CN104227000B - 一种铬靶材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种铬靶材的生产方法,将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,烘干,加入到冷压模具内冷压成型,得到铬靶材坯料,用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆,装入热压模具内,入炉热压成型,得到铬靶材。优点是:先冷压得到铬靶材坯料,有利于热压,经过热压后满足铬靶材的要求。两种工艺相互配合,工艺简单,操作方便,对环境友好,产品成品率高,实现了工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种铬靶材的生产方法,特别涉及通过冷压和热压联合生产铬靶材的生产方法。
背景技术
金属铬主要用于多种合金的生产原料,广泛用于化工、汽车、造船、航空、核反应堆、军工等行业。工业生产的金属铬主要采用铝热法铬和电解铬法两种方式,产品为片状或块状,而铬靶材是由纯铬粉制成的铬制品,常作为表面覆膜改性处理工艺的蒸发源,广泛应用于锁具和五金工具、灯具、汽摩装饰条和车镜、卫浴水龙头、机械刀具领域和IT产品壳体和按键,但金属铬具有熔点高、与氧亲和力强、活性大的特点,因此在制备铬制品时比较困难。
CN1074843A公开了“一种磁控溅射铬靶的制造方法”,该方法以电解铬粉为原料,通过氢气还原后,粉碎,装套除气,然后进入热等静压机中成型,随后进行机加工制成成品。缺点是:该方法以电解铬粉为原料,再氢气还原,粉碎,装套除气多道工序进行原料处理,工艺过程复杂,周期长,效率低,成本太高。
CN102677005A公开了“一种大型高致密铬靶的制造方法”,该方法以-200目,纯度为99.95%,氧含量小于1000ppm的铬粉为原料,依次进行:抽真空、分阶段升温升压、保压炉冷、热锻、退火、热轧、机加工制备铬靶。缺点是:经过抽真空、分阶段升温升压、保压炉冷、热锻、退火、热轧、机加工七个步骤才能制备出合格铬靶,生产工艺复杂,能耗大,成品率难以控制,且成本太高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单,对环境友好,产品成品率高,可实现工业化生产的铬靶材的生产方法。
本发明的技术方案是:
一种铬靶材的生产方法,其具体步骤如下:
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为5:3~9:2;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到冷压模具内,用700Mpa~1000Mpa压力冷压成型,保压10s~120s,压制尺寸为Φ50×5.0mm~Φ120×6.8mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆,装入热压模具内,入炉;
(4)抽真空至0~15pa,升温至300℃~400℃,保温10min~30min,继续升温至600℃~800℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料8Mpa~12Mpa压力下预热压60s~90s;关闭热压设施,继续升温至1300℃~1600℃,保温30min~120min,停电;
(5)启动热压设施,用20Mpa~100Mpa压力热压成型,保压10min~100min,降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。
所述金属铬粉的纯度≥99%。
所述冷压模具的材质为钼铬钢。
所述包覆纸为石墨纸、云母纸或锡纸,以更有利于热传导,避免杂质引入。
所述热压模具的材质为三高石墨,以更有利于热传导,避免杂质引入,并能够承受一定压力。
步骤(5)中所述降温方式是抽真空降温、自然降温或充氩气保护降温。
本发明的有益效果:
选取粒度为60目~320目和320目~500目的金属铬粉,通过合理配料量,先冷压得到铬靶材坯料,有利于热压,经过热压后满足铬靶材的要求。两种工艺相互配合,工艺简单,操作方便,对环境友好,金属铬粉经冷压形成具有一定密度的铬靶材坯料,可以增加颗粒间的紧密,进一步热压后来提高铬靶材密度,使最终产品没有裂痕,不存在气泡,避免了炉外法冶炼和真空冶炼得到铬靶材存在夹杂、炸裂的问题,产品成品率高,实现工业化生产。
具体实施方式
实施例1
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,所述金属铬粉的纯度≥99%,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为5:3;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到材质为钼铬钢的冷压模具内,用700Mpa压力冷压成型,保压120s,压制尺寸为Φ80×5.0mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用石墨纸包覆纸将铬靶材坯料表面包覆,装入材质为三高石墨的热压模具内,入炉;
(4)抽真空至15pa,升温至300℃,保温20min,继续升温至800℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料8Mpa压力下预热压90s;关闭热压设施,继续升温至1300℃,保温120min,停电;
(5)启动热压设施,用40Mpa压力热压成型,保压10min,抽真空降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。铬靶材中Cr的品位为99.5%,密度为7.18g/cm3,相对密度为99.72%。
实施例2
