一种铬铝合金靶材其制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】一种铬铝合金靶材其制备方法及应用，涉及金属间化合物合金靶材。所述铬铝合金靶材按质量百分比，铬含量为50％～80％，铝含量为20％～50％。将铬粉和铝粉混合，得铬铝混合料；将铬铝混合料放置在氮气保护气氛环境中压制成电极；将压制好的电极，每两个电极焊接成铬铝熔炼电极；将铬铝熔炼电极进行第一次熔炼，得铬铝一次锭；将铬铝一次锭去头、平尾，每2个铬铝一次锭焊接成铬铝二次熔炼电极；将铬铝二次熔炼电极进行第二次熔炼，得铬铝二次锭；将铬铝二次锭进行热锻；将热锻后的铬铝二次锭进行热处理，然后空冷降温后，按照靶材的尺寸规格，加工出所需的铬铝合金靶材。可在制造卫浴、家电、汽车等领域的产品中应用。
【专利说明】一种铬铝合金靶材其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属间化合物合金靶材，尤其是涉及一种铬铝合金靶材其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]中国专利201310088743公开一种铬铝合金靶材的生产方法，其包括(I)将铬粉和铝粉在入V型混料机中混料；(2)将粉体置于冷等静压包套中，抽真空后密封，压制10~20min,然后置于真空自蔓延高温合成炉中，进行自蔓延反应，获得泡沫状铬铝合金；(3)将合金粉碎成为-200目的合金粉体，置于冷等静压包套中，进行压制，获得铬铝合金坯；(4)将合金坯置于钢包套中，进行真空脱气处理，完毕，进行热等静压烧结处理获得铬铝合金锭坯，(5)机加工得到铬铝合金靶材成品。该发明在将二种原料充分混合之后、实施热等静压烧结之前，特别采取了步骤(2)的合金化处理，所制备的铬铝合金靶材致密度高、晶粒大小分布均匀，真空镀膜性能好。
[0003]中国专利201110143829提供一种产品的功能与品质较好，整个工艺流程不需使用任何水液，比现有半干法镀膜更为环保、性能更优越的仿电镀六价铬外观的耐蚀镀膜方法。包括干法清洁；紫外光固化底涂；蒸发镀金属铝膜；蒸镀聚合物膜；紫外光固化面涂。利用二氧化硅膜隔绝铝膜与外界接触，形成全封闭结构，再通过面漆调色，获得一种仿电镀六价铬外观的高耐蚀镀膜，取代了传统的水电镀工艺。具有高耐腐蚀及高耐侯性能，更接近传统水电镀六价铬的外观及高性能。
[0004]目前表面处理装饰行业中，对基材采用先喷底漆，然后PVD镀铬或者铝，最后喷面漆，在面漆中调色来获得与现有电镀光亮铬一种的颜色，采用PVD镀铬，再喷上漆后，产品的外观颜色只能在:L* = 72~75, A* = -0.5~0.5, B* = -0.5~0.5 (L*表示黑白，O为黑色，100为白色，O~100之间为黑色；A*:正值表示红色，负值表示绿色；B*:正值表示黄色，负值表示蓝色)；而PVD采用镀招,再喷上漆后,产品的外观颜色可控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，B* = -0.5~0.5，这也电镀光亮铬的颜色一致，但是其存在以下问题，I)不同形状的产品表面，特别是3D产品，喷漆的厚度不一样而使得色差存在，使得产品看起来给人一种发彩的感觉；2)PVD镀铝，由于铝的耐蚀性很差，而导致最终的产品耐蚀性差，只能合符耐蚀性要求很低的标准，如CASS4h，AASS24h ;远不能满足市场正常耐蚀性功能要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于 克服上述现有技术的不足，针对铬铝合金靶材的特征，提供一种铬铝合金靶材其制备方法及应用。
[0006]所述铬铝合金靶材按质量百分比，铬含量为50 %~80 %，铝含量为20 %~50 %。
[0007]所述铬铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤:
[0008]I)将铬粉和铝粉混合，得铬铝混合料；[0009]2)将步骤I)中得到的铬铝混合料放置在氮气保护气氛环境中压制成电极；
[0010]3)将步骤2)中压制好的电极，每两个电极焊接成铬铝熔炼电极；
[0011]4)将步骤3)得到的铬铝熔炼电极进行第一次熔炼，得铬铝一次锭；
[0012]5)将步骤4)得到的铬铝一次锭去头、平尾，每2个铬铝一次锭焊接成铬铝二次熔炼电极；
[0013]6)将步骤5)得到的铬铝二次熔炼电极进行第二次熔炼，得铬铝二次锭；
[0014]7)将步骤6)得到的铬铝二次锭进行热锻，消除在熔炼过程中产生的粗晶，使组织均匀化；
[0015]8)将步骤7)热锻后的铬铝二次锭进行热处理，然后空冷降温后，按照靶材的尺寸规格,加工出所需的铬铝合金靶材。
