本发明涉及一种旋转靶材的生产方法，具体的说是涉及一种钨钼合金旋转靶材的生产方法。
背景技术：
TFT薄膜具有高响应度、高亮度、高对比度的优点，是众多行业基本材料之一，因此被广泛应用于太阳能电池、液晶显示器和等离子显示器领域，近年来，伴随着高档显示器的快速发展，钨钼合金旋转靶材是制备TFT薄膜的重要材料，目前，工业上广泛采用平板靶材进行镀膜，平面靶材形状有长方体、正方体、圆柱体和不规则形状，长方体、正方体和圆柱形靶材为实心，溅射过程中，圆环形永磁体在靶材表面建立环形磁场，在轴间距等距离的环形表面上形成刻蚀区，其缺点是薄膜沉积厚度均匀性不易控制，平板靶材的利用率低，仅为20~30%，旋转靶材的利用率可达到80%以上，而且目前国内也鲜有厂家能够生产出合格的TFT旋转靶材，大部分都处于研发阶段，TFT旋转靶材的核心技术难点在于控制成型过程中的开裂和低密度问题，以及烧结过程中TFT旋转靶材收缩的均匀性控制。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题，提供一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，其工艺简单，不仅大大了降低了旋转靶材的生产成本，而且制备的靶材具有组织均匀晶粒细小、高耐热冲击等优良性能，从而适用于大面积TFT薄膜的生产。
本发明为了解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、分别选取理论密度在98%以上、费氏平均粒度为3~7μm的钨粉以及理论密度在98%以上、费氏平均粒度1~10μm的钼粉，并按照（3~5）：（7~5）的质量比放入双堆混料机中,在转速为50r/min~80 r/min的条件下充分混合，备用；
步骤二、在经步骤一混合后的物料中任意选取五点对钨含量和钼含量进行检测，直至各检测点钨钼含量比误差均在0.01~0.05%之间，混合完成，备用；
步骤三、将经步骤二混合后的的混合物料过200目筛，备用；
步骤四、取经步骤三处理后的混合物料填充到装有管状柔性模具的橡胶套中，并在模具与混合物料接触面涂抹二硫化钼粉，然后将橡胶套密封后抽真空，并将抽真空后的橡胶套置于冷等静压机上，在压力为20~50MPa的条件下进行初次预压，形成粗坯，将制得的粗坯在50-200MPa的条件下进行二次压制，直至生坯的密度达到理论密度的60~62%，卸压至常压，备用；
步骤五、将步骤四压制的钨钼合金靶材生坯置于真空热压烧结炉中，在氢气保护氛围下、压力为20~30MPa、温度为1000~1350℃的条件下进行热压烧结，保温保压3~5h后采用高温脱模工艺在400~1000℃的条件下进行脱模，冷却至室温，制得钨钼合金靶材粗品，备用；
步骤六、将步骤五中制得的钨钼合金靶材粗品机械加工至所需尺寸，然后置于真空退火炉中，升温至1000~1600℃退火1~2h，备用；
步骤七、将经步骤六处理的钨钼合金靶材粗品进行化学、物理检测，然后经超声清洗，使靶材达到合格的粗糙度，备用；
步骤八、取经步骤三处理后的混合物料，并将混合物料放入球磨机中球磨2~3h，过800~1000目筛得钨钼喷涂粉末，备用；
步骤九、在惰性气体保护氛围下，使用等离子喷涂的方法向步骤七的外表面喷涂步骤八制得的钨钼喷涂粉末，备用；
步骤十、将步骤九中制得的靶材腔体进行抽真空处理，然后向其中通入惰性气体，气流量为500~1000SCCH，并在惰性气体的氛围条件下将步骤八得到的钨钼喷涂粉末冷喷涂到靶材的腔体内，喷涂厚度为0.1~0.2mm，制得产品。
所述步骤二中的压制时间为0.5~1h。