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,所述金属铬粉的纯度≥99%,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为3:1;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到材质为钼铬钢的冷压模具内,用830Mpa压力冷压成型,保压60s,压制尺寸为Φ100×5.0mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用云母纸将铬靶材坯料表面包覆,装入材质为三高石墨的热压模具内,入炉;
(4)抽真空至10pa,升温至350℃,保温15min,继续升温至700℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料12Mpa压力下预热压60s;关闭热压设施,继续升温至1400℃,保温90min,停电;
(5)启动热压设施,用76Mpa压力热压成型,保压70min,自然降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.5%,密度为7.18g/cm3,相对密度为99.72%。
实施例3
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,所述金属铬粉的纯度≥99%,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为8:2;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到材质为钼铬钢的冷压模具内,用830Mpa压力冷压成型,保压60s,压制尺寸为Φ50×5.0mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用锡纸将铬靶材坯料表面包覆,装入材质为三高石墨的热压模具内,入炉;
(4)抽真空至5pa,升温至380℃,保温10min,继续升温至700℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料10Mpa压力下预热压70s;关闭热压设施,继续升温至1500℃,保温60min,停电;
(5)启动热压设施,用23Mpa压力热压成型,保压50min,充氩气保护降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.84%,密度为7.15g/cm3,相对密度为99.3%。
实施例4
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,所述金属铬粉的纯度≥99%,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为9:2;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到材质为钼铬钢的冷压模具内,用1000Mpa压力冷压成型,保压10s,压制尺寸为Φ120×6.8mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用石墨纸将铬靶材坯料表面包覆,装入材质为三高石墨的热压模具内,入炉;
(4)抽真空至8pa,升温至400℃,保温30min,继续升温至600℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料12Mpa压力下预热压60s;关闭热压设施,继续升温至1600℃,保温30min,停电;
(5)启动热压设施,用100Mpa压力热压成型,保压100min,自然降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。铬靶材Cr品位为99.9%,密度为7.19g/cm3,相对密度为99.86%。
Claims (6)
1.一种铬靶材的生产方法,其特征是:具体步骤如下:
(1)将粒度为60目~320目和粒度为320目~500目的金属铬粉混合均匀,烘干备用,所述粒度为60目~320目的金属铬粉与粒度为320目~500目的金属铬粉的质量比为5:3~9:2;
(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到冷压模具内,用700Mpa~1000Mpa压力冷压成型,保压10s~120s,压制尺寸为Φ50×5.0mm~Φ120×6.8mm实心圆柱体铬靶材坯料;
(3)用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆,装入热压模具内,入炉;
(4)抽真空至0~15pa,升温至300℃~400℃,保温10min~30min,继续升温至600℃~800℃,停止加热,启动热压设施,对正热压设施的上下压头,对铬靶材坯料8Mpa~12Mpa压力下预热压60s~90s;关闭热压设施,继续升温至1300℃~1600℃,保温30min~120min,停电;
(5)启动热压设施,用20Mpa~100Mpa压力热压成型,保压10min~100min,降温至≤100℃后出炉,得到铬靶材。
2.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法,其特征是:金属铬粉的纯度≥99%。
3.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法,其特征是:所述冷压模具的材质为钼铬钢。
4.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法,其特征是:所述包覆纸为石墨纸、云母纸或锡纸。
5.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法,其特征是:所述热压模具的材质为三高石墨。
6.根据权利要求1所述的铬靶材的生产方法,其特征是:步骤(5)中所述降温方式是抽真空降温、自然降温或充氩气保护降温。
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