一种铬靶材的生产方法
【专利摘要】一种铬靶材的生产方法，将粒度为60目～320目和粒度为320目～500目的金属铬粉混合均匀，烘干，加入到冷压模具内冷压成型，得到铬靶材坯料，用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆，装入热压模具内，入炉热压成型，得到铬靶材。优点是：先冷压得到铬靶材坯料，有利于热压，经过热压后满足铬靶材的要求。两种工艺相互配合，工艺简单，操作方便，对环境友好，产品成品率高，实现了工业化生产。
【专利说明】一种铬朝材的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铬靶材的生产方法，特别涉及通过冷压和热压联合生产铬靶材的生产方法。
【背景技术】
[0002]金属铬主要用于多种合金的生产原料，广泛用于化工、汽车、造船、航空、核反应堆、军工等行业。工业生产的金属铬主要采用铝热法铬和电解铬法两种方式，产品为片状或块状，而铬靶材是由纯铬粉制成的铬制品，常作为表面覆膜改性处理工艺的蒸发源，广泛应用于锁具和五金工具、灯具、汽摩装饰条和车镜、卫浴水龙头、机械刀具领域和IT产品壳体和按键，但金属铬具有熔点高、与氧亲和力强、活性大的特点，因此在制备铬制品时比较困难。
[0003]CN1074843 A公开了“一种磁控溅射铬靶的制造方法”，该方法以电解铬粉为原料，通过氢气还原后，粉碎，装套除气，然后进入热等静压机中成型，随后进行机加工制成成品。缺点是:该方法以电解铬粉为原料，再氢气还原，粉碎，装套除气多道工序进行原料处理，工艺过程复杂，周期长，效率低，成本太高。
[0004]CN102677005A公开了“一种大型高致密铬靶的制造方法”，该方法以_200目，纯度为99.95%，氧含量小于100ppm的铬粉为原料，依次进行:抽真空、分阶段升温升压、保压炉冷、热锻、退火、热轧、机加工制备铬靶。缺点是:经过抽真空、分阶段升温升压、保压炉冷、热锻、退火、热轧、机加工七个步骤才能制备出合格铬靶，生产工艺复杂，能耗大，成品率难以控制,且成本太高。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单，对环境友好，产品成品率高，可实现工业化生产的铬靶材的生产方法。
[0006]本发明的技术方案是:
一种铬靶材的生产方法，其具体步骤如下:
(O将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为5:3 ?9:2 ;
(2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到冷压模具内，用700Mpa?100Mpa压力冷压成型，保压1s?120s,压制尺寸为Φ 50 X 5.0mm?Φ 120 X 6.8mm实心圆柱体络祀材还料；
(3)用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆，装入热压模具内，入炉；
(4)抽真空至O?15pa,升温至300°C?400°C,保温10min?30min,继续升温至600°C?800°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料8Mpa?12Mpa压力下预热压60s?90s ;关闭热压设施，继续升温至1300°C?1600°C，保温30min ?120min,停电； (5)启动热压设施,用20Mpa?10Mpa压力热压成型,保压1min?10min,降温至(100°C后出炉，得到铬靶材。
[0007]所述金属铬粉的纯度彡99%。
[0008]所述冷压模具的材质为钥铬钢。
[0009]所述包覆纸为石墨纸、云母纸或锡纸，以更有利于热传导，避免杂质引入。
[0010]所述热压模具的材质为三高石墨，以更有利于热传导，避免杂质引入，并能够承受一定压力O
[0011]步骤(5)中所述降温方式是抽真空降温、自然降温或充氩气保护降温。
[0012]本发明的有益效果:
选取粒度为60目?320目和320目?500目的金属铬粉，通过合理配料量，先冷压得到铬靶材坯料，有利于热压，经过热压后满足铬靶材的要求。两种工艺相互配合，工艺简单，操作方便，对环境友好，金属铬粉经冷压形成具有一定密度的铬靶材坯料，可以增加颗粒间的紧密，进一步热压后来提高铬靶材密度，使最终产品没有裂痕，不存在气泡，避免了炉外法冶炼和真空冶炼得到铬靶材存在夹杂、炸裂的问题，产品成品率高，实现工业化生产。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
(1)将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，所述金属铬粉的纯度彡99%，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为5:3;
(2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到材质为钥铬钢的冷压模具内，用700Mpa压力冷压成型，保压120s，压制尺寸为Φ80Χ5.0mm实心圆柱体铬靶材坯料；
(3)用石墨纸包覆纸将铬靶材坯料表面包覆，装入材质为三高石墨的热压模具内，入炉；
(4)抽真空至15pa，升温至300°C，保温20min，继续升温至800°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料8 Mpa压力下预热压90s ;关闭热压设施，继续升温至1300°C，保温120min，停电；
(5)启动热压设施，用40Mpa压力热压成型，保压lOmin，抽真空降温至<100°C后出炉，得到铬靶材。铬靶材中Cr的品位为99.5%，密度为7.18g/cm3，相对密度为99.72%。
[0014]实施例2
(1)将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，所述金属铬粉的纯度彡99%，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为3:1;
