一种耐热溅射靶材的制备方法与流程

1.本发明是关于溅射靶材制备技术领域，特别是关于一种耐热溅射靶材的制备方法。


背景技术：

2.溅射靶材的要求较传统材料行业高，一般要求如，尺寸、平整度、纯度、各项杂质含量、密度、n/o/c/s、晶粒尺寸与缺陷控制，用电子枪系统把电子发射并聚焦在被镀的材料上，使其被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离材料飞向基片淀积成膜，这种被镀的材料就叫溅射靶材。
3.溅射靶材主要应用于电子及信息产业，如集成电路、信息储存、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等；亦可应用于玻璃镀膜领域；还可以应用于耐磨材料、高温耐蚀、高档装饰用品等行业。
4.但本技术发明人在实现本技术实施例中的技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
5.溅射靶材在制备时，大部分都是采用真空热压烧结法，虽然得到的靶材晶粒尺寸细小，成分均匀，但是容易导致内部的相整体较脆，而且在一些高温环境中该靶材可能会出现形变的问题。


技术实现要素：

6.为了克服现有溅射靶材内部的相整体较脆，而且在一些高温环境中该靶材可能会出现形变的问题，本技术实施例提供一种耐热溅射靶材的制备方法，本发明中在靶材的制备工艺中添加了渗碳处理工艺，该渗碳处理工艺是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，而且该渗碳处理工艺分为中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗，采用中温气体碳氮共渗提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度；采用低温气体碳氮共渗提高钢的耐磨性和抗咬合性，再经过轧制与退火处理，使工件的表面层具有高硬度和耐高温性。
7.本技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种耐热溅射靶材的制备方法，所述高纯铝管溅射靶材的制备方法具体步骤如下：
9.步骤一、冷等静压
10.将坯料进行冷等静压处理；
11.步骤二、热等静压
12.将步骤二处理后的坯料进行热等静压处理；
13.步骤三、热处理
14.将步骤三中形成的坯料进行热加工处理；
15.步骤四、渗碳处理
16.对热处理的坯料进行渗碳处理；
17.步骤五、轧制
18.将加热之后的坯料进行轧制；
19.步骤六、退火处理
20.将轧制后的坯料进行退火处理；
21.步骤七、机械加工
22.将步骤六中坯料进行磨削加工，即得到溅射靶材；
23.步骤八、包装入库
24.将磨削之后的溅射靶材进行包装入库。
25.优选的，所述步骤一中冷等静压处理采用冷等静压机操作。
26.优选的，所述步骤二中热等静压处理的加热温度为1000-1300℃，压力为100-150mpa，烧结时间为1-3h。
27.优选的，所述步骤三中热处理的加工温度为1200-1600℃，持续时间为5-8h。
28.优选的，所述步骤三中热处理的升温速率为5-10℃/min；保温时间为1-2h。
29.优选的，所述步骤四中进行渗碳处理时通入氮气。
30.优选的，所述步骤四中的渗碳处理分为中温气体碳氮共渗与低温气体碳氮共渗，中温气体碳氮共渗的加热温度为400-500℃；低温气体碳氮共渗的加热温度为200-400℃。
31.优选的，所述步骤五中轧制分为热轧与冷轧，具体轧制情况为：
32.热轧：为三道次的热轧，每一道次的轧制率为20-45％，速率为6-12％/s；三道次热轧后的板材温度为500℃；
33.冷轧：为三道次的冷轧，每一道次的轧制率为25-50％，速率为6-10％/s；三道次冷轧后的板材温度为100℃。
34.优选的，所述步骤六中退火处理后将轧制后的坯料进行再结晶退火处理，退火次数为2-3次，再结晶退火处理温度为800-1100℃，时间为1-3小时。
35.优选的，所述步骤七中机械加工后需要对加工工件进行检验，其检验合格的进行包装；不合格的则重新进行加工。
