塑性变形的目标值是靶材的直径为320mm,厚度为19mm。
为了便于控制和提高轧制效率和精度，根据压下量60mm-19mm = 41mm, 设定每一道次轧制工艺的变形速率相同，如lmm/次，共需进行41道次的轧 制工艺。
其中第一道次的轧制工艺包括设定轧机所配置的上下二个轧辊的辊距 为59mm;将铝金属料件送至所述二个轧辊之间；通过二个轧辊的滚动，将所 述铝金属料件压延减薄至59mm;送出铝金属料件。
以后各道次的轧制工艺包括将轧机所配置的上下二个轧辊的辊距缩短 lmm,将铝金属料件送至所述二个轧辊之间；通过二个轧辊的滚动，将所述 铝金属料件压延减薄lmm;送出铝金属料件或靶材。
这样通过41道次的轧制工艺，使得制作的靶材符合塑性变形工艺要求。
接着，对经过多道次轧制工艺后形成的靶材进行热处理，最终获得塑性 变形的耙材产 品o
对于大型靶材而言，通过上述多道次的轧制工艺和热处理工艺结合，可 以得到符合工艺要求的靶材，并且能够保证产品质量的稳定性。
综上所述，上述技术方案所提供的靶材塑性变形方法，在于通过进行多 道次的压延工艺来制作耙材，相对于现有技术中包括锻伸、静压、压延、热 处理等多道工序，在减少了塑性变形工艺中的工序的情况下制作出符合塑性 变形工艺要求的，节省了成本，并提高其生产良率。
因此，通过全轧制工艺，可以简化塑性变形加工工艺，并且全轧制工艺 易于控制，可以降低生产成本，提高加工效率。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种靶材塑性变形方法，其特征在于，包括提供金属料件，所述金属料件为铝或铝合金；对所述金属料件进行多道次的轧制工艺，制作成靶材。
2. 根据权利要求1所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述轧制工艺为 冷轧。
3. 根据权利要求1所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，通过轧机进行所述轧制工艺，所述轧机包括上下对称设置的二个轧辊。
4. 根据权利要求3所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述每一道次的轧制工艺具体包括调节二个轧辊间的辊距，所述辊距为轧制目标量；将金属料件送至二个轧辊之间；通过二个轧辊的转动，将所述金属料件进行轧制，送出符合所述轧制目标量的金属料件或靶材。
5. 根据权利要求4所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述辊距根据压下量或变形速率设定。
6. 根据权利要求4所述的耙材塑性变形方法，其特征在于，所述二个轧辊的转动方向相反。
7. 根据权利要求l所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述靶材的厚度为30mm~ 100mm。
8. 根据权利要求1所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述耙材的直径为300mm或300mm以上。
9. 根据权利要求1所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，还包括对经过多道次轧制工艺后形成的靶材进行热处理。
10. 根据权利要求9所述的靶材塑性变形方法，其特征在于，所述热处理的温度为200 °C ~ 600 °C,保温时间为0小时~ 5小时。
全文摘要
一种靶材塑性变形方法，包括提供金属料件，所述金属料件为铝或铝合金；对所述金属料件进行多道次轧制工艺，制作成靶材。所述靶材塑性变形方法简化了塑性变形工艺中的工序，并使得制作的靶材符合塑性变形工艺要求，提高其生产良率。
文档编号B21B1/00GK101632998SQ20091016372
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者庆 刘, 姚力军, 欧阳琳, 杰 潘, 王学泽 申请人:宁波江丰电子材料有限公司