钛硅靶材锭坯的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110029237A(43)申请公布日2019.07.19(21)申请号201811572049.9(22)申请日2018.12.21(71)申请人浙江嘉钛金属科技有限公司地址314211浙江省嘉兴市平湖市新埭镇平兴公路169号101室(72)发明人潘珏斐张思吕维洁黄光法来晓君王洪龙为勤(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22B9/20(2006.01)C23C14/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称钛硅靶材锭坯的制造方法(57)摘要一种基于真空自耗熔炼的钛硅靶材锭坯的制造方法，以颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅为原料，经混料后以分层方式布料并通过压制得到若干电极，然后将若干电极采用炉外氩弧焊接制备一次锭，再对一次锭进行炉内焊接以制备二次锭，最后通过对一次锭或二次锭施加电流进行靶材熔炼，熔炼后采取炉内冷却方式得到不同直径的钛硅靶材锭坯；本发明制备获得具有锭坯组织、成分均匀，宏观及微观缺陷小的钛硅靶材锭坯。CN110029237ACN110029237A权利要求书1/1页1.一种基于真空自耗熔炼的钛硅靶材锭坯的制造方法，其特征在于，以颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅为原料，经混料后以分层方式布料并通过压制得到若干电极，然后将若干电极采用炉外氩弧焊接制备一次锭，再对一次锭进行炉内焊接以制备二次锭，最后通过对一次锭或二次锭施加电流进行靶材熔炼，熔炼后采取炉内冷却方式得到不同直径的钛硅靶材锭坯；所述的混料后以分层方式布料是指：将颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅分三层方式间隔布料并压制成电极，其中：中间层选取4～6mm的颗粒海绵钛与细颗粒高纯硅搅拌均匀，最上层与最下层分别为均布剩余的颗粒海绵钛。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的原料中高纯硅的重量百分数为：5～35％，相应海绵钛重量百分数为95％～65％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的中间层中颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅的重量比为：6～2:1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的压制，通过成型模具压制得到，该成型模具包括：成型框模以及设置于其内的活动设置的上模和固定设置的下模，其中：上模与下模的宽度与成型框模的内部尺寸相匹配。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的炉外氩弧焊接，其电流为230-360A，且焊接后电极与电极之间焊接满足连接处1/2以上焊接接触。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的炉内焊接方式是采用炉内焊接方式将一次锭焊接以制备二次锭，采用的电流为1000-3000A；电压值为20-30V，真空度小于等于2.5Pa。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的靶材熔炼，采用的电流为1500-4500A；电压值为25-35V，真空度小于等于0.1Pa，熔炼时根据合金熔液熔融状态调整电流，确保合金中各组分充分熔融。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的炉内冷却是指：在通循环水的环境下冷却0.5～2h。2CN110029237A说明书1/3页钛硅靶材锭坯的制造方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种钛合金领域的技术，具体是一种基于真空自耗熔炼的钛硅靶材锭坯的制造方法。背景技术[0002]TiSi靶材在机械加工、电子、光学等领域具有广泛的应用前景，常用热等静压、熔炼等技术生产TiSi靶材。热等静压具有成本高的问题，真空自耗熔炼制备靶材具有成分不均匀、气孔、夹杂等缺陷。发明内容[0003]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种通过真空自耗熔炼工艺制备钛硅靶材锭坯的制造方法。该方法中，选用4～6mm细颗粒高纯硅和0.83～12.7mm颗粒海绵钛为原材料，通过三层间隔布料方式并采用自主设计的模具压制电极、然后采用炉内焊接工艺和随炉冷却工艺，解决了成分不均匀、气孔、夹杂及大尺寸锭坯开裂等问题。该方法制造出的靶材锭坯具有规格在可选，可大至锭坯组织、成分均匀，宏观及微观缺陷小、成材率高成本低的特点。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的：[0005]本发明以颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅为原料，经混料后以分层方式布料并通过压制得到若干电极，然后将若干电极采用炉外氩弧焊接制备一次锭，再对一次锭进行炉内焊接以制备二次锭，最后通过对一次锭或二次锭施加电流进行靶材熔炼，熔炼后采取炉内冷却方式得到不同直径的钛硅靶材锭坯。[0006]所述的颗粒海绵钛的粒径优选为0.83～12.7mm，海绵钛成分满足产品等级0-1级要求。[0007]所述的细颗粒高纯硅的粒径优选为4～6mm，纯度要求99％及以上。[0008]所述的混料后以分层方式布料是指：将颗粒海绵钛和细颗粒高纯硅分三