36.本技术实施例的优点是：
37.本发明中在靶材的制备工艺中添加了渗碳处理工艺，该渗碳处理工艺是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，而且该渗碳处理工艺分为中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗，采用中温气体碳氮共渗提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度；采用低温气体碳氮共渗提高钢的耐磨性和抗咬合性，再经过轧制与退火处理，使工件的表面层具有高硬度和耐高温性。
附图说明
38.图1为本发明原理流程结构示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。
40.本技术实施例通过提供一种耐热溅射靶材的制备方法，解决现有技术中溅射靶材内部的相整体较脆，而且在一些高温环境中该靶材可能会出现形变的问题，本发明中在靶材的制备工艺中添加了渗碳处理工艺，该渗碳处理工艺是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，而且该渗碳处理工艺分为中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗，采用中温气体碳氮共渗提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度；采用低温气体碳氮共渗提高钢的耐磨性和抗咬合性，再经过轧制与退火处理，使工件的表面层具有高硬度和耐高温性。
41.本技术实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
42.实施例1
43.本实施例给出一种耐热溅射靶材的制备方法，如图1所示，高纯铝管溅射靶材的制备方法具体步骤如下：
44.步骤一、冷等静压
45.将坯料进行冷等静压处理；
46.步骤二、热等静压
47.将步骤二处理后的坯料进行热等静压处理；
48.步骤三、热处理
49.将步骤三中形成的坯料进行热加工处理；
50.步骤四、渗碳处理
51.对热处理的坯料进行渗碳处理；
52.步骤五、轧制
53.将加热之后的坯料进行轧制；
54.步骤六、退火处理
55.将轧制后的坯料进行退火处理；
56.步骤七、机械加工
57.将步骤六中坯料进行磨削加工，即得到溅射靶材；
58.步骤八、包装入库
59.将磨削之后的溅射靶材进行包装入库。
60.步骤一中冷等静压处理采用冷等静压机操作。
61.步骤二中热等静压处理的加热温度为1000℃，压力为100mpa，烧结时间为1h。
62.步骤三中热处理的加工温度为1200℃，持续时间为5h。
63.步骤三中热处理的升温速率为5-10℃/min；保温时间为1h。
64.步骤四中进行渗碳处理时通入氮气。
65.步骤四中的渗碳处理分为中温气体碳氮共渗与低温气体碳氮共渗，中温气体碳氮共渗的加热温度为400℃；低温气体碳氮共渗的加热温度为200℃。
66.步骤五中轧制分为热轧与冷轧，具体轧制情况为：
67.热轧：为三道次的热轧，每一道次的轧制率为20-45％，速率为6-12％/s；三道次热轧后的板材温度为500℃；
68.冷轧：为三道次的冷轧，每一道次的轧制率为25-50％，速率为6-10％/s；三道次冷
轧后的板材温度为100℃。
69.步骤六中退火处理后将轧制后的坯料进行再结晶退火处理，退火次数为2-3次，再结晶退火处理温度为800-1100℃，时间为1小时。
70.步骤七中机械加工后需要对加工工件进行检验，其检验合格的进行包装；不合格的则重新进行加工。
71.实施例2
72.本实施例给出一种耐热溅射靶材的制备方法，如图1所示，高纯铝管溅射靶材的制备方法具体步骤如下：
73.步骤一、冷等静压
74.将坯料进行冷等静压处理；
75.步骤二、热等静压
76.将步骤二处理后的坯料进行热等静压处理；
77.步骤三、热处理
78.将步骤三中形成的坯料进行热加工处理；
79.步骤四、渗碳处理
80.对热处理的坯料进行渗碳处理；
81.步骤五、轧制
