【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于难熔金属塑性加工，特别涉及一种细晶粒铌管靶材的加工工艺。
技术介绍
1、铌管靶材是柱状磁控溅射靶材之一，主要应用于磁控溅射制备金属薄膜领域。金属高纯靶材时制备金属薄膜的重要原材料。磁控溅射靶材分为平面磁控溅射靶材（板状靶材）和柱状磁控溅射靶材（管状靶材）。板状靶材的镀膜工艺相对简单，设备投入较小，管靶镀膜是后期发展而来的，设备较复杂，投入较大，但是，由于板状靶材的利用率仅为20-30%，而管状靶材的利用率最高可达80%以上，镀膜过程中不容易产生“靶中毒”，在生产中可以长期稳定地运行，且结构简单、安装方便，因此目前在产业化生产中柱状磁控溅射靶的使用比例在增加。
2、靶材的晶粒度对靶材的溅射有重要影响。对铜靶材的晶粒度对溅射形貌、溅射时靶电压、溅射产出率乃至薄膜的厚度分布及结晶情况的影响方面的研究发现：靶材晶粒度会显著影响靶表面的溅射形貌以及粗糙度，30μm靶材溅射形貌粗糙度为5.6μm，表面较为致密，150μm的靶材溅射形貌粗糙度为8.5μm，且更疏松；在相同靶电流下晶粒度越小的靶材的溅射产出率越高。对钽靶溅射性能的冶金学影响因素的研究发现：对于取向不好而抗溅射的晶粒，只要晶粒足够细小且不集中分布，则对钽靶的溅射产出率影响就不大。因此，细小而均匀的晶粒组织有利于提高靶材的溅射性能。
3、目前市场上的铌管靶材产品，平均晶粒度一般均在100-200μm之间。公开号为cn102794617a专利技术专利中提供了一种磁控溅射用管状铌靶材的制备方法，该方法制备的铌管靶材沿靶材厚度方向的晶粒组织均匀，晶粒
技术实现思路
1、本专利技术其目的就在于提供一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，以解决上述
技术介绍
中的问题，该工艺具有简单实用，生产效率高，金属损耗低的特点。
2、为实现上述目的而采取的技术方案是，一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，该铌管靶材的加工工艺包括以下步骤：
3、a、将真空电子束熔炼的高纯铸锭在箱式电阻炉中进行第一次加热或者在常温下，采用大变形锻造开坯，机械加工后进行第一次真空退火，得到第一坯料；
4、b、将第一坯料在感应炉中进行第二次加热，在穿孔机上进行穿孔，得到第二坯料；
5、c、将第二坯料在感应炉中进行第三次加热，在挤压机上挤压成铌管靶坯，得到第三坯料；
6、d、将第三坯料进行第二次真空退火，得到铌管靶坯；
7、e、将铌管靶坯经机械加工后得到铌管靶材成品。
8、进一步地，所述步骤a中高纯铌锭的纯度大于99.95%。
9、进一步地，所述步骤a中第一次加热，加热温度范围为400-600℃，或者不加热而直接在常温下开始锻造。
10、进一步地，所述步骤a中大变形锻造，其锻造总变形量大于80%。
11、进一步地，所述机械加工包括外圆车削与钻孔，其钻孔直径大于25mm。
12、进一步地，所述步骤a中第一次真空退火，其工艺为950-1150℃，保温2-3小时。
13、进一步地，所述步骤b中第二次加热，加热温度范围为900-1000℃。
14、进一步地，所述步骤c中第三次加热为补充加热，加热温度范围为950-1050℃。
15、进一步地，所述步骤c中挤压的挤压比大于7，挤压速度100-200mm/s。
16、进一步地，所述步骤d中第二次真空退火，其工艺为950-1200℃，保温1-1.5小时。
17、有益效果
18、与现有技术相比本专利技术具有以下优点。
19、1、本专利技术具有工艺流程简单，生产效率高，金属损耗低的特点，同时也适应其他难熔金属如钽、钨、钼等管状靶材的生产；
20、2、本专利技术采用常温或低温大变形量锻造，通过镦拔反复变形，使铸锭的粗大柱状晶得到充分破碎，避免了动态再结晶，增大了储存能，使得锻造后的第一坯料在真空退火后的组织更细小和均匀，提高了锭坯的塑性，有利于后续的穿孔和挤压；
21、3、本专利技术的锻造不需加热或加热次数少，即使加热也仅需一次就可完成大变形量的锻造，节约能源消耗；
22、4、本专利技术采用穿孔工艺，钻孔直径小，金属损耗少，产品直收率高；
23、5、本专利技术的穿孔和挤压温度低，减少了动态再结晶，增大了储存能，为管靶成品退火后组织晶粒进一步细化和均匀化创造了条件；
24、6、本专利技术的变形加工温度低，有利于避免产品严重氧化；
25、7、本专利技术在挤压时不需要制作包套，工艺简单、成本低、效率高；
26、8、本专利技术制备的铌管靶组织性能良好，沿靶材径向（横向）的晶粒均匀而细小，晶粒度等级6.5-7.0级（32-38μm），沿靶材挤压方向（纵向）的晶粒度等级5.5-7.5级（53-27μm）。
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1.一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，该铌管靶材的加工工艺包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中高纯铌锭的纯度大于99.95%。
3.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中第一次加热，加热温度范围为400-600℃，或者不加热而直接在常温下开始锻造。
4.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中大变形锻造，其锻造总变形量大于80%。
5.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述机械加工包括外圆车削与钻孔，其钻孔直径大于25mm。
6.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中第一次真空退火，其工艺为950-1150℃，保温2-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤b中第二次加热，加热温度范围为900-1000℃。
8.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工
9.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤c中挤压的挤压比大于7，挤压速度100-200mm/s。
10.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤d中第二次真空退火，其工艺为950-1200℃，保温1-1.5小时。
...【技术特征摘要】
1.一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，该铌管靶材的加工工艺包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中高纯铌锭的纯度大于99.95%。
3.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中第一次加热，加热温度范围为400-600℃，或者不加热而直接在常温下开始锻造。
4.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述步骤a中大变形锻造，其锻造总变形量大于80%。
5.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌管靶材的加工工艺，其特征在于，所述机械加工包括外圆车削与钻孔，其钻孔直径大于25mm。
6.根据权利要求1所述的一种细晶粒铌...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴孟海，余涛，聂腾飞，张浩，朱芳，冯美兵，
申请(专利权)人：九江有色金属冶炼有限公司，
类型：发明
国别省市：
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