[發明專利]一種制備高純材料的粉末冶金方法

在審

• 申請號: 201710697870.2
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107470625A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張義春;董成樓;彭鵬;崔夢薇
• 申請（專利權）人: 唐山國豐鋼鐵有限公司
• 主分類號: B22F3/14
• 分類號: B22F3/14
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 吳風江

技術領域

本發明涉及材料制備技術領域，尤其涉及一種制備高純材料的粉末冶金方法。

背景技術

在電子、太陽能行業一些高純金屬或高純陶瓷被用作濺射靶材和傳感器。材料的高純度是保證產品質量和保證產品在使用過程中穩定性的重要條件。對于靶材，較高的純度才能保證濺射出膜層的均勻性和一致性，如果靶材中所含的雜質較高，則材料的電性能將下降，還會導致濺射薄膜的厚度不均勻，降低膜層的附著強度，最終影響濺射薄膜的性能，真空濺射鍍膜在半導體集成電路、平面顯示器和薄膜太陽能面板制造中是基礎工藝，而用高純金屬或高純陶瓷制作的濺射靶材是真空濺射鍍膜工藝中關鍵的消耗性材料。通常的粉末冶金方法不能有效降低原料粉末中多數的雜質元素的含量：例如，通常的粉末冶金工藝很難將材料中的O降低到20ppm以下；通常的粉末冶金工藝無法將材料中的元素降低到5ppm以下。電子束熔煉工藝是提純材料比較有效的方法，但金屬或陶瓷中殘余的C常以石墨的形式存在，通常制備高純金屬的電子束熔煉方法無法有效降低C含量；

為此我們提出一種制備高純材料的粉末冶金方法。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種制備高純材料的粉末冶金方法。

本發明提出的一種制備高純材料的粉末冶金方法，包括以下步驟：

S1，將需要制備的金屬原材料進行準備；

S2，將S1中的金屬原材料按照一定的比例進行配比；

S3，將S2中的金屬原材料通過超聲波粉碎的方法制成顆粒狀的粉末，且顆粒狀粉末的目數為700-900目；

S4，將S2中粉碎后的各種金屬原材料混合在一起，放入熔煉爐中進行熔煉，熔煉的溫度為1800-2000℃，熔煉的時間為30-45min，將金屬粉末中的雜質進行清除；

S5，將S5中除雜后的粉末壓制成形；

S6，將S5中壓制成形后的粉末進行預燒結，對其中的的雜質再一次進行去除；

S7，將S6中得到的胚料在真空的環境下進行熱壓燒結，真空燒結的溫度為1000-1300℃，燒結的時間為15-25min。

優選的，所述S1中，所述金屬原材料包括Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe，且Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe的純度不得低于99.8%。

優選的，所述S2中，將Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe按照重量比為5：8：4：6：8：10進行配比。

優選的，所述S3中，將S2中的金屬原材料通過超聲波粉碎的方法制成顆粒狀的粉末，且顆粒狀粉末的目數為850目。

優選的，將S2中粉碎后的各種金屬原材料混合在一起，放入熔煉爐中進行熔煉，熔煉的溫度為1800℃，熔煉的時間為38min，將金屬粉末中的雜質進行清除。

優選的，所述S6中，預燒結的條件為：燒結的溫度為900-1050℃，燒結的持續時間為15-20min。

優選的，所述S7中，在真空燒結的過程中加入保護氣體，所述保護氣體為氮氣、氫氣、氧氣、氦氣和氬氣的混合氣體。

本發明以高純度的金屬粉末作為原料，利用超聲波進行粉碎、熔煉爐進行融化和機械壓制成形，或其他方式使粉體成形后，將成形后的的金屬坯料先進行預燒結；然后再在真空的條件下進行最后的燒結。采用本發明的方法，在低的氣氛壓力條件下進行預燒結能夠有效去除材料中的低熔點雜質，顯著提高了制成品的純度，最終通過真空燒結提高材料的致密性，獲得高純度、致密的金屬。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步解說。

實施例一

本發明提出的一種制備高純材料的粉末冶金方法，包括以下步驟：

S1，將需要制備的金屬原材料進行準備；

S2，將S1中的金屬原材料按照一定的比例進行配比；

S3，將S2中的金屬原材料通過超聲波粉碎的方法制成顆粒狀的粉末，且顆粒狀粉末的目數為700目；

S4，將S2中粉碎后的各種金屬原材料混合在一起，放入熔煉爐中進行熔煉，熔煉的溫度為1800℃，熔煉的時間為30min，將金屬粉末中的雜質進行清除；

S5，將S5中除雜后的粉末壓制成形；

S6，將S5中壓制成形后的粉末進行預燒結，對其中的的雜質再一次進行去除；

S7，將S6中得到的胚料在真空的環境下進行熱壓燒結，真空燒結的溫度為1000℃，燒結的時間為15min。

實施例二

本發明提出的一種制備高純材料的粉末冶金方法，包括以下步驟：

S1，將需要制備的金屬原材料進行準備；