[發明專利]一種靶材用高純鈦板的制備方法

有效

• 申請號: 201310152428.3
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103215553A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 黨鵬;高維娜;王瑞琴;吳曉東;付文杰;李輝;張清;劉華;王洋;周玉川;陳鈞偉;楊利;李鵬;范涵
• 申請（專利權）人: 西部鈦業有限責任公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于稀有金屬材料制備技術領域，具體涉及一種靶材用高純鈦板的制備方法。

背景技術

靶材作為一種具有特殊用途的材料，具有很強的應用目的和明確的應用背景。濺射靶材已廣泛應用于裝飾、工模具、玻璃、電子器件、半導體、磁記錄、平面顯示、太陽能電池等眾多領域。濺射靶材在我國是一個較新的行業；我國靶材技術產業水平與國際靶材相比還存在較大的差距，全球高端靶材市場還主要被歐美或日本的靶材公司所壟斷。迄今為止，中國還沒有生產靶材的專業大公司，大量靶材還需從國外進口，特別是技術含量高的靶材。

純鈦濺射靶現在已廣泛應用于裝飾鍍膜、工模具鍍膜、玻璃鍍膜、半導體裝置鍍膜、電子器件鍍膜、平面顯示鍍膜等領域。靶材用純鈦板的生產主要控制純度、晶粒尺寸、晶粒取向及晶粒均勻性四個方面。半導體裝置、電子器件、平面顯示等領域用靶材純度要求高，要求鈦板的質量純度達到99.8%以上。靶材的純度越高，濺射薄膜的性能越好；且靶材的晶粒尺寸必須控制在100μm以下。在合適的晶粒尺寸范圍內，晶粒取向越均勻越好；晶粒尺寸相差較小的靶材，淀積薄膜的厚度分布也較均勻。由于靶材用高純鈦板技術要求高，生產難度大，特別是電子器件、半導體、平面顯示等高端靶材市場，國內還沒有生產靶材用高純鈦板的專業公司和成熟技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種靶材用高純鈦板的制備方法。采用該方法制備的靶材用高純鈦板的質量純度不小于99.8%，靶材用高純鈦板的不平度小于2mm/m，靶材用高純鈦板的平均晶粒尺寸小于100μm，晶粒尺寸均勻一致，滿足高端濺射靶材的相關技術要求，可廣泛應用于電子器件、半導體、平面顯示等濺射膜領域

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將海綿鈦顆粒壓制成密度為3.2g/cm³～3.5g/cm³的電極塊，然后將多個所述電極塊在真空等離子焊箱中進行真空等離子焊接，得到自耗電極；

步驟二、將步驟一中所述自耗電極置于真空自耗電弧熔煉爐中，在真空度不大于0.5Pa的條件下進行兩次真空自耗電弧熔煉，得到鑄錠；所述鑄錠的截面形狀為直徑為480mm～720mm的圓形；

步驟三、切除步驟二中所述鑄錠的冒口和錠底，去除鑄錠的表面缺陷，然后將去除表面缺陷后的鑄錠置于加熱爐中進行第一加熱處理，所述第一加熱處理的具體制度為：首先在溫度為750℃～800℃的條件下保溫60min～90min，然后升溫至1000℃～1050℃后保溫300min～450min；

步驟四、采用快鍛機將步驟三中經第一加熱處理后的鑄錠進行一火次的鐓拔鍛造，得到厚度為120mm～240mm的板坯；所述鐓拔鍛造的總變形量為65%～80%；

步驟五、去除步驟四中所述板坯的表面缺陷，然后將去除表面缺陷后的板坯置于加熱爐中，在溫度為850℃～880℃的條件下保溫150min～280min進行第二加熱處理；

步驟六、采用熱軋機將步驟五中經第二加熱處理后的板坯進行軋制，得到厚度為10mm～20mm的半成品板材；所述軋制的總變形量為85%～95%；

步驟七、將步驟六中所述半成品板材依次進行退火、矯直和表面修磨處理，得到厚度為10mm～20mm的靶材用高純鈦板；所述靶材用高純鈦板的質量純度不小于99.8%。

上述的一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述海綿鈦顆粒的質量等級為零級。

上述的一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述海綿鈦顆粒的粒度為0.83mm～12.7mm。

上述的一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述升溫的速率為1℃/min～2℃/min

上述的一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，步驟六中所述軋制的道次變形量為8.5%～30%。

上述的一種靶材用高純鈦板的制備方法，其特征在于，步驟七中所述退火的溫度650℃～750℃，所述退火的時間為30min～60min。

本發明與現有技術相比具有以下優點：