所述步骤四中冷等静压静压结束后，卸压至常压的过程中采用N级卸压保压，第一级冷等卸压保压的压力为冷等静压压力的0.5~0.85倍，后一级卸压保压的压力为前一级卸压保压压力的0.5~0.85倍，各级的保压时间均为1~10min，第N级卸压保压结束后直接卸压至常压，3≤N≤5。
所述步骤四中管状柔性模具是由具有圆柱钢芯、柔性包套和柔性端盖组成的组合模具，柔性端盖套装在柔性钢芯的两端，柔性包套套装在柔性端盖上，柔性包套和圆柱钢芯之间形成用于盛放混合物料的空腔。
所述步骤五中热压烧结包括以下三个阶段：1）1000~1200℃，升温速率5~10℃/min；2）1200℃保温1~2h；3）1200~1350℃，升温速率5~10℃/min；4）1350℃保温3~5h，5）1350℃~室温，降温速率1~3℃/min。
所述步骤六中的升温速率为30~40℃/min。
所述步骤七中机械加工是用电火花切割机和圆磨床进行加工的。
所述步骤九中的惰性气体为氩气或氮气。
所述步骤九中靶材以100~200r/min的速度围绕中心轴旋转，喷枪的移动速度为500~1000mm/min，工作气体的温度为800~1300℃，喷涂距离为40~60mm，喷涂角度为75~90°，工作气体压力为2~5MPa。
本发明的有益效果：
（1）本发明制备的旋转靶材，能够在溅射的过程中，靶材可绕固定的条状磁铁组件旋转，因而360°可被均匀刻蚀，同时溅射原子可向各个方向飞行，均匀性好，溅射面积大，更换操作方便，生产效率高，靶材利用率高，并且对零件内壁的沉积具有独特的优越性。
（2）本发明中在冷等静压压制过程中，采用分阶段进行，最终压力为200MPa，使得卸压时，坯体强度足以承受弹性橡胶模具与坯体分离时产生的张应力，使得坯体不会产生分层和裂纹，有效提高了坯体的致密度。
具体实施方式
一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、分别选取理论密度在98%以上、费氏平均粒度为3~7μm的钨粉以及理论密度在98%以上、费氏平均粒度1~10μm的钼粉，并按照（3~5）：（7~5）的质量比放入双堆混料机中,在转速为50r/min~80 r/min的条件下充分混合，备用；
步骤二、在经步骤一混合后的物料中任意选取五点对钨含量和钼含量进行检测，直至各检测点钨钼含量比误差均在0.01~0.05%之间，混合完成，备用；
步骤三、将经步骤二混合后的的混合物料过200目筛，备用；
步骤四、取经步骤三处理后的混合物料填充到装有管状柔性模具的橡胶套中，并在模具与混合物料接触面涂抹二硫化钼粉，然后将橡胶套密封后抽真空，并将抽真空后的橡胶套置于冷等静压机上，在压力为20~50MPa的条件下进行初次预压，形成粗坯，将制得的粗坯在50-200MPa的条件下进行二次压制，直至生坯的密度达到理论密度的60~62%，卸压至常压，备用；
步骤五、将步骤四压制的钨钼合金靶材生坯置于真空热压烧结炉中，在氢气保护氛围下、压力为20~30MPa、温度为1000~1350℃的条件下进行热压烧结，保温保压3~5h后采用高温脱模工艺在400~1000℃的条件下进行脱模，冷却至室温，制得钨钼合金靶材粗品，备用；
步骤六、将步骤五中制得的钨钼合金靶材粗品机械加工至所需尺寸，然后置于真空退火炉中，升温至1000~1600℃退火1~2h，备用；
步骤七、将经步骤六处理的钨钼合金靶材粗品进行化学、物理检测，然后经超声清洗，使靶材达到合格的粗糙度，备用；
步骤八、取经步骤三处理后的混合物料，并将混合物料放入球磨机中球磨2~3h，过800~1000目筛得钨钼喷涂粉末，备用；
步骤九、在惰性气体保护氛围下，使用等离子喷涂的方法向步骤七的外表面喷涂步骤八制得的钨钼喷涂粉末，备用；
步骤十、将步骤九中制得的靶材腔体进行抽真空处理，然后向其中通入惰性气体，气流量为500~1000SCCH，并在惰性气体的氛围条件下将步骤八得到的钨钼喷涂粉末冷喷涂到靶材的腔体内，喷涂厚度为0.1~0.2mm，制得产品。
