[发明专利]一种钨棒墩粗生产超厚钨板的方法

说明书

本发明公开了一种钨棒墩粗生产超厚钨板的方法，包括以下步骤：步骤1)选择费氏粒度为3.0～3.5μm的钨粉，采用冷等静压法将钨粉压制成钨棒；步骤2)在氢气气氛下的烧结设备中，对钨棒进行加热烧结，自然冷却后得到钨棒坯，所述加热烧结的最高温度为2300℃～2350℃，保温时间为6～12h；步骤3)在氢气气氛下的氢气钼丝炉中，对钨棒坯进行加热，其中加热温度为1550℃～1580℃，加热时间为1.5h～2.5h；步骤4)对钨棒坯在750kg空气锤上进行墩粗锻造得到厚钨板；步骤5)对锻造后的厚钨板在氢气钼丝炉中进行消应力退火；步骤6)对厚钨板经线切割切削外形，经平面磨床磨削后得到超厚磨光钨板。

技术领域

本发明属于难熔材料制备技术领域，尤其涉及一种钨棒墩粗生产超厚钨板的方法。

背景技术

钨因硬度高，熔点高，密度大等特点，广泛应用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。2000年以后，随着互联网技术和通讯技术进步，半导体技术发展迅速，半导体晶圆产能爆发。离子注入机是生产半导体晶圆的主要设备，而离子注入机弧光反应腔内30％以上的零部件是由金属钨的精加工件组成，因此不同规格尺寸的磨光钨材在半导体行业有不可替代的应用。

作为离子注入机零件的重要原材料，磨光钨板一般采用轧制方法制备，主要步骤为：冷等静压压制、氢气烧结、热轧轧制、机加。现有磨光钨板的制备方法主要存在以下问题：由于目前粉末冶金法生产厚度大于30mm的钨板坯，热轧开坯时极易出现开裂、分层等问题，因此厚度30mm以上超厚磨光钨板或钨圆板原料无法用热轧方法生产；而采用热轧法和热等静压法生产厚钨板坯设备投资高，生产工艺复杂，成本高，不易推广。

长期以来钨棒坯模锻时因为降温快等原因，易出现头部开裂、十字裂纹等问题，且出现裂纹后极易延伸导致整根开裂，钨的自由锻造更难实现，钨棒坯墩粗锻造几乎没有专利论文提到。

专利CN201210307100中提到采用先锻造再轧制的方法生产钨板材，钨材的加工需经过锻造和轧制两种不同变形方式，且最后生产的钨板也只有15.4mm厚，该方法工序复杂，工序流程长，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种钨棒墩粗生产超厚钨板的方法，克服了1：生产厚度30mm以上超厚磨光钨板或钨圆板原料无法用热轧方法生产，而采用热轧法和热等静压法生产厚钨板坯设备投资高，生产工艺复杂，成本高，不易推广；2：钨棒坯模锻时因为降温快等原因，易出现头部开裂、十字裂纹等问题，且出现裂纹后极易延伸导致整根开裂，钨的自由锻造更难实现；3：采用先锻造再轧制的方法生产钨板材，钨材的加工需经过锻造和轧制两种不同变形方式，且最后生产的钨板也只有15.4mm厚，该方法存在工序复杂，工序流程长，生产成本高等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种钨棒墩粗生产超厚钨板的方法，包括以下步骤：

步骤1)选择费氏粒度为3.0～3.5μm的钨粉，采用冷等静压法将钨粉压制成钨棒；

步骤2)在氢气气氛下的烧结设备中，对步骤1)中所述的钨棒进行加热烧结，自然冷却后得到钨棒坯，所述加热烧结的最高温度为2300℃～2350℃，保温时间为6～12h；

步骤3)在氢气气氛下的氢气钼丝炉中，对步骤2)中所述钨棒坯进行加热，其中加热温度为1550℃～1580℃，加热时间为1.5h～2.5h；

步骤4)对步骤3)中所述加热后的钨棒坯在750kg空气锤上进行墩粗锻造得到厚钨板；

步骤5)对步骤4)中所述锻造后的厚钨板在氢气钼丝炉中进行消应力退火，并在厚钨板消应力退火后碱洗去除表面氧化物；

步骤6)对步骤5)中所述厚钨板经线切割切削外形，经平面磨床磨削后得到超厚磨光钨板。