[發明專利]難熔稀有金屬環形靶材的制備方法與裝置

在審

• 申請號: 201811003610.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN108796456A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 郭校亮;張磊;陳良杰;張建帥
• 申請（專利權）人: 青島藍光晶科新材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22B9/22
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發明涉及一種難熔稀有金屬環形靶材的制備方法與裝置，屬于金屬靶材的制備技術領域。所述裝置包括爐體、真空系統、充氣閥、電子槍和水冷模具，所述爐體分為爐室和電子槍室，真空系統分別與爐室和電子槍室相連，充氣閥分別與爐室和電子槍室相連，所述水冷模具設于爐室內部，電子槍設于水冷模具上方，所述水冷模具為設有若干個環形水冷槽的模具。本發明所述的技術方案可簡化難熔稀有金屬靶材的制備工藝，降低后續加工難度，提高產品的出成效率和純度。

技術領域

本發明涉及一種難熔稀有金屬環形靶材的制備方法與裝置，屬于金屬靶材的制備技術領域。

背景技術

在本技術領域中，難熔稀有金屬指熔點高于1650℃的稀有金屬，包括鈮、鉭、鈦、鉬中的一種或多種。目前，環形難熔稀有金屬靶材主要通過粉末冶金的方式來制備，該方式工藝路線繁瑣，成本較高，同時制備出的產品致密性較差，同時，在整個生產過程中，初級原料為高純難熔稀有金屬粉，經過后續多道生產工藝，生產過程中會對產品產生多次污染，導致最終得到的產品純度低于初始原料的純度。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種新的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法與裝置。

本發明是采用以下的技術方案實現的：

一種難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置，包括爐體、真空系統、充氣閥、電子槍和水冷模具，所述爐體分為爐室和電子槍室，真空系統分別與爐室和電子槍室相連，充氣閥分別與爐室和電子槍室相連，所述水冷模具設于爐室內部，電子槍設于水冷模具上方，所述水冷模具為設有若干個環形水冷槽的模具。優選地，所述環形水冷槽的深度為10mm-50mm。

目前，環形難熔稀有金屬靶材主要通過粉末冶金的方式來制備，工藝路線繁瑣，成本較高，制備出的產品致密性較差。同時，在整個生產過程中，初級原料為高純難熔稀有金屬粉，經過后續多道生產工藝，生產過程中會對產品產生多次污染，導致最終得到的產品純度低于初始原料的純度。

本發明所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置，通過電子束熔煉的方式在環形水冷模具中進行難熔稀有金屬靶材的制備，工藝簡單，成本低，最終產品純度高。

進一步地，所述水冷模具上均勻分布有若干個環形水冷槽。

進一步地，所述真空系統包括爐室真空系統和電子槍真空系統，所述爐室真空系統與爐室相連，所述電子槍真空系統與電子槍室相連，爐室真空系統包括機械泵、羅茨泵和擴散泵，電子槍真空系統包括機械泵、羅茨泵和分子泵。

一種使用難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置進行難熔稀有金屬環形靶材的制備方法包括以下步驟：

A、裝料：在水冷模具的水冷槽內裝入難熔稀有金屬原料；

B、抽真空：閉合爐體，通入冷卻循環水，開啟真空系統，進行抽真空處理；

C、預熱電子槍；

D、設定電子束照射模式：設定電子槍的電子束照射模式，使電子束照射水冷模具的其中一個水冷槽；

E、電子束熔煉：啟動電子槍，照射并熔煉步驟D中所述水冷槽中的難熔稀有金屬原料，形成難熔稀有金屬熔池；

F、制備環形難熔稀有金屬靶材毛坯：減小電子槍功率，實現難熔稀有金屬熔池自下而上逐漸凝固，關閉電子槍；

G、連續制備：將電子束照射位置設定為下一個水冷槽，重復步驟E至步驟G，直至所有水冷槽內的難熔稀有金屬原料全部熔煉、凝固完成；

H、降溫取件：冷卻降溫，取出環形難熔稀有金屬靶材毛坯。