[0016]在步骤I)中，所述铬粉可采用纯度99.99%铬粉，铬粉的粒度可为100~400μπι;所述铝粉可采用纯度99.99%铝粉，铝粉的粒度可为200~500 μ m。
[0017]在步骤2)中，所述压制成电极可采用压机；所述电极的质量可为4.4~8.0kg/个，其中铬与铝混合均匀布料，压制成的电极放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受
潮、氧化。
[0018]在步骤3)中，所述焊接，可采用钨极氩弧焊焊接。
[0019]在步骤4)中，所述第一次熔炼，可采用真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，熔炼的电流可为2~2.5kA，熔炼的工作真空度可为0.03~0.09Pa。
[0020]在步骤5)中，所述去头、平尾，可采用车床去头、平尾；所述焊接，可采用钨极氩弧焊焊接。
[0021 ] 在步骤6)中，所述第二次熔炼，可采用真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，熔炼的电流可为3.5~4.0kA，熔炼的工作真空度可为0.03~0.09Pa。
[0022]在步骤7)中，所述热锻的温度可为980~1080°C。
[0023]在步骤8)中，所述热处理的温度可为580~630°C，热处理的时间可为40~60min ;所述加工可采用油冷方式机械加工。
[0024]本发明所制得的铬铝合金靶材可在制造卫浴、家电、汽车等领域的产品中应用。
[0025]如在卫浴产品中应用，对基材采用先喷底漆，然后PVD镀铬铝合金，最后喷面漆，产品的外观颜色可控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，Β* = _0.5~0.5，而且耐蚀性要求非常好，可满足如CASS (防腐蚀测试ASTM Β368-09) 8h和AASS (盐雾测试ASTM G85-9) 48h的高标准要求；满足市场耐蚀性功能要求。
[0026]本发明通过后续的热锻造技术、热处理、机械加工技术来获得所需规格的铬铝合金靶材，本发明制备得到的铬铝合金靶材无明显气孔、偏析等缺陷，组织大小均匀。同时将其应用到现有的表面处理中，用来取代PVD镀膜用的铬或者铝靶材，从而达到满足高耐蚀性要求和颜色均匀，使得在面漆中不需再进行调色处理。
[0027]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:
[0028]I)铬铝合 金靶材在实际卫浴产品真空镀膜中应用，产品的外观颜色非常容易控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，B* = -0.5~0.5范围内，可与现有电镀光亮铬的颜
色一致。
[0029]2)本发明的铬铝合金靶材在卫浴产品上进行真空镀膜后使得产品的性能能够满足目前卫浴领域高端客户的产品耐蚀性要求，能够通过按照卫浴行业标准:CASS(防腐蚀测试ASTMB368-09) 8h测试和AASS (盐雾测试ASTM G85-9) 48h测试。
[0030]3)工艺简单，成本低廉，采用本发明的方法可制得无明显气孔、偏析等缺陷，组织大小均匀的铬铝合金靶材。
【具体实施方式】
[0031]实施例1
[0032]本发明涉及一种铬铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤:
[0033](I)、称料混料:将纯度为99.99%铬粉与纯度为99.99%的铝粉按照质量比铬为70%，铝质量比为30%称取、混合；
[0034](2)、电极压制:将混合好的金属铬与铝合金料放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化，将配好的铬铝料均匀放入压机中压制成电极，每个电极控制在5.8公斤，其中铬与铝混合均匀布料，压制好的电极放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化；
[0035](3)、焊接电极:将压制好的两个电极采用钨极氩弧焊焊接成熔炼电极；
[0036](4)、真空自耗熔炼一次锭:将焊接好的铬铝电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为2.2kA,工作真空度为0.09Pa,采用直径为85mm的铜坩埚，熔炼出直径85mm的铬招一次锭；
[0037](5)、焊接二次熔炼电极:将熔炼的一次锭用车床去头、平尾，每2个一次锭采用钨极氩弧焊焊接成二次电极；