所述步骤二中的压制时间为0.5~1h。
所述步骤四中冷等静压静压结束后，卸压至常压的过程中采用N级卸压保压，第一级冷等卸压保压的压力为冷等静压压力的0.5~0.85倍，后一级卸压保压的压力为前一级卸压保压压力的0.5~0.85倍，各级的保压时间均为1~10min，第N级卸压保压结束后直接卸压至常压，3≤N≤5。
所述步骤四中管状柔性模具是由具有圆柱钢芯、柔性包套和柔性端盖组成的组合模具，柔性端盖套装在柔性钢芯的两端，柔性包套套装在柔性端盖上，柔性包套和圆柱钢芯之间形成用于盛放混合物料的空腔。
所述步骤五中热压烧结包括以下三个阶段：1）1000~1200℃，升温速率5~10℃/min；2）1200℃保温1~2h；3）1200~1350℃，升温速率5~10℃/min；4）1350℃保温3~5h，5）1350℃~室温，降温速率1~3℃/min。
所述步骤六中的升温速率为30~40℃/min。
所述步骤七中机械加工是用电火花切割机和圆磨床进行加工的。
所述步骤九中的惰性气体为氩气或氮气。
所述步骤九中靶材以100~200r/min的速度围绕中心轴旋转，喷枪的移动速度为500~1000mm/min，工作气体的温度为800~1300℃，喷涂距离为40~60mm，喷涂角度为75~90°，工作气体压力为2~5MPa。
以下结合具体实施例进一步阐释本发明。
实施例1
一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、分别选取理论密度在98%以上、费氏平均粒度为3μm的钨粉以及理论密度在98%以上、费氏平均粒度1μm的钼粉，并按照3：7的质量比放入双堆混料机中,在转速为50r/min的条件下充分混合，备用；
步骤二、在经步骤一混合后的物料中任意选取五点对钨含量和钼含量进行检测，直至各检测点钨钼含量比误差在0.01~0.05%之间，混合完成，备用；
步骤三、将经步骤二混合后的的混合物料过200目筛，备用；
步骤四、取经步骤三处理后的混合物料填充到装有管状柔性模具的橡胶套中，并在模具与混合物料接触面涂抹二硫化钼粉，然后将橡胶套密封后抽真空，并将抽真空后的橡胶套置于冷等静压机上，在压力为20~50MPa的条件下进行初次预压，形成粗坯，将制得的粗坯在50-200MPa的条件下进行二次压制，直至生坯的密度达到理论密度的60~62%，卸压至常压，备用；
步骤五、将步骤四压制的钨钼合金靶材生坯置于真空热压烧结炉中，在氢气保护氛围下、压力为20MPa、温度为1000℃的条件下进行热压烧结，保温保压3h后采用高温脱模工艺在400℃的条件下进行脱模，冷却至室温，制得钨钼合金靶材粗品，备用；
步骤六、将步骤五中制得的钨钼合金靶材粗品机械加工至所需尺寸，然后置于真空退火炉中，升温至1000℃退火1h，备用；
步骤七、将经步骤六处理的钨钼合金靶材粗品进行化学、物理检测，然后经超声清洗，使靶材达到合格的粗糙度，备用；
步骤八、取经步骤三处理后的混合物料，并将混合物料放入球磨机中球磨2h，过800目筛得钨钼喷涂粉末，备用；
步骤九、在惰性气体保护氛围下，使用等离子喷涂的方法向步骤七的外表面喷涂步骤八制得的钨钼喷涂粉末，备用；
步骤十、将步骤九中制得的靶材腔体进行抽真空处理，然后向其中通入惰性气体，气流量为500SCCH，并在惰性气体的氛围条件下将步骤八得到的钨钼喷涂粉末冷喷涂到靶材的腔体内，喷涂厚度为0.1mm，制得产品。
所述步骤二中的压制时间为0.5h。
所述步骤五中热压烧结包括以下三个阶段：1）1000~1200℃，升温速率5~10℃/min；2）1200℃保温1~2h；3）1200~1350℃，升温速率5~10℃/min；4）1350℃保温3~5h，5）1350℃~室温，降温速率1~3℃/min。
