本发明涉及金属管靶领域,具体的说是一种银合金管靶的制造方法。
背景技术:
1、金属银具有高导电性、对可见光高反射率、良好的化学稳定性等特点,可应用于amoled显示面板作为反射阳极层。但是纯银做为膜层时存在ag离子迁移和耐蚀性差等不足,使用纯银材料时会导致amoled器件性能衰减速率较快。为了改善纯ag膜层的不足需要开发符合要求的银合金材料。而银合金靶材是制作银合金膜层的关键材料,使用磁控溅射工艺来制备合适厚度的银合金金属膜层。
2、目前广泛使用的银合金靶材以平面靶为主,但是平面靶磁控溅射设备磁场分布不均匀,在溅射过程中靶材的各个区域溅射速率不一样,从而导致平面靶的材料使用率偏低,平均使用率不足35%,而且银合金材料价格昂贵,导致银合金靶材的实际使用成本居高不下。相比之下,管状靶在溅射过程中匀速旋转,靶材表面被均匀溅射,因此材料的实际使用率可以达到80%以上,相比平面靶具有明显的优势。
3、目前已经报道的银管靶或者银合金管靶的制备方法主要有铸造法、喷涂法等,但是这些方法制备的银管靶密度偏低,而且晶粒尺寸难以控制,难以满足高端amoled显示技术的使用需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的不足,本发明提供一种银合金管靶的制造方法,该工艺步骤简单,生产效率高,制备的银合金管靶材纯度、相对密度、晶粒度均满足amoled显示的使用需求。
2、为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:
3、一种银合金管靶的制造方法,主要包括如下步骤:
4、步骤一、将90份银锭和10份低熔点纯金属锭置于感应熔炼炉中进行一次熔炼,得到银合金锭a;其中,低熔点纯金属锭为铟锭、锡锭或镓锭;
5、步骤二、按照(9~20):1的质量比称取银锭和步骤一得到的银合金锭a,置于感应熔炼炉进行二次熔炼,得到银合金锭b;
6、步骤三、对步骤二得到的银合金锭b进行修型,然后热锻造成一定尺寸的圆柱形锭坯;
7、步骤四、对步骤三得到的圆柱形锭坯进行斜轧穿孔作业,得到银合金荒管;
8、步骤五、对步骤四得到的银合金荒管进行精轧整形、退火、校直作业,得到银合金管坯;
9、步骤六、对银合金管坯进行磨削机加工,即获得最终的银合金管靶。
10、进一步地,步骤一中,所述的银锭和低熔点纯金属锭的纯度均为4n。
11、进一步地,步骤一或步骤二中,感应熔炼所用的坩埚为石墨坩埚、氧化镁坩埚或者高纯刚玉坩埚,熔炼前将感应熔炼炉预抽真空至气压小于1pa,然后通氩气作为保护气氛。
12、进一步地,一次熔炼的温度为1100~1300℃。
13、进一步地,二次熔炼的温度为1100~1300℃。
14、进一步地,步骤三中,先将银合金锭b加热至400~800℃,之后用液压锻造机将银合金锭b模锻成外径为120mm~150mm的圆柱形锭坯,自然冷却。
15、进一步地,步骤四中,先将圆柱形锭坯加热至400~800℃后取出,然后在二辊斜轧曼氏穿孔设备上用穿孔顶头对圆柱形锭坯进行穿孔,即得到的银合金荒管;所述银合金荒管的外径为140mm~180mm,内径为110mm~150mm。
16、进一步地,所用的穿孔顶头材质为纯钼、tzm钼合金或者镍基高温合金。
17、进一步地,步骤五中,在轧管设备上于常温下进行精轧整形,精轧后银合金管坯的外径为130~170mm,内径为110~140mm。
18、进一步地,步骤五中,退火温度为400~800℃,保温时间为0.5-2h,之后在专用的管靶校直设备上进行校直。
19、有益效果:
20、1)、本发明通过低熔点纯金属(铟或锡或镓)的合金化,提升银合金靶材的使用性能,以解决纯银靶材长时间使用性能衰减的问题。由于低熔点纯金属与银金属的物理性质如熔点、密度等差异较大,导致常规的熔炼方法很难获得均匀的合金。本发明采用先一次熔炼合金化,再进行二次熔炼的方式,能够有效避免银合金组分难以均匀固溶的问题,制备的银合金管靶组分均匀性良好,能够满足高性能amoled显示器件的使用需求。
21、2)、本发明采用“锻造+斜轧穿孔+轧制”的成型方式,工艺步骤简单,可以直接从实心棒坯穿成合适厚度的管坯,生产得料率高。成型过程具有较大的变形量,制备的银合金管靶晶粒细小,密度高,相比现有技术中所用的铸造、喷涂等工艺,使用性能显著提升。
22、3)、相比于传统的挤压穿孔,本发明采用二辊曼氏斜轧穿孔成型,对心性好,管坯壁厚均匀,组织结构均匀,有利于提升银合金管靶的使用性能。同时生产效率显著提升,更便于大批量生产。
1.一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,主要包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤一中, 所述的银锭和低熔点纯金属锭的纯度均为4n。
3.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤一或步骤二中,感应熔炼所用的坩埚为石墨坩埚、氧化镁坩埚或者高纯刚玉坩埚,熔炼前将感应熔炼炉预抽真空至气压小于1pa,然后通氩气作为保护气氛。
4.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,一次熔炼的温度为1100~1300℃。
5.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,二次熔炼的温度为1100~1300℃。
6.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤三中,先将银合金锭b加热至400~800℃,之后用液压锻造机将银合金锭b模锻成外径为120mm~150mm的圆柱形锭坯,自然冷却。
7.根据权利要求6所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤四中,先将圆柱形锭坯加热至400~800℃后取出,然后在二辊斜轧曼氏穿孔设备上用穿孔顶头对圆柱形锭坯进行穿孔,即得到的银合金荒管;所述银合金荒管的外径为140mm~180mm,内径为110mm~150mm。
8.根据权利要求7所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,所用的穿孔顶头材质为纯钼、tzm钼合金或者镍基高温合金。
9.根据权利要求7所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤五中,在轧管设备上于常温下进行精轧整形,精轧后银合金管坯的外径为130~170mm,内径为110~140mm。
10.根据权利要求1所述的一种银合金管靶的制造方法,其特征在于,步骤五中,退火温度为400~800℃,保温时间为0.5-2h,之后在专用的管靶校直设备上进行校直。