[发明专利]一种快速制作高纯细晶粒黄金靶胚的方法

说明书

本发明公开了一种快速制作高纯细晶粒黄金靶胚的方法，包括以下步骤：(1)准备高纯度的黄金原料；(2)将黄金原料置于熔炼炉中，进行熔炼，得到黄金铸锭；(3)将温度大于700℃的黄金铸锭进行快速模锻，模锻1～3次，模锻过程总锻比大于70％；(4)将模锻结束后的锻胚立即进行水冷；(5)将水冷后的锻胚轧制至所需厚度，得到轧胚；其中，轧制温度为室温，轧比大于70％；(6)将轧胚加热至300～600℃，进行保温，保温时间为30～90min，然后水淬，得到所需黄金靶胚。该方法通过熔炼、快速模锻、水淬、轧制和退火工艺的配合，并采用特定的模锻温度、高锻比和高轧比，可以获得细小均匀的晶粒，制得高品质的黄金靶材，并能显著缩短工时，降低成本。

技术领域

本发明涉及靶材制作技术领域，具体涉及一种快速制作高纯细晶粒黄金靶胚的方法。

背景技术

PVD(Physical Vapor Deposition)-物理气相沉积：指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上，使得母体具有更好的性能。

PVD工艺所使用的溅射靶材，其管控品质点较多，比如高的纯度、细小且均匀的晶粒、气体含量低等等。对于黄金靶材的制备而言，由于Au就是惰性材料，利用高纯金属Au制作靶材时，其晶粒难以细化均匀。现有的靶材制作工艺比较繁杂，生产周期长，成本较高，无法获得细化和均质化符合要求的高品质黄金靶材。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种快速制作高纯细晶粒黄金靶胚的方法。该方法通过熔炼、快速模锻、水淬、轧制和退火工艺的配合，并采用特定的模锻温度、高锻比和高轧比，可以获得细小均匀的晶粒，制得高品质的黄金靶材，并能显著缩短工时，降低成本。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种快速制作高纯细晶粒黄金靶胚的方法，包括以下步骤：

(1)备料：准备高纯度的黄金原料；

(2)熔炼：将黄金原料置于熔炼炉中，进行熔炼，得到黄金铸锭；

(3)将温度大于700℃的黄金铸锭进行快速模锻，模锻1～3次，完成模锻过程后总锻比大于70％；

(4)水淬：将模锻结束后的锻胚立即进行水冷；

(5)轧制：将水冷后的锻胚轧制至所需厚度，得到轧胚；其中，轧制温度为室温，总轧比大于70％；

(6)退火：将轧胚加热至300～600℃，进行保温，保温时间为30～90min，然后水淬，得到所需黄金靶胚。

进一步的，所述黄金原料的纯度至少为5N。

进一步的，所述熔炼炉为高周波熔炼炉。

进一步的，步骤(5)的轧制过程中，每次下压量小于3mm。

进一步的，步骤(5)中，轧制次数大于10次。

进一步的，获得的黄金靶胚的平均晶粒小于80μm。

本发明的有益效果是：本发明首先通过熔炼获得高纯黄金铸锭，然后将温度大于700℃的黄金铸锭进行快速模锻，模锻频率为每分钟1～3次，锻比大于70％；如此，采用高温的黄金铸锭以及大于70％的变形量，可以使锻胚再结晶后获得较细小的晶粒；模锻结束后的锻胚立即进行水冷，从而及时消除热量，消除晶粒长大所需能力，从而获得细小均匀的晶粒；对水冷后的锻胚进行轧制，采用变形量大于70％的高轧比，进一步通过形变过程细化晶粒；本发明的退火过程只需进行一次，退火后再水淬，即可获得晶粒细小且均匀的黄金靶胚，缩短了制备工艺的时长。