CN112877656A - 一种锆管靶及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锆管靶及生产方法,包括锆管主体,所述锆管主体为空腔的圆柱形结构,所述锆管主体两端分别开设有一对环形结构的承口槽,一对所述承口槽端部对称开设有环形凹槽结构的限位环,本发明的有益效果是,该锆管靶选用了优质的海绵锆,采用3吨以上专门熔炼锆材的电弧炉,并对炉堂进行严格的清理,避免了熔炼过程中其他杂质的污染,其穿孔、热轧、定径过程中,变形率超过了93%,使其组织均匀,晶粒细小,性能优良,可生产出20000‑50000mm长管子,并极大的提高了成品率,从棒坯到管成品率可达98%,效率高,生产一根20000‑50000mm管只用8‑10分钟,采用冷轧成型,可进一步细化晶粒。每班可生产15‑30吨锆管。
Description
技术领域
本发明涉及锆管靶技术领域,特别是一种锆管靶及生产方法。
背景技术
锆由于优异的耐腐蚀性及高的光反射率,广泛的应用于化工装备及显示屏及各种工具的镀膜中。随着镀膜技术的发展,真空磁控溅射旋转管靶的用量越来越大。目前常用的锆管靶生产采用挤压成型,由于受挤压机挤压力、挤压筒直径、长度的限制,很难做出大直径超长管。一般挤压的长度不超过6米。且由于挤压时须用铜包套进行包敷润滑,其挤压表面不光滑,同时要用酸洗的方法除去包敷的铜。污染严重,生产成本高、效率低,鉴于此,针对上述问题深入研究,遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,设计了一种锆管靶及生产方法,解决了现有的背景技术问题。
实现上述目的本发明的技术方案为:一种锆管靶,包括锆管主体,所述锆管主体为空腔的圆柱形结构,所述锆管主体两端分别开设有一对环形结构的承口槽,一对所述承口槽端部对称开设有环形凹槽结构的限位环。
所述锆管主体的两端内环分别开设有与水平倾斜角为25°的环形坡口。
所述锆管主体的最薄壁面厚度不小于0.3mm。
一种锆管靶的生产方法,包括以下步骤:步骤S1、熔炼锻造,步骤S2、退火车制,步骤S3、穿孔热连轧、定径,步骤S4、下料矫直,步骤S5、内外表面处理,步骤S6、冷轧,步骤S7、热处理,步骤S8、珩磨,步骤S9、机加,步骤S10、抛光处理;
步骤S1:采用HZr-1符合国标的优质海绵锆压制电极,在3吨以上专门熔炼锆材的电弧炉中进行了2-3次熔炼,熔炼的铸锭在压力机上进行锻造,对铸锭进行三墩三拔,开坯温度:900℃-1100℃,二火精锻温度:700-900℃,精锻成φ205精锻棒;
步骤S2:对精锻棒进行退火处理,中断并扒皮,车掉外圆的氧化层,并在一头车制穿引孔;
步骤S3:穿孔热连轧、定径,对180轧钢机组进行改造,增加电炉加热***,穿孔导板弧度进行设计修整,顶头采用高强度的铬钼合金钢顶头,对热轧机组进行改造,使其易于咬入管坯,并在定径机组前增加感应补热***,采用多套不同直径的定径辊热定径;
步骤S4:对热轧定径后的管子进行切割下料并进行矫直处理;
步骤S5:对热轧定径矫直后的管内孔打磨处理,外径扒皮机上扒皮,去除掉氧化层及表面缺陷;
步骤S6:对处理好的管坯,按尺寸要求进行多道次冷轧;
步骤S7:在真空热处理炉中进行再结晶真空热处理,热处理制度:加热温度:600-800℃,保温1-3小时,真空度:10-3Pa,炉冷到<100℃出炉;
步骤S8:对热处理后的锆管按图纸要求对内圆在珩磨机上珩磨内孔,珩磨磨条采用中等硬度的磨条,磨削量0.2-0.7mm左右,粗糙度<1.6微米;
步骤S9:珩磨好内孔的锆管,按图纸要求车制外径及两端支口,对于较长的管子设计了中间支撑装置;
步骤S10:机加好的管子进行抛光处理,设计了抛光夹持***,采用不同粒度的砂带及尼龙抛光布进行多道次的抛光处理,使其表面粗糙度<1.6微米,最高可达0.5微米。
所述步骤S1中开坯温度优选设定在1000℃-1050℃,二火精锻温度优选设定在800-850℃。
所述步骤S6中冷轧的变形率≥40%。
所述步骤S7中在进行热处理前,首先对轧制好的锆管除油酸洗后。
所述步骤S7中加热温度优选设定在650-750℃,保温1.5-2.5小时。
所述步骤S8中珩磨磨条采用中等硬度的磨条,磨削量0.3-0.6mm左右。
所述步骤S10中机加好的管子进行抛光处理,采用不同粒度的砂带及尼龙抛光布进行至少3次的抛光处理。
