[发明专利]一种高纯稀土及合金靶材的焊接方法

权利要求书

1.一种高纯稀土及合金靶材的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)稀土靶坯及背板加工：将稀土靶坯和背板焊接面进行车齿加工，并在车齿面进行背金处理，然后进行真空包装；稀土材料包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇金属及其合金中的任意一种；

车齿结构为V型凹陷和梯形凸部间隔分布，V型凹陷的底角α为55度，角两边关于底角的平分线对称；V型凹陷和梯形凸部的深度h为0.2cm；每相邻两个V型凹陷和梯形凸部长度L为0.35cm；并在垂直于环形车齿的方向，加工两条排气槽；两条排气槽夹角为90°，保证电子束封焊加工中包套内的气体有效排出，增加焊接效果和牢固程度；

2)稀土靶坯表面处理：在稀土靶坯的非焊接表面镀保护层；保护层材料为TaN或TiN；

3)中间层设计：在稀土靶坯和背板的焊接界面设置中间层；

4)包套加工：普车制备焊接用包套，并对包套进行焊接前清洗处理；

5)包套特殊处理：在包套内表面均匀涂覆防护层，并进行烘干处理；

6)电子束封焊加工：将稀土靶坯、中间层和背板装配到包套内，真空条件下，将包套接口处进行电子束封焊加工，得到封焊靶材；

7)热等静压扩散焊接加工：将封焊靶材进行热等静压扩散焊接加工，稀土靶坯和背板的车齿结构咬入中间层材料，并发生扩散焊接，去除包套，得到一体的高纯稀土靶材。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，背板材料包括铝合金、铜或铜合金；高纯稀土靶材的焊合率≥99％，焊接强度≥60MPa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中所述防护层材料为BN或ZrO₂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中背金方法采用磁控溅射镀膜方法，溅射薄膜为高纯Ni或NiV膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中间层材料为纯铝或钛，厚度为1.8～8mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中包套材料采用6061Al或不锈钢，采用稀盐酸对包套进行酸洗处理，去除表面氧化层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6)电子束封焊加工，在真空环境中进行。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7)的焊接温度为250-600℃，焊接压强为80MPa-120MPa，保温保压时间为2.5h-5.5h。