[發(fā)明專利]大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010870453.5
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111992681B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 董艷霞
• 申請（專利權）人: 沈陽有色金屬加工有限公司
• 主分類號: B22D7/00
• 分類號: B22D7/00;B22D27/08
• 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

本發(fā)明涉及一種金屬材料成型技術領域，具體涉及大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法。所述大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法的制備方法包括以下步驟：步驟1、原料選擇：銅含量一定比鑄錠高；步驟2、熔煉：電解銅裝爐—加木炭—熔化—Ⅱ加電解銅—升溫熔化—保溫靜置；步驟3、鑄造：安裝石墨澆鑄管、限流閥等組件—燙爐頭—保溫靜置—鑄造；步驟4、檢查與鋸切。本發(fā)明提供的大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法制得的鑄錠組織較細小、枝晶不發(fā)達；工藝簡單，無需特制設備，沒有設備投資，可充分利用一般有色金屬加工企業(yè)現有的上下結構感應熔煉爐、半連續(xù)鑄造機、耦合磁場電源系統(tǒng)、帶感應線圈結晶器，操作方便、清潔環(huán)保，生產效率高，并能形成工業(yè)化批量生產。

技術領域

本發(fā)明涉及一種金屬材料成型技術領域，具體涉及大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國工業(yè)轉型升級，銅及銅合金制品因其良好綜合性能在很多領域得到了應用，特別在5G領域的應用，也對銅加工產品提出了更高要求。以電子行業(yè)的高速發(fā)展為例，隨著薄膜材料的飛速發(fā)展，應用在這些行業(yè)的高純銅旋轉靶材需求越來越多，品質要求越來越好，尤其強調材料利用率，大規(guī)格旋轉管靶材利用率可達80％，而小的塊體材料利用率最高只有40％，因此要求是管材具有大規(guī)格、高純度、低含氧量以及均勻硬度等綜合性能指標。現有技術公開的大規(guī)格管靶材的制備方法基本是鑄錠經過壓力加工之后獲得，現有企業(yè)制作的高純銅鑄錠晶粒粗大、枝晶發(fā)達，鑄錠呈現嚴重各向異性，再加工容易開裂、殘留織構等等，且晶粒大小不均勻、硬度分布不均勻，導致靶材濺射性能差，也使得高純銅旋轉靶材制備成材率低。因此，我國高純銅金屬靶材生產需要突破高純化技術、微觀組織控制、織構調控等關鍵核心技術才能解決制作難題。

目前，從高純銅企業(yè)生產情況看，大尺寸高純銅在熔煉與鑄造過程中，低純度銅內在質量較好控制，高純度銅的內在質量控制不理想，往往是純度越高，組織越粗大，枝晶越發(fā)達，對高品質大規(guī)格靶材加工造成難度，主要是靶材整體晶粒不均勻、有織構，這樣的靶材硬度往往是不均勻的，導致其旋轉時濺射性能差，無法滿足平面顯示器用高質量靶材需求，在我國，高質量大規(guī)格高純銅旋轉靶材基本需要進口，不利于我國電子工業(yè)發(fā)展。

發(fā)明內容

為解決現有技術高純鑄錠晶粒粗大、枝晶發(fā)達，不能滿足高質量大規(guī)格旋轉靶材制作的需求問題，本發(fā)明的目的是提供一種大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法。該制備方法生產出的高純銅鑄錠內在質量良好，該制備方法操作性好，生產效率高，生產成本較低，并能形成工業(yè)化批量生產。

為實現上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案。

一種大規(guī)格高純銅鑄錠的制備方法包括以下步驟。

步驟1、原料選擇：銅含量一定比鑄錠高。

步驟2、熔煉：電解銅裝爐—加木炭—熔化—Ⅱ加電解銅—升溫熔化—保溫靜置。

步驟3、鑄造：安裝石墨澆鑄管-燙爐頭—保溫靜置—鑄造。

步驟4、檢查與鋸切。

進一步地，步驟1原料選擇為通常在大氣條件下，用純度不低于A級陰極銅，制作純度不小于99.99％的鑄錠；或99.999％純銅鑄錠應選擇純度比99.999％更高的銅原料制作。

進一步地，步驟2熔煉選擇帶爐頭的封閉爐子。

進一步地，步驟2熔煉選用原料為A級陰極銅，表面光滑無銅豆，切掉四邊邊角耳料，然后切成條狀小塊；添加原料順序：首先爐膛填滿原料并添加約100mm厚塊狀干餾木炭，升溫熔化后爐內液面降低，這時第二次加銅原料至爐膛滿，關閉爐蓋，繼續(xù)升溫熔煉至1200℃。

進一步地，步驟2熔煉具體操作方法如下。

1)原料準備：電解銅切去四邊，并切成100-200mm寬的條狀。

2)木炭：選擇木炭覆蓋，使用前進行徹底干餾。