[發明專利]旋轉硅鋁靶材再制造的裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 202110308517.7
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113073297B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 葛源;鄭春園;戴凌杰;劉純;吳奇
• 申請（專利權）人: 熔創金屬表面科技（常州）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C4/02;C23C4/067;C23C4/16;B23K26/352
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1.一種旋轉硅鋁靶材再制造的制備方法，其中所述制備方法所用的裝置包括支撐座，固定件，第二滑軌，激光加工單元，激光器和操控處理器，所述支撐座包括底座和支撐件，所述底座設在水平面，沿所述底座的一側設有第一滑軌，所述支撐件的下端與所述底座另一側相連，所述支撐件的上端朝豎直方向向上延伸，所述固定件的數量為兩個，兩個所述固定件沿所述第一滑軌間隔開平行設置，至少一個所述固定件可沿所述第一滑軌滑動和/或鎖定，兩個所述固定件的上端分別相對設有安裝部，每個所述安裝部設有軸向與所述第一滑軌長度方向相同的轉動軸以將所述硅鋁靶材管的兩端分別安裝在所述轉動軸，所述轉動軸能夠繞其軸帶動所述硅鋁靶材管旋轉，所述第二滑軌設在所述支撐件的上端朝向所述固定件的一側，所述第二滑軌形成為條狀且與所述第一滑軌間隔開平行相對設置，所述激光加工單元包括激光加工頭、保護氣噴嘴、氧氣濃度檢測模塊、光斑溫度檢測模塊，所述激光加工頭設在所述第二滑軌上且可沿所述第二滑軌滑動和/或鎖定，所述激光器與所述激光加工單元光纖連接，所述操控處理器與所述激光器電連接，所述氧氣濃度檢測模塊、所述光斑溫度檢測模塊均設在所述激光加工頭的出光口的一側的所述保護氣噴嘴口處以檢測出光口的氧氣濃度和硅鋁靶材表面的光斑溫度，所述氧氣濃度檢測模塊與所述操控處理器通訊連接以將出光口的氧氣濃度信息反饋至所述操控處理器并控制激光器的啟動和/或關閉，所述光斑溫度檢測模塊與所述操控處理器通訊連接以將所述光斑溫度信息反饋至所述操控處理器，并根據所述光斑溫度信息反饋結果調整激光功率，所述旋轉硅鋁靶材再制造的制備方法特征在于，包括以下步驟：

S1、對殘留的硅鋁層表面進行預處理；

S2、對預處理后的硅鋁層表面進行激光表面處理以使硅鋁層表面熔化再結晶形成為分布有球狀顆粒的表面；

S3、在激光表面處理后的硅鋁層表面熱噴涂硅鋁粉末；

其中所述步驟S1包括：

S11、對殘留的硅鋁層表面依次進行噴砂處理和砂紙拋磨處理，其中噴砂砂粒為60目-100目，噴砂的壓力為0.4Mpa-0.9Mpa，砂紙砂粒為60目-120目；

S12、擦拭硅鋁層表面以除掉灰塵和磨屑；

S13、向襯管內注入容量為襯管內容積1/4-3/4的冷卻水并將襯管兩端分別用柱塞堵住；

其中所述步驟S2包括：

S21、將預處理后的硅鋁靶材的兩端分別安裝固定在所述轉動軸上；

S22、將激光加工頭沿第二滑軌移動到硅鋁靶材的一端，激光光束落到硅鋁層的表面，將兩個轉動軸同向同速率轉動以帶動硅鋁靶材沿其軸進行旋轉，同時將激光加工頭朝硅鋁靶材的另一端滑動進行激光表面處理，以使激光加工路徑形成為沿硅鋁靶材的外周向旋轉并延其長度方向延伸的第一螺旋線；

S23、對第一螺旋線之間的螺旋間距表面進行激光表面處理，即將激光加工頭沿第二滑軌移動到硅鋁靶材的一端，激光光束落到硅鋁層的表面，將兩個轉動軸同向同速率轉動以帶動硅鋁靶材沿其軸進行旋轉，同時將激光加工頭朝硅鋁靶材的另一端滑動進行激光加工，以使激光加工路徑形成為沿硅鋁靶材的外周向旋轉并延其長度方向延伸的第二螺旋線，第二螺旋線的中間部分位于第一螺旋線的螺旋間隙表面，第二螺旋線的兩側邊緣部分分別與第一螺旋線重疊形成激光搭接面；

S24、將激光加工頭依次滑動到硅鋁靶材的兩端分別對硅鋁層兩端進行激光表面處理，激光加工軌跡形成為分別位于硅鋁層兩端的第一圓環和第二圓環，第一圓環和第二圓環相對的一側分別與第一螺旋線和第二螺旋線的端部重疊形成激光搭接面。

2.根據權利要求1所述的旋轉硅鋁靶材再制造的制備方法，其特征在于，所述步驟S22、所述步驟S23和所述步驟S24中激光表面處理的工藝參數范圍均為：激光功率1600W-5000W，激光光束掃描速度1000mm/min-5000mm/min，激光光斑尺寸10x2mm-30x2mm，搭接寬度0.5mm-4mm，并在激光加工過程中通入惰性氣體作為保護氣，氣體流量為5L/min-20L/min。

3.根據權利要求2所述的旋轉硅鋁靶材再制造的制備方法，其特征在于，步驟S24中激光表面處理的工藝參數為：激光功率2500W，激光光束掃描速度2500mm/min，激光光斑尺寸20x2mm，搭接寬度2mm。