所述步骤六中的升温速率为30℃/min。
所述步骤九中的惰性气体为氩气。
所述步骤九中靶材以100r/min的速度围绕中心轴旋转，喷枪的移动速度为500mm/min，工作气体的温度为800℃，喷涂距离为40mm，喷涂角度为75°，工作气体压力为2MPa。
所述机械加工是用电火花切割机和圆磨床进行加工的。
所述步骤四中冷等静压静压结束后，卸压至常压的过程中采用3级卸压保压，第一级冷等卸压保压的压力为冷等静压压力的0.5倍，后一级卸压保压的压力为前一级卸压保压压力的0.5倍，各级的保压时间均为1min，第N级卸压保压结束后直接卸压至常压。
所述管状柔性模具是由具有圆柱钢芯、柔性包套和柔性端盖组成的组合模具，柔性端盖套装在柔性钢芯的两端，柔性包套套装在柔性端盖上，柔性包套和圆柱钢芯之间形成用于盛放混合物料的空腔。
实施例2
一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、分别选取理论密度在98%以上、费氏平均粒度为7μm的钨粉以及理论密度在98%以上、费氏平均粒度0μm的钼粉，并按照5：5的质量比放入双堆混料机中,在转速为80 r/min的条件下充分混合，备用；
步骤二、在经步骤一混合后的物料中任意选取五点对钨含量和钼含量进行检测，直至各检测点钨钼含量比误差在0.01~0.05%之间，混合完成，备用；
步骤三、将经步骤二混合后的的混合物料过200目筛，备用；
步骤四、取经步骤三处理后的混合物料填充到装有管状柔性模具的橡胶套中，并在模具与混合物料接触面涂抹二硫化钼粉，然后将橡胶套密封后抽真空，并将抽真空后的橡胶套置于冷等静压机上，在压力为20~50MPa的条件下进行初次预压，形成粗坯，将制得的粗坯在50-200MPa的条件下进行二次压制，直至生坯的密度达到理论密度的62%，卸压至常压，备用；
步骤五、将步骤四压制的钨钼合金靶材生坯置于真空热压烧结炉中，在氢气保护氛围下、压力为30MPa、温度为1350℃的条件下进行热压烧结，保温保压5h后采用高温脱模工艺在1000℃的条件下进行脱模，冷却至室温，制得钨钼合金靶材粗品，备用；
步骤六、将步骤五中制得的钨钼合金靶材粗品机械加工至所需尺寸，然后置于真空退火炉中，升温至1600℃退火2h，备用；
步骤七、将经步骤六处理的钨钼合金靶材粗品进行化学、物理检测，然后经超声清洗，使靶材达到合格的粗糙度，备用；
步骤八、取经步骤三处理后的混合物料，并将混合物料放入球磨机中球磨3h，过1000目筛得钨钼喷涂粉末，备用；
步骤九、在惰性气体保护氛围下，使用等离子喷涂的方法向步骤七的外表面喷涂步骤八制得的钨钼喷涂粉末，备用；
步骤十、将步骤九中制得的靶材腔体进行抽真空处理，然后向其中通入惰性气体，气流量为1000SCCH，并在惰性气体的氛围条件下将步骤八得到的钨钼喷涂粉末冷喷涂到靶材的腔体内，喷涂厚度为0.2mm，制得产品。
所述步骤二中的压制时间为1h。
所述步骤五中热压烧结包括以下三个阶段：1）1000~1200℃，升温速率5~10℃/min；2）1200℃保温1~2h；3）1200~1350℃，升温速率5~10℃/min；4）1350℃保温3~5h，5）1350℃~室温，降温速率1~3℃/min。
所述步骤六中的升温速率为40℃/min。
所述步骤九中的惰性气体为氩气或者氮气。
所述步骤九中靶材以200r/min的速度围绕中心轴旋转，喷枪的移动速度为1000mm/min，工作气体的温度为1300℃，喷涂距离为60mm，喷涂角度为90°，工作气体压力为5MPa。
所述机械加工是用电火花切割机和圆磨床进行加工的。
