[發明專利]一種快速制作高純細晶粒黃金靶胚的方法

有效

• 申請號: 202010692877.7
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111850488B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張劍;張于光
• 申請（專利權）人: 聯德電子科技（常熟）有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22F1/14;B21B37/00;B21B37/74;B21J5/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 李小葉

本發明公開了一種快速制作高純細晶粒黃金靶胚的方法，包括以下步驟：(1)準備高純度的黃金原料；(2)將黃金原料置于熔煉爐中，進行熔煉，得到黃金鑄錠；(3)將溫度大于700℃的黃金鑄錠進行快速模鍛，模鍛1～3次，模鍛過程總鍛比大于70％；(4)將模鍛結束后的鍛胚立即進行水冷；(5)將水冷后的鍛胚軋制至所需厚度，得到軋胚；其中，軋制溫度為室溫，軋比大于70％；(6)將軋胚加熱至300～600℃，進行保溫，保溫時間為30～90min，然后水淬，得到所需黃金靶胚。該方法通過熔煉、快速模鍛、水淬、軋制和退火工藝的配合，并采用特定的模鍛溫度、高鍛比和高軋比，可以獲得細小均勻的晶粒，制得高品質的黃金靶材，并能顯著縮短工時，降低成本。

技術領域

本發明涉及靶材制作技術領域，具體涉及一種快速制作高純細晶粒黃金靶胚的方法。

背景技術

PVD(Physical?Vapor?Deposition)-物理氣相沉積：指利用物理過程實現物質轉移，將原子或分子由源轉移到基材表面上的過程。它的作用是可以使某些有特殊性能(強度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等)的微粒噴涂在性能較低的母體上，使得母體具有更好的性能。

PVD工藝所使用的濺射靶材，其管控品質點較多，比如高的純度、細小且均勻的晶粒、氣體含量低等等。對于黃金靶材的制備而言，由于Au就是惰性材料，利用高純金屬Au制作靶材時，其晶粒難以細化均勻。現有的靶材制作工藝比較繁雜，生產周期長，成本較高，無法獲得細化和均質化符合要求的高品質黃金靶材。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種快速制作高純細晶粒黃金靶胚的方法。該方法通過熔煉、快速模鍛、水淬、軋制和退火工藝的配合，并采用特定的模鍛溫度、高鍛比和高軋比，可以獲得細小均勻的晶粒，制得高品質的黃金靶材，并能顯著縮短工時，降低成本。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種快速制作高純細晶粒黃金靶胚的方法，包括以下步驟：

(1)備料：準備高純度的黃金原料；

(2)熔煉：將黃金原料置于熔煉爐中，進行熔煉，得到黃金鑄錠；

(3)將溫度大于700℃的黃金鑄錠進行快速模鍛，模鍛1～3次，完成模鍛過程后總鍛比大于70％；

(4)水淬：將模鍛結束后的鍛胚立即進行水冷；

(5)軋制：將水冷后的鍛胚軋制至所需厚度，得到軋胚；其中，軋制溫度為室溫，總軋比大于70％；

(6)退火：將軋胚加熱至300～600℃，進行保溫，保溫時間為30～90min，然后水淬，得到所需黃金靶胚。

進一步的，所述黃金原料的純度至少為5N。

進一步的，所述熔煉爐為高周波熔煉爐。

進一步的，步驟(5)的軋制過程中，每次下壓量小于3mm。

進一步的，步驟(5)中，軋制次數大于10次。

進一步的，獲得的黃金靶胚的平均晶粒小于80μm。

本發明的有益效果是：本發明首先通過熔煉獲得高純黃金鑄錠，然后將溫度大于700℃的黃金鑄錠進行快速模鍛，模鍛頻率為每分鐘1～3次，鍛比大于70％；如此，采用高溫的黃金鑄錠以及大于70％的變形量，可以使鍛胚再結晶后獲得較細小的晶粒；模鍛結束后的鍛胚立即進行水冷，從而及時消除熱量，消除晶粒長大所需能力，從而獲得細小均勻的晶粒；對水冷后的鍛胚進行軋制，采用變形量大于70％的高軋比，進一步通過形變過程細化晶粒；本發明的退火過程只需進行一次，退火后再水淬，即可獲得晶粒細小且均勻的黃金靶胚，縮短了制備工藝的時長。