[发明专利]铬平面靶材热等静压处理方法

权利要求书

1.铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选用炉腔大于靶材工件的热等静压炉；

S2：将靶材工件竖直放置或水平放置于炉腔内，并在靶材工件与炉腔的各个内壁之间留有流动间隙，靶材工件的上方留有流动空间；

S3：向炉腔内填充陶瓷珠，陶瓷珠填充满流动间隙，选用具有流动性的圆球体形状的陶瓷珠，陶瓷珠的直径小于流动间隙的0.5倍；

S4：在靶材工件的上方继续填埋陶瓷珠，在靶材工件的上方形成一陶瓷珠流动压盖层，将靶材工件全部埋藏于埋陶瓷珠中部；

S5：热等静压处理，先向炉腔内充入氩气，盖上炉盖以密封炉腔，再启动热等静压炉进行热等静压处理，控制炉腔内的温度低于相应的靶材工件的共熔点，在热等静压处理过程中，陶瓷珠自动在流动间隙中流动，陶瓷珠自动填充因靶材工件热变形而陶瓷珠基本无热变形而产生的空隙，陶瓷珠流动压盖层中的陶瓷珠在自身重力作用下流动并填充至流动间隙中，使陶瓷珠在各个方向均受到陶瓷珠的静压作用，使靶材工件在各个方向受到基本相同静压力；

S6：热等静压处理结束，使靶材工件和陶瓷珠在炉腔内自然冷却；

S7：在靶材工件和陶瓷珠冷却至150-300℃，取出靶材工件，热等静压结束，得到成品。

2.根据权利要求1所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S2中，先在炉腔的底部放入陶瓷珠，形成一陶瓷珠流动承托层，再将靶材工件放置于陶瓷珠流动承托层之上，且使靶材工件的四周与炉腔的内壁之间留有所述流动间隙。

3.根据权利要求2所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S3中，使流动间隙在宽度方向至少填充有3～20个陶瓷珠；

所述步骤S4中，使所述陶瓷珠流动压盖层在高度方向至少填充有10～50个陶瓷珠；

所述陶瓷珠流动承托层在高度方向至少填充有10～50个陶瓷珠。

4.根据权利要求2所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S3中，使流动间隙在宽度方向至少填充有10～15个陶瓷珠；

所述步骤S4中，使所述陶瓷珠流动压盖层在高度方向至少填充有20～30个陶瓷珠；

所述陶瓷珠流动承托层在高度方向至少填充有20～30个陶瓷珠；

陶瓷珠选用直径为6～10mm的陶瓷珠。

5.根据权利要求1至4之一所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：所述步骤S5中，控制炉腔内的温度比相应靶材工件的共熔点低10～30℃，将热等静压处理的时间控制在2～8小时。

6.根据权利要求5所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S5中，在进行热等静压处理之前，先通过设置在热等静压炉外部的抽气装置抽除炉腔内的空气，再通过设置在热等静压炉外部的氩气提供装置向炉腔充入氩气，再盖上炉盖，使炉腔内充满氩气，在加热后氩气膨胀而使炉腔形成高温高压环境，炉腔的压力为120-180MPa。

7.根据权利要求5所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S5中，在启动热等静压炉进行热等静压处理之前，向炉腔内充入高压氩气，先排除炉腔内的空气，然后再关闭炉盖，并将炉腔内的气压控制在100～200MPa。

8.根据权利要求5所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：

所述步骤S5中，在启动热等静压炉进行热等静压处理之后，启动安装在炉腔外部的超声发生器，超声发生器产生的超声波通过贴设在炉腔的外壁的超声波扩散隔热板传导至炉腔内的陶瓷珠和靶材工件，超声波扩散隔热板选用导热系数低于1.0的合金陶瓷板，超声波作用于陶瓷珠以增加其流动性，超声波作用于靶材工件以加速其热等静压处理速度。

9.根据权利要求8所述的铬平面靶材热等静压处理方法，其特征在于：控制所述超声发生器产生两种超声波，

控制第一种超声波的频率在5～10兆赫兹之间波动变化、功率密度在10.6～13.8w/cm²之间波动变化；

控制第二种超声波的频率恒定保持50～55兆赫兹、功率密度恒定保持为6.5w/cm²。