[發明專利]大尺寸高純銅旋轉靶材的制備方法

有效

• 申請號: 202010595744.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111604651B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 董艷霞;于丙宏;王永勝;張洪;王宏君;張健;張昱;尹城鈞
• 申請（專利權）人: 沈陽有色金屬加工有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23B5/12;C23C14/34
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 馬維駿

1.一種大尺寸高純銅旋轉靶材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、鑄錠選擇：根據產品要求選擇成分、尺寸合格鑄錠，表面光滑，無裂紋缺陷；

步驟2、熱鍛造：將鍛造機的錘砧預熱到250-300℃并安裝好，同時將鑄錠快速加熱到880-920℃并保溫5分鐘進行均熱，才可出爐鍛造；采用多向自由鍛造，圓形鑄錠最少完成二墩二拔換向鍛造過程，最后成為圓柱形；鑄錠鍛造時，開始階段小壓下量并逐漸加大，鑄錠長度變短，待鑄錠墩到1/2長度時，翻轉90度換向拔長到徑高比1：2，再翻轉90度墩粗，重復兩次，最后拔長到需要的鍛造坯料尺寸，終鍛溫度不低于750℃；

步驟3、車削：經過鍛造的坯料冷卻至常溫，在車床上將圓柱面表皮去掉、圓柱端面車平，圓柱面表皮車掉1-3mm，然后車平兩圓柱端面，鍛坯呈現金屬本色，成為擠壓用坯料即鍛料；

步驟4、熱擠壓：擠壓前準備好工具并預熱，預熱溫度為350-450℃，之后安裝好；同時將鍛料在工頻爐中快速加熱到780-820℃保溫5分鐘，然后送入擠壓筒，擠壓筒內放入墊片與鍛料緊靠，之后擠壓軸在擠壓筒中推動墊片前行將鍛料充滿擠壓筒，擠壓軸停止移動，這時安裝在擠壓軸上的穿孔針前進對鍛料穿孔，穿孔針前端剛好穿過模具孔后，擠壓軸與穿孔針一起運動推動墊片與鍛料一起前行，將鍛料從擠壓筒推出經過模具擠出成為管狀坯料；

步驟5、拉伸：拉伸前制作夾頭，使管坯順利通過?？?；在第Ⅱ、Ⅲ拉伸前不切頭尾，但對夾頭重新處理使之尺寸變小能通過模孔，再繼續進行Ⅱ、Ⅲ拉伸；拉伸使管材內徑、外徑精度得到有效控制，同時積聚變形潛能有利于再結晶退火；準備好拉伸模具，拉伸前安裝好，拉伸2-3道次，總加工率20-30%；

步驟6、退火：退火前將管坯夾頭切掉，不切除尾，除掉表面潤滑油，準備裝爐退火；選擇光亮退火爐，首先將爐子升溫到450℃，此時將管裝入爐中，管料裝入后爐溫下降，繼續升溫到450℃±10℃保溫60-80分鐘，快速冷卻至60℃出爐；

步驟7、精整：首先將退火后的管坯兩端切除少量，在多輥矯直機上進行校直，直度不大于1mm/m；校直結束后，在管坯兩端各切取20-30mm試樣，然后再對管坯按照管靶坯料要求鋸切齊尺；

步驟8、檢驗制作管材：將精整后的管坯吊運至檢查平臺，檢查表面、尺寸，表面質量：肉眼觀察表面光滑，無夾灰、起皮現象；尺寸：用測管千分尺、卡尺測量管坯壁厚及外徑，用卷尺測量管坯長度；將切取的兩個試樣送化驗室，用儀器檢測布氏硬度檢驗、晶粒度；全部檢驗符合管靶坯料要求的管材，交付給用戶，再進行必要的精密加工，作為旋轉靶材使用；制得高純銅管材，氧含量不大于5ppm，外徑公差±0.5mm范圍內，管厚度公差±0.7mm范圍內，晶粒大小在26-32um，布氏硬度HB在53-55，直度不大于0.8mm/m。

2.如權利要求1所述大尺寸高純銅旋轉靶材的制備方法，其特征在于，步驟1包括以下步驟：

1）化學成分：化學成分符合高純銅相關標準要求，即鑄錠銅含量達到99.999%、氧含量不大于5ppm；

2）內外部質量：內部無氣孔、裂紋，表面光滑無缺陷；

3）規格：根據靶材尺寸，采用倒算方法計算鑄錠規格，具體方法是先根據靶材所需管材尺寸計算出擠壓管坯尺寸，再算出擠壓用坯料即鍛料尺寸，加上車掉表皮量算出鍛造坯料尺寸，然后以鍛坯為基算出鑄錠尺寸；計算時需加上鍛造、擠壓、拉伸、鋸切的幾何損失，還要充分考慮靶材成型加工變形量，在擠壓能力范圍內擠壓變形盡量大；拉伸總加工率在20-30%。

3.如權利要求1所述大尺寸高純銅旋轉靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟2的操作步驟中選擇大功率感應電爐快速加熱鑄錠，選擇快速鍛造機多向自由鍛造，最終鍛成圓柱形鍛坯，經車削表皮成為圓柱形擠壓坯料；鍛造規格：考慮熱脹冷縮量，鍛料直徑小于擠壓筒直徑7-10mm；車削鍛坯圓柱面，且車平兩端面。