[實用新型]直接水冷的粉末燒結多元合金鍍膜靶

無效

• 申請號: 201020689380.1
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN201924071U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 于寶海;于傳躍;趙彥輝;趙鵬;盛重春
• 申請（專利權）人: 沈陽金鋒特種刀具有限公司
• 主分類號: C23C14/22
• 分類號: C23C14/22
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 王勇

技術領域

本實用新型涉及一種真空離子鍍，具體說是可直接水冷的一種具有復合結構粉末燒結多元合金鍍膜靶及其制造方法。

背景技術

在現在真空離子鍍技術中，很多膜層需要用多元合金鍍膜靶進行鍍制。一般制作鍍膜靶的工藝是如圖1所示，將制作該靶材所需的金屬粉5，如鈦Ti粉、鋁Al粉、鉻Cr粉中的兩種或兩種以上的粉體，按要求配比混合成合金粉，裝入石墨模具4，放入真空燒結爐1中的壓力裝置6、7之間，先抽真空至1×10^-2~1×10^-3?Pa，再對石墨模具進行加壓，通過加熱器2進行加熱，當加熱到1250-1300℃后，保溫并繼續加壓2-3小時，然后冷卻，真空室充氣，將模具取出，將燒結好的固態靶材脫模，按照圖紙對固態靶材進行機械加工，作為放置在真空離子鍍電弧源上的靶材。3是熱電偶。

上述多元合金涂層的靶材都必須用這種粉末燒結的方法制作。粉末燒結的靶材其內部存在微細空隙，這種微觀縫隙會漏水，所以整體粉末冶金靶材不能直接水冷，只能采用間接水冷的方式。間接水冷的方式在靶材和水冷底座之間通常都存在一個間隙。

而根據涂層的特性，靶材冷卻越好，表面溫度越低，電弧飛濺的大液滴就越少，涂層的膜層質量就越好，間接水冷的結構的間隙會降低冷卻效果，從而影響成膜質量。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種直接水冷的粉末燒結多元合金鍍膜靶及其制造方法。

本實用新型的目的是這樣實現的：包括粉末冶金的合金靶材塊（以下稱靶塊），其特征是：在靶塊的下面復合一個金屬軋制的靶材底座（以下稱靶座），在靶座底外面的中心有螺紋孔。

本實用新型的制造方法是：

(1)、將靶材原料即經過混合好的兩種或兩種以上的金屬粉末材料裝入石墨模具中；

(2)、將石墨模具置于真空燒結爐中的壓力裝置中間，對模具加壓、加熱、保溫；

(3)、冷卻后，將燒結好的整個靶塊毛坯從模具取出，用線切割技術將該靶塊毛坯切割成所需厚度的若干個靶塊，并將每個靶塊的上面、下面磨光、磨平，成靶塊；

(4)、金屬軋制的靶座呈池形，在靶座的池里依次放入紫銅銅焊料和一個靶塊，即紫銅銅焊料放在靶塊和靶座之間，成為一個熱壓前的鍍膜靶；

（5）、將若干個熱壓前的鍍膜靶疊摞起來，放入在真空燒結爐焊爐中的壓力裝置中間，抽真空后加熱至800-1100℃，加壓、加熱、保溫；此時，靶座與靶塊通過焊料緊密粘在一起，成為一個整體，而兩個鍍膜靶之間因為沒有焊料，仍然保持分離狀態。然后冷卻，燒結爐內充入氣體，將若干個鍍膜靶毛坯取出；

(6)、對每個鍍膜靶毛坯進行機械加工，具體是：在靶座底外面的中心加工用于固定在水冷裝置上的電弧源連接用螺紋孔，與真空離子鍍的電弧源安裝座的螺栓配合，安裝在可直接水冷結構的電弧源上使用；在靶塊的上面，加工成用于鍍膜離化的工作面；將靶座的池邊切削掉，使靶座與靶塊的外邊緣一致，成為鍍膜靶成品。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：由于靶塊下面設置了不透水的靶座，可直接對鍍膜靶的底座進行水冷，提高了冷卻效果和冷卻效率，也提高了成膜質量；其次節省約1/3的貴重粉體金屬材料；最后解決了水冷底座和靶塊之間導熱性不好的問題。

附圖說明

下面結合附圖進一步說明本實用新型。

圖1是在真空燒結爐燒結靶塊毛坯的示意圖。

圖2是將靶塊毛坯切割成若干個靶塊的示意圖。

圖3是在靶座里依次放入焊料和靶塊的示意圖。

圖4是將若干個熱壓前的鍍膜靶疊摞起來放入在真空燒結爐焊爐里燒結的示意圖。

圖5是本實用新型提供的產品的示意圖。

具體實施方式

本實用新型的制作方法是：

(1)、將靶材原料即經過混合好的兩種或兩種以上的金屬粉5按所需比例混合均勻，裝入石墨模具4里。

(2)、將石墨模具置于真空燒結爐的壓力裝置6、7之間，對模具加壓，并對真空燒結爐抽真空，到規定的真空度后，對模具加熱到1250-1500℃之間，具體的燒結溫度要根據金屬粉末的成分及比例選取。對模具在真空狀態下、加壓、保溫到2-3小時后，粉體形成固體毛坯5，參見圖1。

(3)、冷卻后將模具取出，并從模具中取出固體毛坯即靶材坯料5，對坯料進行機械加工或線切割加工，制成所需高度的若干個靶塊8，并將每個靶塊的上下兩個表面磨光、磨平，參見圖2。

(4)、不銹鋼或45號鋼軋制的靶座10呈池形，在靶座的池里依次放入紫銅銅焊料9和一個靶塊8，即紫銅銅焊料放在靶塊和靶座之間，成為一個熱壓前的鍍膜靶，參見圖3。