所述步骤四中冷等静压静压结束后，卸压至常压的过程中采用4级卸压保压，第一级冷等卸压保压的压力为冷等静压压力的0.85倍，后一级卸压保压的压力为前一级卸压保压压力的0.85倍，各级的保压时间均为10min，第4级卸压保压结束后直接卸压至常压。
所述管状柔性模具是由具有圆柱钢芯、柔性包套和柔性端盖组成的组合模具，柔性端盖套装在柔性钢芯的两端，柔性包套套装在柔性端盖上，柔性包套和圆柱钢芯之间形成用于盛放混合物料的空腔。
实施例3
一种钨钼合金旋转靶材的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、分别选取理论密度在98%以上、费氏平均粒度为5μm的钨粉以及理论密度在98%以上、费氏平均粒度6μm的钼粉，并按照4：6的质量比放入双堆混料机中,在转速为65r/min的条件下充分混合，备用；
步骤二、在经步骤一混合后的物料中任意选取五点对钨含量和钼含量进行检测，直至各检测点钨钼含量比误差在0.01~0.05%之间，混合完成，备用；
步骤三、将经步骤二混合后的的混合物料过200目筛，备用；
步骤四、取经步骤三处理后的混合物料填充到装有管状柔性模具的橡胶套中，并在模具与混合物料接触面涂抹二硫化钼粉，然后将橡胶套密封后抽真空，并将抽真空后的橡胶套置于冷等静压机上，在压力为20~50MPa的条件下进行初次预压，形成粗坯，将制得的粗坯在50-200MPa的条件下进行二次压制，直至生坯的密度达到理论密度的60~62%，卸压至常压，备用；
步骤五、将步骤四压制的钨钼合金靶材生坯置于真空热压烧结炉中，在氢气保护氛围下、压力为25MPa、温度为1100℃的条件下进行热压烧结，保温保压4h后采用高温脱模工艺在700℃的条件下进行脱模，冷却至室温，制得钨钼合金靶材粗品，备用；
步骤六、将步骤五中制得的钨钼合金靶材粗品机械加工至所需尺寸，然后置于真空退火炉中，升温至1300℃退火1.5h，备用；
步骤七、将经步骤六处理的钨钼合金靶材粗品进行化学、物理检测，然后经超声清洗，使靶材达到合格的粗糙度，备用；
步骤八、取经步骤三处理后的混合物料，并将混合物料放入球磨机中球磨2~3h，过900目筛得钨钼喷涂粉末，备用；
步骤九、在惰性气体保护氛围下，使用等离子喷涂的方法向步骤七的外表面喷涂步骤八制得的钨钼喷涂粉末，备用；
步骤十、将步骤九中制得的靶材腔体进行抽真空处理，然后向其中通入惰性气体，气流量为700SCCH，并在惰性气体的氛围条件下将步骤八得到的钨钼喷涂粉末冷喷涂到靶材的腔体内，喷涂厚度为0.15mm，制得产品。
所述步骤二中的压制时间为0.75h。
所述步骤五中热压烧结包括以下三个阶段：1）1000~1200℃，升温速率5~10℃/min；2）1200℃保温1~2h；3）1200~1350℃，升温速率5~10℃/min；4）1350℃保温3~5h，5）1350℃~室温，降温速率1~3℃/min。
所述步骤六中的升温速率为35℃/min。
所述步骤九中的惰性气体为氩气或者氮气。
所述步骤九中靶材以150r/min的速度围绕中心轴旋转，喷枪的移动速度为750mm/min，工作气体的温度为1050℃，喷涂距离为50mm，喷涂角度为80°，工作气体压力为3.5MPa。
所述机械加工是用电火花切割机和圆磨床进行加工的。
所述步骤四中冷等静压静压结束后，卸压至常压的过程中采用N级卸压保压，第一级冷等卸压保压的压力为冷等静压压力的0.5~0.85倍，后一级卸压保压的压力为前一级卸压保压压力的0.5~0.85倍，各级的保压时间均为1~10min，第N级卸压保压结束后直接卸压至常压，3≤N≤5。
所述管状柔性模具是由具有圆柱钢芯、柔性包套和柔性端盖组成的组合模具，柔性端盖套装在柔性钢芯的两端，柔性包套套装在柔性端盖上，柔性包套和圆柱钢芯之间形成用于盛放混合物料的空腔。