一種鉻靶材的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種鉻靶材的生產(chǎn)方法，將粒度為60目～320目和粒度為320目～500目的金屬鉻粉混合均勻，烘干，加入到冷壓模具內(nèi)冷壓成型，得到鉻靶材坯料，用包覆紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入熱壓模具內(nèi)，入爐熱壓成型，得到鉻靶材。優(yōu)點(diǎn)是：先冷壓得到鉻靶材坯料，有利于熱壓，經(jīng)過(guò)熱壓后滿足鉻靶材的要求。兩種工藝相互配合，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)環(huán)境友好，產(chǎn)品成品率高，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種鉻朝材的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉻靶材的生產(chǎn)方法，特別涉及通過(guò)冷壓和熱壓聯(lián)合生產(chǎn)鉻靶材的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鉻主要用于多種合金的生產(chǎn)原料，廣泛用于化工、汽車、造船、航空、核反應(yīng)堆、軍工等行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的金屬鉻主要采用鋁熱法鉻和電解鉻法兩種方式，產(chǎn)品為片狀或塊狀，而鉻靶材是由純鉻粉制成的鉻制品，常作為表面覆膜改性處理工藝的蒸發(fā)源，廣泛應(yīng)用于鎖具和五金工具、燈具、汽摩裝飾條和車鏡、衛(wèi)浴水龍頭、機(jī)械刀具領(lǐng)域和IT產(chǎn)品殼體和按鍵，但金屬鉻具有熔點(diǎn)高、與氧親和力強(qiáng)、活性大的特點(diǎn)，因此在制備鉻制品時(shí)比較困難。
[0003]CN1074843 A公開(kāi)了“一種磁控濺射鉻靶的制造方法”，該方法以電解鉻粉為原料，通過(guò)氫氣還原后，粉碎，裝套除氣，然后進(jìn)入熱等靜壓機(jī)中成型，隨后進(jìn)行機(jī)加工制成成品。缺點(diǎn)是:該方法以電解鉻粉為原料，再氫氣還原，粉碎，裝套除氣多道工序進(jìn)行原料處理，工藝過(guò)程復(fù)雜，周期長(zhǎng)，效率低，成本太高。
[0004]CN102677005A公開(kāi)了“一種大型高致密鉻靶的制造方法”，該方法以_200目，純度為99.95%，氧含量小于100ppm的鉻粉為原料，依次進(jìn)行:抽真空、分階段升溫升壓、保壓爐冷、熱鍛、退火、熱軋、機(jī)加工制備鉻靶。缺點(diǎn)是:經(jīng)過(guò)抽真空、分階段升溫升壓、保壓爐冷、熱鍛、退火、熱軋、機(jī)加工七個(gè)步驟才能制備出合格鉻靶，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，能耗大，成品率難以控制,且成本太高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好，產(chǎn)品成品率高，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的鉻靶材的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種鉻靶材的生產(chǎn)方法，其具體步驟如下:
(O將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為5:3 ?9:2 ;
(2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到冷壓模具內(nèi)，用700Mpa?100Mpa壓力冷壓成型，保壓1s?120s,壓制尺寸為Φ 50 X 5.0mm?Φ 120 X 6.8mm實(shí)心圓柱體絡(luò)祀材還料；
(3)用包覆紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入熱壓模具內(nèi)，入爐；
(4)抽真空至O?15pa,升溫至300°C?400°C,保溫10min?30min,繼續(xù)升溫至600°C?800°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料8Mpa?12Mpa壓力下預(yù)熱壓60s?90s ;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1300°C?1600°C，保溫30min ?120min,停電； (5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施,用20Mpa?10Mpa壓力熱壓成型,保壓1min?10min,降溫至(100°C后出爐，得到鉻靶材。
[0007]所述金屬鉻粉的純度彡99%。
[0008]所述冷壓模具的材質(zhì)為鑰鉻鋼。
[0009]所述包覆紙為石墨紙、云母紙或錫紙，以更有利于熱傳導(dǎo)，避免雜質(zhì)引入。
[0010]所述熱壓模具的材質(zhì)為三高石墨，以更有利于熱傳導(dǎo)，避免雜質(zhì)引入，并能夠承受一定壓力O
[0011]步驟(5)中所述降溫方式是抽真空降溫、自然降溫或充氬氣保護(hù)降溫。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
選取粒度為60目?320目和320目?500目的金屬鉻粉，通過(guò)合理配料量，先冷壓得到鉻靶材坯料，有利于熱壓，經(jīng)過(guò)熱壓后滿足鉻靶材的要求。兩種工藝相互配合，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)環(huán)境友好，金屬鉻粉經(jīng)冷壓形成具有一定密度的鉻靶材坯料，可以增加顆粒間的緊密，進(jìn)一步熱壓后來(lái)提高鉻靶材密度，使最終產(chǎn)品沒(méi)有裂痕，不存在氣泡，避免了爐外法冶煉和真空冶煉得到鉻靶材存在夾雜、炸裂的問(wèn)題，產(chǎn)品成品率高，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
(1)將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，所述金屬鉻粉的純度彡99%，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為5:3;
(2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到材質(zhì)為鑰鉻鋼的冷壓模具內(nèi)，用700Mpa壓力冷壓成型，保壓120s，壓制尺寸為Φ80Χ5.0mm實(shí)心圓柱體鉻靶材坯料；
(3)用石墨紙包覆紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入材質(zhì)為三高石墨的熱壓模具內(nèi)，入爐；
(4)抽真空至15pa，升溫至300°C，保溫20min，繼續(xù)升溫至800°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料8 Mpa壓力下預(yù)熱壓90s ;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1300°C，保溫120min，停電；