82.将加热之后的坯料进行轧制；
83.步骤六、退火处理
84.将轧制后的坯料进行退火处理；
85.步骤七、机械加工
86.将步骤六中坯料进行磨削加工，即得到溅射靶材；
87.步骤八、包装入库
88.将磨削之后的溅射靶材进行包装入库。
89.步骤一中冷等静压处理采用冷等静压机操作。
90.步骤二中热等静压处理的加热温度为1000℃，压力为100mpa，烧结时间为1h。
91.步骤三中热处理的加工温度为1200℃，持续时间为5h。
92.步骤三中热处理的升温速率为5-10℃/min；保温时间为1h。
93.步骤四中进行渗碳处理时通入氮气。
94.步骤四中的渗碳处理分为中温气体碳氮共渗与低温气体碳氮共渗，中温气体碳氮共渗的加热温度为500℃；低温气体碳氮共渗的加热温度为400℃。
95.步骤五中轧制分为热轧与冷轧，具体轧制情况为：
96.热轧：为三道次的热轧，每一道次的轧制率为20-45％，速率为6-12％/s；三道次热轧后的板材温度为500℃；
97.冷轧：为三道次的冷轧，每一道次的轧制率为25-50％，速率为6-10％/s；三道次冷轧后的板材温度为100℃。
98.步骤六中退火处理后将轧制后的坯料进行再结晶退火处理，退火次数为2-3次，再结晶退火处理温度为800-1100℃，时间为1小时。
99.步骤七中机械加工后需要对加工工件进行检验，其检验合格的进行包装；不合格
的则重新进行加工。
100.实施例3
101.本实施例给出一种耐热溅射靶材的制备方法，如图1所示，高纯铝管溅射靶材的制备方法具体步骤如下：
102.步骤一、冷等静压
103.将坯料进行冷等静压处理；
104.步骤二、热等静压
105.将步骤二处理后的坯料进行热等静压处理；
106.步骤三、热处理
107.将步骤三中形成的坯料进行热加工处理；
108.步骤四、渗碳处理
109.对热处理的坯料进行渗碳处理；
110.步骤五、轧制
111.将加热之后的坯料进行轧制；
112.步骤六、退火处理
113.将轧制后的坯料进行退火处理；
114.步骤七、机械加工
115.将步骤六中坯料进行磨削加工，即得到溅射靶材；
116.步骤八、包装入库
117.将磨削之后的溅射靶材进行包装入库。
118.步骤一中冷等静压处理采用冷等静压机操作。
119.步骤二中热等静压处理的加热温度为1000℃，压力为100mpa，烧结时间为1h。
120.步骤三中热处理的加工温度为1200℃，持续时间为5h。
121.步骤三中热处理的升温速率为5-10℃/min；保温时间为1h。
122.步骤四中进行渗碳处理时通入氮气。
123.步骤四中的渗碳处理分为中温气体碳氮共渗与低温气体碳氮共渗，中温气体碳氮共渗的加热温度为450℃；低温气体碳氮共渗的加热温度为250℃。
124.步骤五中轧制分为热轧与冷轧，具体轧制情况为：
125.热轧：为三道次的热轧，每一道次的轧制率为20-45％，速率为6-12％/s；三道次热轧后的板材温度为500℃；
126.冷轧：为三道次的冷轧，每一道次的轧制率为25-50％，速率为6-10％/s；三道次冷轧后的板材温度为100℃。
127.步骤六中退火处理后将轧制后的坯料进行再结晶退火处理，退火次数为2-3次，再结晶退火处理温度为800-1100℃，时间为1小时。
128.步骤七中机械加工后需要对加工工件进行检验，其检验合格的进行包装；不合格的则重新进行加工。
129.结合实施例1-实施例3可知：本发明中在靶材的制备工艺中添加了渗碳处理工艺，该渗碳处理工艺是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，而且该渗碳处理工艺分为中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗，采用中温气体碳氮共渗提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度；
采用低温气体碳氮共渗提高钢的耐磨性和抗咬合性，再经过轧制与退火处理，使工件的表面层具有高硬度和耐高温性。
130.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。