[实用新型]一种陶瓷旋转靶材的等静压成型模具

说明书

本实用新型公开了一种陶瓷旋转靶材的等静压成型模具。本实用新型的等静压成型模具包括刚性模芯、弹性外模和端塞；弹性外模由一体成型的外模A部分和外模B部分组成，两端硬度小中间硬度大，在等静压成型时使得弹性外模收缩形变受到控制；本实用新型的弹性外模具有足够的刚性，防止填粉时产生变形，无需额外设置刚性外模支撑部件。本实用新型的端塞由一体成型的端塞A部分和端塞B部分组成，通过确定合适的硬度，解决管状生坯的象足形变和密度不均问题，有利于烧结得到高性能陶瓷靶材，同时减少了后期加工量，增加材料利用率，降低生产成本。

技术领域

本实用新型涉及旋转靶材成型技术领域，具体涉及一种陶瓷旋转靶材的等静压成型模具。

背景技术

镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。陶瓷靶材是一类非常重要的真空镀膜材料，包括氧化物陶瓷靶材、金属及其合金靶材、硫化物靶材、碳化物靶材等。靶材产品被广泛应用于平板显示、光伏光热、触摸屏、建筑玻璃、汽车玻璃、半导体芯片、电子元器件等。

目前，陶瓷旋转靶坯体的成型方法，主要有挤出法、原位胶态凝固成型、注浆成型和冷等静压成型。挤出法、原位胶态凝固成型和注浆成型都可近净尺寸成型，在制作异形件方面有一定的优势。但是，挤出法得到的坯体中含有大量的有机物和水，难以烧结致密；原位胶态凝固成型同样还有大量的有机物和水，大尺寸成型干燥时容易开裂，而且难以获得超高的致密度；注浆成型对粉体粒度及分布，浆料和多孔模具的要求都比较苛刻，生坯的干燥控制严格，技术难度较大。

冷等静压成型工艺可施加360°均匀压力，得到的生坯密度高且均匀，利于后续烧结致密化。为了保证密封效果，尤其是泄压反弹时的密封，端塞要求有一定的硬度。但是，冷等静压成型管状生坯时，端塞处的弹性外模的变形和位移会受到端塞的阻碍，产生象足效应，导致该处坯体相对密度偏低。装粉时，内模和外模通过夹具定位使其同心，但由于弹性外模填粉体时受到向外的挤压易变形，在局部产生不同心的情况，导致产生粉料填充不均匀、壁厚不均，外表面不规则的现象。为了解决成型缺陷，管状生坯往往需要将其外表面和两端加工去掉很大一部分，才能获得规则的形状(如CN102277558A和US5435965)。这种加工不仅增加了工序，而且导致材料相当大的损失，这也是生产旋转靶材中粉料利用率低的一个重要原因。为了解决这些问题，CN108556135A公开了一种旋转靶材的等静压成型模具，使得端塞朝向管形模腔的一侧与待成型粉料之间设有能够随弹性外模收缩形变而与待成型粉料一起被径向压缩的塑性过渡层，但刚性外模和弹性内模之间容易移位。另外，由于弹性外模刚性不够，需要在弹性外模外套设刚性支撑，防止填粉时产生变形。现有的陶瓷旋转靶材的等静压成型模具也有采用双端塞的结构设计，内端塞采用多孔结构设计，但多孔结构的材质因为压缩变形后反弹力差，多次使用后降低了使用寿命，而且其与上面的硬塞不是一体成型的，压缩时两塞变形时，它们之间的变形是不一样的，不同步变形会带来负面影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种陶瓷旋转靶材的等静压成型模具，使得成型时弹性外模收缩形变受到控制，解决目前冷等静压成型工艺中管状生坯产生象足形变和密度不均问题，有利于烧结得到高性能陶瓷靶材，同时减少了后期加工量，增加材料利用率，降低生产成本。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：