一种铬旋转靶材的制备方法技术

本发明专利技术涉及溅射靶材技术领域，提供了一种铬旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)在背管的外径面加工螺旋纹路和喷砂处理；(2)将背管与包套的底面进行焊接，使背管和包套之间设有空腔，把铬粉加入至空腔内，对背管与包套的上表面进行焊接后，依次进行脱气脱水和抽真空；(3)放入热等静压设备中进行预成型；(4)再次进行热等静压，提高铬粉致密化；(5)退火。本发明专利技术通过增加了预成型的过程，能够控制整个靶材的变形方向，减少靶材的形变量，提高靶材的致密度。致密度。

【技术实现步骤摘要】
一种铬旋转靶材的制备方法


[0001]本专利技术涉及溅射靶材
，具体为一种铬旋转靶材的制备方法。

技术介绍

[0002]靶材产品主要分为平面靶和管靶。与平面靶材相比，管靶材具有利用率高、镀膜连续性好、镀膜成分均匀等优点，是理想的溅射靶材，市场需求量巨大。随着镀膜行业从使用平面靶材向使用旋转管靶材转变，管靶材正在成为磁控溅射设备的标准选材，所以物理气相沉积设备厂家和靶材供应商一直在致力于靶材利用率更高的管状靶材的开发和应用。
[0003]在现有技术的管状靶材制作中，通常需要用到热等静压技术，热等静压(Hot Isostatic Pressing，简称HIP)是在高温高压密封容器中，以高压气体为介质，对其中的粉末或待压实的烧结坯料(或零件)施加各向均等静压力，形成高致密度坯料(或零件)的方法。但是在制作管状靶材时，在热等静压设备中，在起初就设置高温和高压的情况下，管状靶材容易发生不可控的变形，甚至会导致报废。
[0004]CN202110612746.8公开了一种管状靶材及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：准备不锈钢内管和不锈钢外管，对所述不锈钢内管的外表面进行车螺纹加工，对所述不锈钢外管的内表面进行喷砂处理；将得到的加工后的不锈钢内管和不锈钢外管同轴焊接于第一不锈钢盖板上，形成环形腔体；将混合后的合金粉末装入所述环形腔体中进行夯实处理，然后将第二不锈钢盖板焊接于所述不锈钢内管和不锈钢外管的另一端，依次进行脱气处理和热等静压处理，得到管状靶材；所述制备方法采用热等静压一体成型法，通过对不锈钢内管以及外管进行改进，有效提高了管状靶材的致密度，均匀性，降低了管状靶材的氧含量，提高了管状靶材的成品率，具有较好的工业应用前景。
[0005]但是，上述的技术方案中，在热等静压时的压力为120
‑
170MPa，温度为1000
‑
1250℃的直接高温高压作用下，在没有预成型的情况下，不锈钢内管和不锈钢外管容易发生不可控的变形，甚至会有报废的可能。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种铬旋转靶材的制备方法，该方法在热等静压的全过程中均采用低压20
‑
25MPa的压力进行，并且依次经过温度635
‑
650℃的预成型和温度1100
‑
1300℃的热等静压来提高铬粉的致密化，在预成型的过程，可以控制整个靶材的变形方向，减少靶材的形变量，提高靶材的致密度。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种铬旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)在背管的外径面加工螺旋纹路和喷砂处理；
[0010](2)将背管与包套的底面进行焊接，使背管和包套之间设有空腔，把铬粉加入至空腔内，对背管与包套的上表面进行焊接后，依次进行脱气脱水和抽真空；
[0011](3)放入热等静压设备中，设置气压20
‑
25MPa，温度635
‑
650℃，处理6
‑
8h进行预成
型；
[0012](4)在热等静压设备中，保持步骤(3)中的气压，设置温度1100
‑
1300℃，处理6
‑
8h继续进行热等静压；
[0013](5)退火。
[0014]在上述的一种铬旋转靶材的制备方法中，所述步骤(3)中设置的气压20
‑
25MPa包括但不限于20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa；所述步骤(3)中设置的温度635
‑
650℃包括但不限于635℃、640℃、645℃、650℃；所述步骤(3)中的处理时间6
‑
8h包括但不限于6h、7h、8h。
[0015]在上述的一种铬旋转靶材的制备方法中，所述步骤(1)中螺纹的截面为0.5
‑
0.8mm的等边三角形，但不限于0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm，所述螺纹节距为3
‑
5mm，但不限于3mm、4mm、5mm。
[0016]在上述的一种铬旋转靶材的制备方法中，所述步骤(1)中经喷砂处理后的背管表面粗糙度为Ra6
‑
10μm，但不限于Ra6μm、Ra7μm、Ra8μm、Ra9μm、Ra10μm。
[0017]在本专利技术中，所述铬粉为D50在200
‑
400目的非球形粉，包括但不限于200目、300目、400目。
[0018]在本专利技术中，还包括对完成退火后的铬靶材进行机加工的步骤。
[0019]在本专利技术中，所述步骤(5)中退火的冷却速度为2
‑
3℃/mim，包括但不限于2℃/mim、2.5℃/mim、3℃/mim。
[0020]在本专利技术中，所述步骤(3)中的脱气脱水温度为280
‑
310℃，包括但不限于280℃、290℃、300℃、310℃，时间为6
‑
8h，包括但不限于6h、7h、8h。
[0021]而步骤(3)和步骤(4)中，热等静压所通入的气体为惰性气体，优选为氩气。
[0022]在本专利技术中，所述包套的材质为45碳钢；所述背管材质为不锈钢。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术通过在低压环境下进行热等静压，并且在热等静压的过程中增加了一个温度为635
‑
650℃的恒温平台来使靶材预成型，然后再经过温度为1100
‑
1300℃的热等静压来提高铬粉的致密化，通过这样的设计能够控制整个靶材的变形方向，减少靶材的形变量，提高靶材的致密度。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0028]一种铬旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)采用长度为1000mm、内径为123mm、外径为133mm的不锈钢背管，在背管的外径面加工螺旋纹路和喷砂处理，螺旋纹路的截面为0.5mm的等边三角形，所述螺纹节距为4mm；
喷砂处理后的背管表面粗糙度为Ra8μm；
[0030](2)采用1.5mm厚的45碳钢包套，将背管与包套的底面进行焊接，使背管和包套之间设有空腔，把粒径为D50在315目的非球形的铬粉加入至空腔内，对背管与包套的上表面进行焊接后，进行300℃，时间为6h的脱气脱水和抽真空；
[0031](3)放入热等静压设备中，设置气压2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铬旋转靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在背管的外径面加工螺旋纹路和喷砂处理；(2)将背管与包套的底面进行焊接，使背管和包套之间设有空腔，把铬粉加入至空腔内，对背管与包套的上表面进行焊接后，依次进行脱气脱水和抽真空；(3)放入热等静压设备中，设置气压20
‑
25MPa，温度635
‑
650℃，处理6
‑
8h进行预成型；(4)在热等静压设备中，保持步骤(3)中的气压，设置温度1100
‑
1300℃，处理6
‑
8h继续进行热等静压；(5)退火。2.根据权利要求1所述的铬旋转靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中螺纹的截面为0.5mm
‑
0.8mm的等边三角形，所述螺纹节距为3
‑
5mm。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇彬，童培云，
申请(专利权)人：先导薄膜材料有限公司，
类型：发明
国别省市：