[0038](6)、真空自耗熔炼二次锭:将焊接的铬铝二次电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为3.8kA,工作真空度为0.09Pa。采用直径为130mm的铜坩埚，熔炼出直径130mm的铬铝二次锭。
[0039](7)、热锻处理:将获得的二次锭，在1030°C下进行热锻，消除在熔炼过程中产生的粗晶，使组织均匀化；
[0040](8)、热处理，将热锻后的锭进行热处理，温度为610°C，时间为50min。然后空冷降温。
[0041](9)、铬铝合金靶材的制备；按照靶材的尺寸规格:直径10厘米，高4厘米，采用油冷方式机械加工出所需的铬铝合金靶材。
[0042](10)、本发明获得的铬铝合金靶材的实际应用:如在卫浴产品中应用，对基材采用先喷底漆，然后PVD镀铬铝合金，最后喷面漆，产品的外观颜色为::L* = 85.2，A* = 0.1，B* = -0.2。
[0043]所获得产品按照卫浴行业标准:CASS (防腐蚀测试ASTM B368-09) 8h测试和AASS (盐雾测试ASTM G85-9) 48h进行测试。测试结果都通过。
[0044]实施例2
[0045]本发明涉及一种铬铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤:
[0046](I)、称料混料:将纯度为99.99%铬粉与纯度为99.99%的铝粉按照质量比铬为50%，铝质量比为50%称取、混合；
[0047](2)、电极压制:将混合好的金属铬与铝合金料放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化，将配好的铬铝料均匀放入压机中压制成电极，每个电极控制在5.8公斤，其中铬与铝混合均匀布料，压制好的电极放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化；
[0048](3)、焊接电极:将压制好的两个电极采用钨极氩弧焊焊接成熔炼电极；
[0049](4)、真空自耗熔炼一次锭:将焊接好的铬铝电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为2.0kA,工作真空度为0.03Pa,采用直径为85mm的铜坩埚，熔炼出直径85mm的铬招一次锭；
[0050](5)、焊接二次熔炼电极:将熔炼的一次锭用车床去头、平尾，每2个一次锭采用钨极氩弧焊焊接成二次电极；
[0051](6)、真空自耗熔炼二次锭:将焊接的铬铝二次电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为3.5kA,工作真空度为0.03Pa。采用直径为130mm的铜坩埚，熔炼出直径130mm的铬铝二次锭。
[0052](7)、热锻处理:将获得的二次锭，在1030°C下进行热锻，消除在熔炼过程中产生的粗晶，使组织均匀化；
[0053](8)、热处理，将热锻后的锭进行热处理，温度为580°C，时间为60min。然后空冷降温。
[0054](9)、铬铝合金靶材的制备；按照靶材的尺寸规格:直径10厘米，高4厘米，采用油冷方式机械加工出所需的铬铝合金靶材。
[0055](10)、本发明获得的铬铝合金靶材的实际应用:如在卫浴产品中应用，对基材采用先喷底漆，然后PVD镀铬铝合金，最后喷面漆，产品的外观颜色为:L* = 6，A* = -0.5，B* =50
[0056]所获得产品按照卫浴行业标准:CASS (防腐蚀测试ASTM B368-09) 8h测试和AASS (盐雾测试ASTM G85-9) 48h进行测试。测试结果都通过。
[0057]实施例3
[0058]本 发明涉及一种铬铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤:
[0059](I)、称料混料:将纯度为99.99%铬粉与纯度为99.99%的铝粉按照质量比铬为80%，铝质量比为20%称取、混合；
[0060](2)、电极压制:将混合好的金属铬与铝合金料放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化，将配好的铬铝料均匀放入压机中压制成电极，每个电极控制在5.8公斤，其中铬与铝混合均匀布料，压制好的电极放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化；
[0061](3)、焊接电极:将压制好的两个电极采用钨极氩弧焊焊接成熔炼电极；
[0062](4)、真空自耗熔炼一次锭:将焊接好的铬铝电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为2.5kA,工作真空度为0.07Pa,采用直径为85mm的铜坩埚，熔炼出直径85mm的铬招一次锭；
