一种银靶材制造方法
【专利摘要】本发明涉及靶材制造领域，尤其涉及一种银靶材制造方法，选用纯度4N以上银原料，利用大气熔炼或真空熔炼方法将银原料熔融，并将熔汤浇铸，再冷却形成铸锭坯料，将步铸锭坯料立即进行保温热处理，在400~900℃温度范围进行保温均化，保温时间0.5h以上，然后进行热轧延或者空气锤锻打，形成银坯，对银坯进行冷轧延，形成冷轧坯，将冷轧坯做退火热处理，退火热处理温度为350~700℃，时间为0.5小时~3小时，获得晶粒细小且均匀的银靶坯，最终通过机床加工即可获得大尺寸银靶材，该工艺具有较高的加工效率并能生产品质优良、低成本的大尺寸银靶材。
【专利说明】一种银靶材制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及靶材制造领域，尤其涉及一种银靶材制造方法。
【背景技术】
[0002]物理气相沉积(PVD,Physical Vapor Deposition)被广泛地应用在光学、电子、信息等高端制造产业中，PVD中使用的靶材则是液晶显示器、太阳能电池、集成电路等制造过程中最重要的原材料之一。
[0003]因金属银具有低电阻及高反射率等优良性能，而被大量用于生产电极或反射层的薄层，比如光学记录媒体、太阳能电池、低辐射玻璃、液晶显示器等产品中，银薄层大多以银靶材为原料，采用溅射镀膜方式来形成。
[0004]工业应用之银靶材需具备以下特性:
1、组织均匀，内部缺陷(夹渣、气孔、裂纹等)少，甚至无缺陷；
2、晶粒细小均匀；
3、纯度高，杂质含量少。[0005]随着液晶显示器、太阳能电池等大尺寸玻璃镀膜行业的发展，一方面显示器、太阳能电池等产品尺寸不断加大，另一方面为提高镀膜效率及降低成本，致使基片尺寸越来越大，靶材尺寸也随之增加，故对靶材的制造要求也越来越高。一般来说，行业内常用多片靶材拼接的方式来使用大尺寸靶材，但拼接的片数越多，拼接缝隙也多，在镀膜过程会影响等离子体均匀一致性，并可能引起局部不正常放电，从而会降低镀膜产品的品质与良率，另外，拼接数量越多，各片之间的品质一致性越难一致，最终也会降低了膜层的均匀性与产品品质。
[0006]如低辐射玻璃镀膜时靶材总长度可达3750mm，拼接的单片尺寸可达600mm，并且有逐渐增加单片最大长度的趋势；而在薄膜太阳能电池行业中，常见镀膜靶材的长度1410mm，其一般为两端厚中间薄的三片式拼接方式，中间的单片拼接长度近1000mm ;传统光盘行业用的小尺寸圆形银靶材由锻造方式生产，但由于锻造设备投资大、成本高，并且受锻造模具尺寸的限制，制造的靶材尺寸较小而难以放大；故原用于光盘行业的小尺寸银靶的锻造生产方式已难以满足目前大尺寸产品的生产需要。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供的一种能够批量生产大尺寸、高品质、低成本银靶材的制造方法。
[0008]本发明的一种银靶材制造方法，包括如下步骤:
步骤(1):选用纯度4N以上银原料，利用大气熔炼或真空熔炼的方法将银原料熔融，并将熔汤浇铸，浇铸后的熔汤自然冷却形成铸锭坯料。
[0009]步骤(2):将步骤(1)浇铸所形成的铸锭坯料立即进行保温热处理，在40(T90(TC温度范围进行保温均化，保温时间0.5h以上，然后将保温热处理后的铸锭坯料进行热轧延或者空气锤锻打，形成银坯。
[0010]步骤(3):对步骤(2)所得银坯冷却到室温后，在室温的环境下对银坯进行冷轧延，形成冷轧坯；。
[0011]步骤(4):将步骤(3)冷轧所形成的冷轧坯做退火热处理，退火热处理温度为35(T700°C，时间为0.5小时~3小时，获得晶粒细小且均匀的银靶坯，最终通过机床加工即可获得大尺寸银靶材。
[0012]选用纯度为4N以上银原料的状态是银锭、银粉和银粒。
[0013]利用大气熔炼方法熔炼使用的工具是大气感应熔炼炉。
[0014]利用真空熔炼方法熔炼使用的工具是真空感应熔炼炉。
[0015]步骤(2)中保温热处理的最佳温度是60(T80(TC。
[0016]步骤(2)中热轧延或空气锤锻打的轧延比为30%~70%，较优的轧延比是40%飞0%。
[0017]步骤(3)中冷轧延比为309^85%，其中较优的冷轧延比是50%~70%。
[0018]步骤(4)中退火热处理的温度是40(T600°C。
[0019]本发明具有如下优点:
通过上述的对高纯银铸锭坯料进行保温热处理并对保温热处理后的铸锭坯料直接进行热轧延或者空气锤锻打，降低了银锭的变形抗力，使铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除了铸造缺陷，改善了银锭的性能。此外，在对高纯银锭热轧延或者空气锤锻打后，再对热压延或者空气锤锻打后的银坯进行冷轧延，减少银坯厚度，延长银坯的长度，以获得所需的产品尺寸，更重要的是银坯内部获得足够的应变能，最后通过对冷轧后的冷轧坯进行退火热处理，达到细化晶粒的目的并可在整个银锭范围获得均匀的晶粒组织。