利用本发明的技术方案制作的锆管靶选用了优质的海绵锆,采用3吨以上专门熔炼锆材的电弧炉,并对炉堂进行严格的清理,避免了熔炼过程中其他杂质的污染,特别是Ti,使其铸锭化学成分符合标准要求,锻造时严格控制火次变形率,对其铸锭开坯时进行了2-3次墩拔,极大程度破碎了晶粒,其总变形率达到了90%以上,采用特殊的斜轧穿孔热连轧,热定径工艺。其穿孔、热轧、定径过程中,变形率超过了93%,使其组织均匀,晶粒细小,性能优良,可生产出20000-50000mm长管子,并极大的提高了成品率,从棒坯到管成品率可达98%,效率高,生产一根20000-50000mm管只用8-10分钟,采用冷轧成型,可进一步细化晶粒。每班可生产15-30吨锆管。
附图说明
图1为本发明所述一种锆管靶及生产方法的主视结构示意图。
图2为本发明所述一种锆管靶及生产方法的侧视结构示意图。
图3为本发明所述一种锆管靶及生产方法的局部放大结构示意图。
图中:1、锆管主体;2、承口槽;3、限位环;4、环形坡口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述,如图1-3所示,本实施方案的特点为,包括锆管主体1,所述锆管主体1为空腔的圆柱形结构,所述锆管主体1两端分别开设有一对环形结构的承口槽2,一对所述承口槽2端部对称开设有环形凹槽结构的限位环3;该锆管靶选用了优质的海绵锆,采用3吨以上专门熔炼锆材的电弧炉,并对炉堂进行严格的清理,避免了熔炼过程中其他杂质的污染,特别是Ti,使其铸锭化学成分符合标准要求,锻造时严格控制火次变形率,对其铸锭开坯时进行了2-3次墩拔,极大程度破碎了晶粒,其总变形率达到了90%以上,采用特殊的斜轧穿孔热连轧,热定径工艺。其穿孔、热轧、定径过程中,变形率超过了93%,使其组织均匀,晶粒细小,性能优良,可生产出20000-50000mm长管子,并极大的提高了成品率,从棒坯到管成品率可达98%,效率高,生产一根20000-50000mm管只用8-10分钟,采用冷轧成型,可进一步细化晶粒。每班可生产15-30吨锆管。
通过本领域人员,将本案中的零部件依次进行连接,具体连接以及操作顺序,应参考下述工作原理,其详细连接手段,为本领域公知技术,下述主要介绍工作原理以及过程。
实施例:购买符合国标最优质的HZr-1牌号海绵锆压制电极,并制作电极棒,在专用的3吨电弧炉中进行三次电弧熔炼,对熔炼的铸锭在3500吨油压机上进行锻造。开坯温度<1000℃,并进行三次墩拔,第二火加热温度<850℃,加工成φ205*L圆棒,总加工率≥90%。对锻造好的圆棒进行650-700℃退火处理。热处理后的锻棒中断并进行机加扒皮,并在一头车制φ70*70导引孔,制成φ200*4000mm的棒坯。对锆棒坯在电阻炉中加热,加热温度:850-980℃,保温4-6小时。加热好的棒坯传输到4700吨斜轧穿孔机中进行斜轧穿孔。穿好孔的锆管内喷涂碳化硼润滑,后传输到热轧机组,管头咬入芯棒并穿入管孔,进行热连轧。轧制后的管坯传送到感应补热***快速补热,补热温度:900℃,连续传送到定径辊中定径,采用多辊定径。对定径后的锆管进行中断。然后对中断后的管子内孔进行打磨处理,外圆在扒皮机上扒皮,处理掉氧化层及内外表面缺陷。在管式真空退火炉进行退火处理,退火温度:600-750℃,保温1.5-2.5小时。退火后的锆管在LG120冷轧机组进行轧制,根据不同规格进行不同道次的轧制。轧制好的管坯除油酸洗,并进行真空再结晶退火,退火温度:680-750℃,保温1.5-2小时.退火后的锆管送到珩磨机对内孔进行珩磨,内孔粗糙度1.6-3.2微米。珩磨后的管按要求中断,并送往机床进行机加外圆及两端的支口。加工好的锆管进行抛光处理,表面粗糙度<1.6微米。支口密封面处粗糙度<0.8微米。检验、包装、入库。按此方法生产了φ176/φ148*3900mm,φ152.4/φ125*3852mm,φ145/φ125*850mm,φ155-151/φ125*3191mm等规格的锆旋转管靶及φ160-180*5-15*20000-50000mm的管材。其晶粒尺寸30-60微米。其技术可扩展到超大的、超长的锆管、管道的生产,效率高、成品率高、质量好。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案,本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理,属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锆管靶,包括锆管主体(1),其特征在于,所述锆管主体(1)为空腔的圆柱形结构,所述锆管主体(1)两端分别开设有一对环形结构的承口槽(2),一对所述承口槽(2)端部对称开设有环形凹槽结构的限位环(3)。