[0063](5)、焊接二次熔炼电极:将熔炼的一次锭用车床去头、平尾，每2个一次锭采用钨极氩弧焊焊接成二次电极；
[0064](6)、真空自耗熔炼二次锭:将焊接的铬铝二次电极在15kg真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，电流为4.0kA,工作真空度为0.07Pa。采用直径为130mm的铜坩埚，熔炼出直径130mm的铬铝二次锭。
[0065](7)、热锻处理:将获得的二次锭，在1030°C下进行热锻，消除在熔炼过程中产生的粗晶，使组织均匀化；
[0066](8)、热处理，将热锻后的锭进行热处理，温度为630°C，时间为40min。然后空冷降温。
[0067](9)、铬铝合金靶材的制备；按照靶材的尺寸规格:直径10厘米，高4厘米，采用油冷方式机械加工出所需的铬铝合金靶材。
[0068](10)、本发明获得的铬铝合金靶材的实际应用:如在卫浴产品中应用，对基材采用先喷底漆，然后PVD镀铬铝合金，最后喷面漆，产品的外观颜色为:L* = 84，A* = 0.3，B*=-0.4o[0069]所获得产品按照卫浴行业标准:CASS (防腐蚀测试ASTM B368-09) 8h测试和AASS (盐雾测试ASTM G85-9) 48h进行测试。测试结果都通过。
【权利要求】
1.一种铬铝合金靶材，其特征在于按质量百分比，铬含量为50%~80%，铝含量为20%~50%。
2.如权利要求1所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将铬粉和铝粉混合，得铬铝混合料； 2)将步骤I)中得到的铬铝混合料放置在氮气保护气氛环境中压制成电极； 3)将步骤2)中压制好的电极，每两个电极焊接成铬铝熔炼电极； 4)将步骤3)得到的铬铝熔炼电极进行第一次熔炼，得铬铝一次锭； 5)将步骤4)得到的铬铝一次锭去头、平尾，每2个铬铝一次锭焊接成铬铝二次熔炼电极； 6)将步骤5)得到的铬铝二次熔炼电极进行第二次熔炼，得铬铝二次锭； 7)将步骤6)得到的铬铝二次锭进行热锻，消除在熔炼过程中产生的粗晶，使组织均匀化； 8)将步骤7)热锻后的铬铝二次锭进行热处理，然后空冷降温后，按照靶材的尺寸规格，加工出所需的铬铝合金靶材。
3.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述铬粉采用纯度99.99%铬粉，铬粉的粒度为100~400 μ m ;所述铝粉采用纯度99.99%铝粉，铝粉的粒度为200~500 μ m。
4.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述压制成电极采用压机；所述电极的质量可为4.4~8.0kg/个，其中铬与铝混合均匀布料，压制成的电极放置在有氮气保护气氛环境中，防止材料受潮、氧化。
5.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述焊接，采用钨极氩弧焊焊接。
6.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述第一次熔炼，采用真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，熔炼的电流为2~2.5kA，熔炼的工作真空度为 0.03 ~0.09Pa。
7.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述去头、平尾，采用车床去头、平尾；所述焊接，可采用钨极氩弧焊焊接。
8.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤6)中，所述第二次熔炼，采用真空自耗电弧熔炼炉进行熔炼，熔炼的电流为3.5~4.0kA，熔炼的工作真空度为0.03~0.09Pa。
9.如权利要求2所述一种铬铝合金靶材的制备方法，其特征在于在步骤7)中，所述热锻的温度为980~1080°C;在步骤8)中，所述热处理的温度可为580~630°C，热处理的时间可为40~60min ;所述加工可采用油冷方式机械加工。
10.如权利要求1所述一种铬铝合金靶材在制造卫浴、家电、汽车产品中应用。
【文档编号】C23C14/14GK103981487SQ201410230348
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】余水, 张恩瑞, 张先超, 李明仁 申请人:厦门建霖工业有限公司