[0020]相对于只采用冷轧工艺生产的银靶材而言，在热轧活与冷轧延相结合的工艺中，其银锭坯料不会由于大形变的热延压而产生裂纹，可通过单道次大变形量的热轧消除铸造缺陷，同时具有很高的加工效率；也不会因材料应力而产生裂纹，故减少了因裂纹的产生而导致的材料的浪费；热延压后的银锭避免了冷轧时因加工硬化而进行反复的中间退火以去除加工应力，因此，该工艺具有较高的加工效率并能生产品质优良的大尺寸银靶材。
[0021]本银靶材制造方法相对锻打法而言，设备投资低，并且节省了锻压模具费用，因此，从整体上降低了银靶材的生产成本。
[0022]本银靶材制造方法生产的银靶材晶粒尺寸小于200 U m,甚至晶粒尺寸更细小至50 u m,并且晶粒尺寸均匀，具有优良的品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的生产流程图。
[0024]图2为应用本发明所获得的银靶材的显微照片。
具体实施方案
[0025]以下通过【具体实施方式】进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于如下实施例。
[0026]实施例:如图1所示本发明具有以下流程。
[0027]步骤1:采用纯度4N以上的电解银粒，利用大气熔炼炉加热至约1000°C熔融，并浇铸后冷却形成铸锭坯料，铸锭坯料的尺寸为300 mm *290 mm *120mm ;并将铸锭坯料空冷至低于700 °C。
[0028]步骤2:将步骤I所得的铸锭坯料置于退火炉中700°C保温热处理I小时。
[0029]步骤3:将步骤2的铸锭坯料用轧机进行热轧延，总热轧加工率为45% ；
轧制前铸锭坯料的尺寸为:长度为300mm，宽度为290mm，厚度为120mm，轧制后的银还的尺寸为:长度为543mm,宽度为291mm,厚度为66mm。
[0030]表1示出了尺寸为300*290*120mm的铸锭坯料热压延到的543*291*66mm银坯的
过程中压延量与压延道次之间的关系:__
【权利要求】
1.本发明的一种银靶材制造方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤(1):选用纯度4N以上银原料，利用大气熔炼或真空熔炼的方法将银原料熔融，并将熔汤浇铸，浇铸后的熔汤冷却形成铸锭坯料； 步骤(2):将步骤(1)浇铸所形成的铸锭坯料立即进行保温热处理，在40(T90(TC温度范围进行保温均化，保温时间0.5h以上，然后将保温热处理后的铸锭坯料进行热轧延或者空气锤锻打，形成银坯； 步骤(3):对步骤(2)所得银坯冷却到室温后，在室温的环境下对银坯进行冷轧延，形成冷轧坯； 步骤(4):将步骤(3)冷轧所形成的冷轧坯做退火热处理，退火热处理温度为35(T700°C，时间为0.5小时~3小时，获得晶粒细小且均匀的银靶坯，最终通过机床加工即可获得大尺寸银靶材。
2.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:选用纯度为4N以上银原料的状态是银锭、银粉和银粒。
3.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:利用大气熔炼方法熔炼使用的工具是大气感应熔炼炉。
4.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:利用真空熔炼方法熔炼使用的工具是真空感应熔炼炉。
5.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:步骤(2)中保温热处理的最佳温度是60(T80(rC。`
6.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:步骤(2)中热轧延或空气锤锻打的轧延比为30%~70%，较优的轧延比是40%~60%。
7.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:步骤(3)中冷轧延比为30%~85%，其中较优的冷轧延比是50%~70%。
8.如权利要求1所述的一种银靶材制造方法，其特征在于:步骤(4)中退火热处理的温度是400~6001:。
【文档编号】C22F1/14GK103667768SQ201310718028
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】原和平, 曾玉林, 冯斐斐, 孙昊, 刘腾, 赵波 申请人:济源豫金靶材科技有限公司