(2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到材质为钥铬钢的冷压模具内，用830Mpa压力冷压成型，保压60s,压制尺寸为Φ 10X 5.0mm实心圆柱体铬祀材还料；
(3)用云母纸将铬靶材坯料表面包覆，装入材质为三高石墨的热压模具内，入炉；
(4)抽真空至10pa，升温至350°C，保温15min，继续升温至700°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料12Mpa压力下预热压60s ;关闭热压设施，继续升温至1400°C，保温90min，停电； (5)启动热压设施，用76Mpa压力热压成型，保压70min，自然降温至< 100°C后出炉，得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.5%，密度为7.18g/cm3，相对密度为99.72%。
[0015]实施例3
(1)将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，所述金属铬粉的纯度彡99%，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为8:2;
(2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到材质为钥铬钢的冷压模具内，用830Mpa压力冷压成型，保压60s,压制尺寸为Φ50Χ5.0mm实心圆柱体铬祀材还料；
(3)用锡纸将铬靶材坯料表面包覆，装入材质为三高石墨的热压模具内，入炉；
(4)抽真空至5pa，升温至380°C，保温lOmin，继续升温至700°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料1Mpa压力下预热压70s;关闭热压设施，继续升温至1500°C，保温60min，停电；
(5)启动热压设施，用23Mpa压力热压成型，保压50min，充氩气保护降温至<100°C后出炉，得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.84%，密度为7.15g/cm3，相对密度为99.3%。
[0016]实施例4
(O将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，所述金属铬粉的纯度彡99%，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为9:2;
(2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到材质为钥铬钢的冷压模具内，用100Mpa压力冷压成型，保压1s,压制尺寸为Φ 120X6.8mm实心圆柱体铬祀材还料；
(3)用石墨纸将铬靶材坯料表面包覆，装入材质为三高石墨的热压模具内，入炉；
(4)抽真空至8pa，升温至400°C，保温30min，继续升温至600°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料12Mpa压力下预热压60s ;关闭热压设施，继续升温至1600°C,保温30min,停电；
(5)启动热压设施，用10Mpa压力热压成型，保压lOOmin，自然降温至彡100°C后出炉，得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.9%，密度为7.19g/cm3，相对密度为99.86%。
【权利要求】
1.一种铬靶材的生产方法，其特征是:具体步骤如下: (O将粒度为60目?320目和粒度为320目?500目的金属铬粉混合均匀，烘干备用，所述粒度为60目?320目的金属铬粉与粒度为320目?500目的金属铬粉的质量比为5:3 ?9:2 ; (2)将步骤(I)混合的金属铬粉加入到冷压模具内，用700Mpa?100Mpa压力冷压成型，保压1s?120s,压制尺寸为Φ50X 5.0mm?Φ 120X6.8mm实心圆柱体络祀材还料； (3)用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆，装入热压模具内，入炉； (4)抽真空至O?15pa,升温至300°C?400°C,保温10min?30min,继续升温至600°C?800°C，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料8Mpa?12Mpa压力下预热压60s?90s ;关闭热压设施，继续升温至1300°C?1600°C，保温30min ?120min,停电； (5)启动热压设施,用20Mpa?10Mpa压力热压成型,保压1min?10min,降温至(100°C后出炉，得到铬靶材。
2.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法，其特征是:所述金属铬粉的纯度>99%。
3.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法，其特征是:所述冷压模具的材质为钥铬钢。
4.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法，其特征是:所述包覆纸为石墨纸、云母纸或锡纸。
5.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法，其特征是:所述热压模具的材质为三高石墨。
6.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法，其特征是:步骤(5)中所述降温方式是抽真空降温、自然降温或充氩气保护降温。
【文档编号】C23C14/34GK104227000SQ201410451226
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月6日 优先权日:2014年9月6日
【发明者】齐牧, 崔传海, 李广明, 于晓玲, 李俊强, 陈涛, 韩艳芝, 姜松 申请人:中信锦州金属股份有限公司