2.根据权利要求1所述的一种锆管靶,其特征在于,所述锆管主体(1)的两端内环分别开设有与水平倾斜角为25°的环形坡口(4)。
3.根据权利要求1所述的一种锆管靶,其特征在于,所述锆管主体(1)的最薄壁面厚度不小于0.3mm。
4.一种锆管靶的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、熔炼锻造,步骤S2、退火车制,步骤S3、穿孔热连轧、定径,步骤S4、下料矫直,步骤S5、内外表面处理,步骤S6、冷轧,步骤S7、热处理,步骤S8、珩磨,步骤S9、机加,步骤S10、抛光处理;
步骤S1:采用HZr-1符合国标的优质海绵锆压制电极,在3吨以上专门熔炼锆材的电弧炉中进行了2-3次熔炼,熔炼的铸锭在压力机上进行锻造,对铸锭进行三墩三拔,开坯温度:900℃-1100℃,二火精锻温度:700-900℃,精锻成φ205精锻棒;
步骤S2:对精锻棒进行退火处理,中断并扒皮,车掉外圆的氧化层,并在一头车制穿引孔;
步骤S3:穿孔热连轧、定径,对180轧钢机组进行改造,增加电炉加热***,穿孔导板弧度进行设计修整,顶头采用高强度的铬钼合金钢顶头,对热轧机组进行改造,使其易于咬入管坯,并在定径机组前增加感应补热***,采用多套不同直径的定径辊热定径;
步骤S4:对热轧定径后的管子进行切割下料并进行矫直处理;
步骤S5:对热轧定径矫直后的管内孔打磨处理,外径扒皮机上扒皮,去除掉氧化层及表面缺陷;
步骤S6:对处理好的管坯,按尺寸要求进行多道次冷轧;
步骤S7:在真空热处理炉中进行再结晶真空热处理,热处理制度:加热温度:600-800℃,保温1-3小时,真空度:10-3Pa,炉冷到<100℃出炉;
步骤S8:对热处理后的锆管按图纸要求对内圆在珩磨机上珩磨内孔,珩磨磨条采用中等硬度的磨条,磨削量0.2-0.7mm左右,粗糙度<1.6微米;
步骤S9:珩磨好内孔的锆管,按图纸要求车制外径及两端支口,对于较长的管子设计了中间支撑装置;
步骤S10:机加好的管子进行抛光处理,设计了抛光夹持***,采用不同粒度的砂带及尼龙抛光布进行多道次的抛光处理,使其表面粗糙度<1.6微米,最高可达0.5微米。
5.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S1中开坯温度优选设定在1000℃-1050℃,二火精锻温度优选设定在800-850℃。
6.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S6中冷轧的变形率≥40%。
7.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S7中在进行热处理前,首先对轧制好的锆管除油酸洗后。
8.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S7中加热温度优选设定在650-750℃,保温1.5-2.5小时。
9.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S8中珩磨磨条采用中等硬度的磨条,磨削量0.3-0.6mm左右。
10.根据权利要求4所述的一种锆管靶的生产方法,其特征在于,所述步骤S10中机加好的管子进行抛光处理,采用不同粒度的砂带及尼龙抛光布进行至少3次的抛光处理。
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- 2021-01-08 CN CN202110025644.6A patent/CN112877656A/zh active Pending
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