[发明专利]一种钨钛合金的深冷处理方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料深冷处理技术领域，具体涉及一种钨钛合金的深冷处理方法。

背景技术

钨钛合金由于具有稳定的热机械性能，不仅适合在大电流和高温环境下使用，而且还具有电子迁移率低、抗腐蚀性能高、化学稳定性好等一系列优点，成为铜及银布线中阻挡Cu与Si/SiO₂之间扩散的最佳候选薄膜。由于钨钛合金制备过程中晶粒取向较难控制，在使用时需对制备好的钨钛合金进行处理改善其晶粒取向，现有的改善合金晶粒取向的方法主要有轧制和锻造，但因钨钛合金脆性较大，利用上述两种方法处理较困难，因此需要寻求一种既能改善合金的晶粒取向，又能兼顾合金的组织及性能的处理方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种钨钛合金的深冷处理方法，解决了现有轧制和锻造困难的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钨钛合金的深冷处理方法，将清洗后的钨钛合金，放置于深冷处理设备的试样架上，打开装有深冷介质的自增压低温流体输送装置的阀门，采用气体喷雾法对合金进行处理，处理后切断电源，关闭冷源，取出钨钛合金放入15～25℃的水浴中以180～220℃/s的速率快速回温，即得到深冷处理的钨钛合金。

本发明的特点还在于，

清洗的步骤为将钨钛合金用细砂纸打磨后用流动水冲洗其表面残留物，然后用超声波和酒精进一步清洗钨钛合金表面的残留物和水分。

深冷介质采用液氮。

上述气体喷雾法处理的工艺参数为：降温速度为8～15℃/min，保温温度为-150～-196℃，保温时间为2～24h。

另一种方案为，对钨钛合金进行两次深冷处理，气体喷雾法处理的工艺参数为：降温速度为8～15℃/min，保温温度为-150～-196℃，保温时间为2～4h。

本发明的有益效果是，

1.本发明钨钛合金的深冷处理方法，通过液氮的气化潜热和低温氮气热来制冷，冷却温度低且对钨钛合金没有热冲击，减小了钨钛合金的低温脆性断裂。

2.本发明钨钛合金的深冷处理方法，采用急冷急热的深冷处理方法，快速降温的方式为晶粒细化和晶粒转动提供较大的内应力，而深冷后快速回温则减小了因温度升高而引起的晶粒长大，巩固深冷效果且提高了生产效率。

3.本发明钨钛合金的深冷处理方法处理得到的钨钛合金不仅具有一定的晶体取向，而且具有良好的机械性能，从而获得具有良好阻挡效果的薄膜。

附图说明

图1是未经深冷处理的钨钛合金的组织形貌图；

图2是本发明实施例1深冷处理的钨钛合金的组织形貌图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明钨钛合金的深冷处理方法，具体步骤如下：

步骤1，将钨钛合金用细砂纸打磨除去氧化皮和线切割痕迹后用流动水冲洗其表面残留物，然后用超声波和酒精进一步清洗钨钛合金表面的残留物和水分；

步骤2，将步骤1清洗后的钨钛合金，放置于深冷处理设备的试样架上，打开装有液氮的自增压低温流体输送装置的阀门，采用气体喷雾法对合金进行处理，工艺参数为：降温速度为8～15℃/min，保温温度为-150～-196℃，保温时间为2～24h，处理后切断电源，关闭冷源，取出钨钛合金放入15～25℃的水浴中180～220℃/s的速率快速回温，即得到深冷处理的钨钛合金。

对钨钛合金进行两次深冷处理，气体喷雾法处理的工艺参数为：降温速度为8～15℃/min，保温温度为-150～-196℃，保温时间为2～4h。

本发明钨钛合金的深冷处理方法，通过液氮的气化潜热和低温氮气热来制冷，冷却温度低且对钨钛合金没有热冲击，减小了钨钛合金的低温脆性断裂；采用急冷急热的深冷处理方法，快速降温的方式为晶粒细化和晶粒转动提供较大的内应力，而深冷后快速回温则减小了因温度升高而引起的晶粒长大，巩固深冷效果且提高了生产效率。

经过深冷处理的钨钛合金不仅具有一定的晶体取向，而且具有良好的机械性能，从而获得具有良好阻挡效果的薄膜。

实施例1

步骤1，将钨钛合金用细砂纸打磨除去氧化皮和线切割痕迹后用流动水冲洗其表面残留物，然后用超声波和酒精进一步清洗钨钛合金表面的残留物和水分；