[發明專利]一種鋁合金靶材的制備方法

有效

• 申請號: 201911138528.4
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110904364B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 蔡新志;童培云;朱劉;黃宇彬;郭慶生;何坤鵬;冉成義
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C22F1/04;C23C14/34;B23P15/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明提供了一種鋁合金靶材的制備方法，所述方法將鋁和鈧熔煉并且精煉后鑄型得到圓柱形鋁鈧合金；將得到的圓柱形鋁鈧合金在450～650℃下保溫后進行熱加工，所述熱加工包括至少一個循環熱軋，每個循環熱軋的道次為4個道次，每個循環熱軋中熱軋的方向依次為第一道次熱軋的方向隨機，第二道次熱軋的方向以第一道次熱軋的方向為基準逆時針旋轉85～95度，第三道次熱軋的方向以第二道次熱軋的方向為基準順時針旋轉40～50度，第四道次熱軋的方向以第三道次熱軋的方向為基準順時針旋轉85～95度；然后進行矯平、機加工調整。本發明的制備方法通過控制熱軋過程中的熱軋道次的方向，提高了圓形靶坯的圓整度，降低了后續加工過程中的切割損失，降低了鋁合金靶材的生產成本。

技術領域

本發明屬于合金靶材制備技術領域，具體涉及一種鋁合金靶材的制備方法。

背景技術

鈧對合金具有良好的合金化作用，在鋁中只要加入千分之幾的鈧就會生成彌散分布的Al₃Sc相，極大地細化鋁合金的組織從而提高其強度。隨著靶材行業迅速發展，鋁鈧合金靶材得到越來越廣泛的應用，例如，集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(MEMS)的制備過程中，一般采用鋁鈧合金靶坯作為濺射源濺射形成鋁鈧薄膜。目前鋁鈧合金靶材主要為以下幾種方法：

CN201711310758.5鋁鈧合金靶坯及其制備方法及應用，將鈧金屬和鋁金屬按配比投入所述熔煉爐中，抽真空然后充惰性保護氣體進行熔煉，再在惰性氣氛下澆鑄成型，冷卻后得到合金鑄錠，最后將合金鑄錠進行反復軋制、然后退火。通過此法制備的鋁鈧合金靶坯具有含氧量低、靶坯晶粒粒度均勻、細化的特點，進而能夠滿足濺射靶坯的特性需求。但鈧熔點高達1541℃，且化學性質活潑，與鋁的熔點（660℃）相差懸殊，采用直接混合熔煉的方式，鈧在鋁液中容易局部過濃，易發生包晶反應，發生偏析或產生夾雜。CN201711302847.5一種Al-Sc合金靶材成型方法，將Al-Sc胚料預熱至550℃-600℃并在此溫度下保溫45min-75min再進行軋制，重復多道次軋制得到Al-Sc合金靶材。該發明可以降低生產過程中Al-Sc胚料的開裂事故，極大地提高了靶材的制造效率，降低了制造成本，但該發明只針對含Sc量為14%~20%質量百分比的鋁鈧胚料，且軋制前需預熱軋輥200℃-400℃，需要消耗大量能量。CN201510093300.3鈧鋁合金濺鍍目標，介紹一種濺鍍目標包括鈧鋁合金。具體過程是在高溫下于真空感應爐中或使用感應懸浮技術熔化前驅物材料，通過快速鑄造來冷卻熔化的前驅物材料以制造鈧鋁合金錠料。鍛造鈧鋁合金錠料或將鈧鋁合金錠料軋制成坯體，最后，對經熱處理的坯體執行接合及機械加工得到靶材。該發明專利針對的是3%-10%原子百分比的鈧，未提供一種具體鈧鋁合金靶材的成型方法，且該專利在[0041]處提及到，較小粒度的鋁鈧合金第二相(ScAl₃)粒子可制造具有較可靠性特性的聲諧振器，比如小于或等于40微米。

一方面，由于高純鈧金屬價格高，在靶材制備過程中不可避免的產生切削和加工廢料，容易造成生產成本增加，因此必須盡可能控制輸入/輸出比，盡可能減少加工過程中廢料的產生，降低生產成本，目前鋁鈧靶材的軋制方向一般為橫向或縱向結合的方式得到平面靶坯再切割加工成圓靶，這種處理方式材料浪費嚴重。另一方面鋁鈧合金靶材一般要求純度高、第二相金屬間化合物顆粒細小和分布均勻，目前的制備方法存在鋁鈧純度不高或第二相金屬間化合物顆粒粗大和分布不均勻和制備過程中輸入/輸出高的問題造成材料的浪費，亟待解決。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種鋁合金靶材的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種鋁合金靶材的制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）按照重量配比將鋁和鈧在真空或者惰性氣體保護下熔煉得到鋁鈧合金；

（2）將步驟（1）得到的鋁鈧合金在真空或者惰性氣體保護下精煉后澆鑄到圓柱形模具中冷卻成型得到圓柱形鋁鈧合金；