【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属熔铸，涉及一种金属熔铸充气的方法。
技术介绍
1、超高纯6n金属(99.9999％)是制造半导体用超高纯金属溅射靶材的原材料，主要用于集成电路芯片布线，是高品质芯片生产中不可或缺的原材料。在超高纯6n金属铸锭生产中金属原料加热、熔化、铸造过程中，需要多次用高纯气体进行充气置换和冷却。
2、现有技术方案公开了一种纤维强化金属吸铸加压铸模及铸造方法，该铸模包括一个成型模和一个坩埚模，成型模中放置外缠纤维的内模，其上、下顶端各有一个深孔，靠近内模端头的表面都有小孔与其相通，成型模的顶端接抽气管，底端与坩埚模相通，其铸造方法是，给铸模抽真空并置于经预热的普通的管式炉和坩埚炉内，两炉间用耐火堵头相隔，当坩埚模和成型模达到设定温度时，仅对成型模继续抽真空而给坩埚模施加气压，进行吸铸和压铸。
3、现有技术方案还公开了一种多元相增强金属基复合材料的设备，该设备由原位反应合成增强体设备和外加增强体熔铸设备组成。其中原位反应合成增强体设备由感应炉、压力机、球蘑机组成。外加增强体熔铸设备由一工作台、立拄、电极把持器、水冷结晶器、组合式水冷结晶器、电磁搅拌器、超声波振动器、送料器、金属液体中间包、底水箱、抽锭设备。
4、现有技术方案还公开了一种高强度高导电性合金的制备方法，是根据铜具有强度低，导电性高的特点，在合金中添加铬和锆元素，改善合金的组织和提高力学性能，经熔炼、浇铸、固溶、等通道角挤压、冷轧、时效处理等手段，合金的晶粒尺寸细化达到纳米级，析出大量弥散细小的第二相cr相和cu5zr相并起到强烈
5、但是，针对超高纯6n金属，还有在原有生产过程中采用手动充气和更换气瓶，会造成高纯气体消耗大，操作频繁易代入空气和其它杂质，使生产成本增加，工艺控制困难，产品质量下降，铸锭成材率低问题及铸锭杂质含量超标问题。因此，超高纯6n金属铸锭生产面临量较大的技术问题，降低生产成本、提高铸锭内部质量。所以，亟需设计开发一种金属熔铸充气的方法，克服现有技术缺陷，以满足实际应用需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种金属熔铸充气的方法，在本专利技术中，通过合理设计金属熔铸过程中的气体置换过程，解决了半导体用超高纯6n金属熔铸过程中气体消耗大、工艺控制问题、铸锭成材率低以及铸锭杂质含量超标的问题，使得铸锭杂质含量得到有效控制，降低了生产成本，步骤简单且操作性强，适合推广。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种金属熔铸充气的方法，所述方法包括：
4、将待加工金属原料装入熔炼炉内，依次进行抽真空处理、一级气体置换处理、升温熔炼处理、二级气体置换静置处理、浇铸处理、冷却处理和三级气体置换处理后，得到金属铸材。
5、在本专利技术中，通过合理设计金属熔铸过程中的气体置换过程，解决了半导体用超高纯6n金属熔铸过程中气体消耗大、工艺控制问题、铸锭成材率低以及铸锭杂质含量超标的问题，使得铸锭杂质含量得到有效控制，降低了生产成本，步骤简单且操作性强，适合推广。
6、需要说明的是，本专利技术采用依次进行抽真空处理、一级气体置换处理、升温熔炼处理、二级气体置换静置处理、浇铸处理、冷却处理和三级气体置换处理的多种处理相结合的方式，强调气体多次置换过程，对高真空中频感应熔炼工艺进行摸索及改进，最终形成成熟的6n金属铸锭生产气体置换工艺，解决了半导体用超高纯6n金属熔铸过程中气体消耗大、工艺控制问题、铸锭成材率低以及铸锭杂质含量超标的问题。
7、作为本专利技术一种优选的技术方案，在待加工金属原料装入熔炼炉内前，对所述熔炼炉的炉膛进行清洁处理。
8、优选地，所述清洁处理在常压下进行。
9、需要说明的是，本专利技术中的常压指的是一个标准大气压为1013百帕。
10、优选地，所述清洁处理采用清洁刷。
11、需要说明的是，本专利技术中对清洁刷的材质、形状和型号等不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行适应性调整。其中，清洁处理可以对常压下熔炼炉的炉膛进行清理和清理金属装炉后炉膛表面漂浮的空气杂质。
12、优选地，所述清洁处理的时间为10～15min，例如可以是10min、10.5min、11min、11.5min、12min、12.5min、13min、13.5min、14min、14.5min、15min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述抽真空处理通过真空泵组进行。
14、需要说明的是，本专利技术中对真空泵组的数量、形状和型号等不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行适应性调整。其中，真空泵之间可以串联。
15、优选地，在所述抽真空处理后，所述熔炼炉内的真空度为6.6×10-2～6.7×10-2bar，例如可以是6.6×10-2bar、6.61×10-2bar、6.62×10-2bar、6.63×10-2bar、6.64×10-2bar、6.65×10-2bar、6.66×10-2bar、6.67×10-2bar、6.68×10-2bar、6.69×10-2bar、6.7×10-2bar等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、本专利技术中熔炼炉内的真空度为6.6×10-2～6.7×10-2bar，是因为在此真空度下，可以使得熔炼过程金属中的气体和低熔点杂质挥发排出来，若不在此范围内会导致熔炼过程金属中的气体和低熔点杂质无法挥发排出来，造成金属液纯度降低。
17、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述一级气体置换处理包括至少两次置换过程，例如可以是2次、3次、4次、5次等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、优选地，所述置换过程采用的气体为氩气。
19、需要说明的是，本专利技术中一级气体置换处理包括至少两次置换过程，多次的置换过程可以，把残留在炉膛内的气体排出，确保炉膛清洁干净。
20、需要说明的是，本专利技术中的氩气为高纯氩气，其高纯指的是瓶装高纯氩气的含量达到5n-99.999％以上。
21、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述升温熔炼处理的升温温度为1200～1400℃，例如可以是1200℃、1220℃、1240℃、1260℃、1280℃、1300℃、1320℃、1340℃、1360℃、1380℃、1400℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述二级气体置换静置处理包括至少一次置换过程，例如可以是1次、2次、3次、4次、5次等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地，所述置换过程采用的气体为氩气。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属熔铸充气的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待加工金属原料装入熔炼炉内前，对所述熔炼炉的炉膛进行清洁处理；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述抽真空处理通过真空泵组进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述一级气体置换处理包括至少两次置换过程；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述升温熔炼处理的升温温度为1200～1400℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述二级气体置换静置处理包括至少一次置换过程；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述置换过程按照以下方式进行：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一定范围为200～210Pa；
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在所述浇铸处理前，需对所述熔炼炉中的金属液面温度进行红外测量，当所述金属液面温度至一定温度时，进行所述浇铸处理；
10.根据权利要求1-9
...【技术特征摘要】
1.一种金属熔铸充气的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待加工金属原料装入熔炼炉内前，对所述熔炼炉的炉膛进行清洁处理；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述抽真空处理通过真空泵组进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述一级气体置换处理包括至少两次置换过程；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述升温熔炼处理的升温温度为1200～1400℃。
6.根据权利要求1-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，郭廷宏，孙银祥，
申请(专利权)人：上海同创普润新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。