(5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施，用40Mpa壓力熱壓成型，保壓lOmin，抽真空降溫至<100°C后出爐，得到鉻靶材。鉻靶材中Cr的品位為99.5%，密度為7.18g/cm3，相對(duì)密度為99.72%。
[0014]實(shí)施例2
(1)將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，所述金屬鉻粉的純度彡99%，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為3:1;
(2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到材質(zhì)為鑰鉻鋼的冷壓模具內(nèi)，用830Mpa壓力冷壓成型，保壓60s,壓制尺寸為Φ 10X 5.0mm實(shí)心圓柱體鉻祀材還料；
(3)用云母紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入材質(zhì)為三高石墨的熱壓模具內(nèi)，入爐；
(4)抽真空至10pa，升溫至350°C，保溫15min，繼續(xù)升溫至700°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料12Mpa壓力下預(yù)熱壓60s ;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1400°C，保溫90min，停電； (5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施，用76Mpa壓力熱壓成型，保壓70min，自然降溫至< 100°C后出爐，得到鉻靶材。鉻靶材Cr品位為99.5%，密度為7.18g/cm3，相對(duì)密度為99.72%。
[0015]實(shí)施例3
(1)將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，所述金屬鉻粉的純度彡99%，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為8:2;
(2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到材質(zhì)為鑰鉻鋼的冷壓模具內(nèi)，用830Mpa壓力冷壓成型，保壓60s,壓制尺寸為Φ50Χ5.0mm實(shí)心圓柱體鉻祀材還料；
(3)用錫紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入材質(zhì)為三高石墨的熱壓模具內(nèi)，入爐；
(4)抽真空至5pa，升溫至380°C，保溫lOmin，繼續(xù)升溫至700°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料1Mpa壓力下預(yù)熱壓70s;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1500°C，保溫60min，停電；
(5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施，用23Mpa壓力熱壓成型，保壓50min，充氬氣保護(hù)降溫至<100°C后出爐，得到鉻靶材。鉻靶材Cr品位為99.84%，密度為7.15g/cm3，相對(duì)密度為99.3%。
[0016]實(shí)施例4
(O將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，所述金屬鉻粉的純度彡99%，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為9:2;
(2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到材質(zhì)為鑰鉻鋼的冷壓模具內(nèi)，用100Mpa壓力冷壓成型，保壓1s,壓制尺寸為Φ 120X6.8mm實(shí)心圓柱體鉻祀材還料；
(3)用石墨紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入材質(zhì)為三高石墨的熱壓模具內(nèi)，入爐；
(4)抽真空至8pa，升溫至400°C，保溫30min，繼續(xù)升溫至600°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料12Mpa壓力下預(yù)熱壓60s ;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1600°C,保溫30min,停電；
(5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施，用10Mpa壓力熱壓成型，保壓lOOmin，自然降溫至彡100°C后出爐，得到鉻靶材。鉻靶材Cr品位為99.9%，密度為7.19g/cm3，相對(duì)密度為99.86%。
【權(quán)利要求】
1.一種鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:具體步驟如下: (O將粒度為60目?320目和粒度為320目?500目的金屬鉻粉混合均勻，烘干備用，所述粒度為60目?320目的金屬鉻粉與粒度為320目?500目的金屬鉻粉的質(zhì)量比為5:3 ?9:2 ; (2)將步驟(I)混合的金屬鉻粉加入到冷壓模具內(nèi)，用700Mpa?100Mpa壓力冷壓成型，保壓1s?120s,壓制尺寸為Φ50X 5.0mm?Φ 120X6.8mm實(shí)心圓柱體絡(luò)祀材還料； (3)用包覆紙將鉻靶材坯料表面包覆，裝入熱壓模具內(nèi)，入爐； (4)抽真空至O?15pa,升溫至300°C?400°C,保溫10min?30min,繼續(xù)升溫至600°C?800°C，停止加熱，啟動(dòng)熱壓設(shè)施，對(duì)正熱壓設(shè)施的上下壓頭，對(duì)鉻靶材坯料8Mpa?12Mpa壓力下預(yù)熱壓60s?90s ;關(guān)閉熱壓設(shè)施，繼續(xù)升溫至1300°C?1600°C，保溫30min ?120min,停電； (5)啟動(dòng)熱壓設(shè)施,用20Mpa?10Mpa壓力熱壓成型,保壓1min?10min,降溫至(100°C后出爐，得到鉻靶材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:所述金屬鉻粉的純度>99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:所述冷壓模具的材質(zhì)為鑰鉻鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:所述包覆紙為石墨紙、云母紙或錫紙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:所述熱壓模具的材質(zhì)為三高石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻靶材的生產(chǎn)方法，其特征是:步驟(5)中所述降溫方式是抽真空降溫、自然降溫或充氬氣保護(hù)降溫。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK104227000SQ201410451226
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】齊牧, 崔傳海, 李廣明, 于曉玲, 李俊強(qiáng), 陳濤, 韓艷芝, 姜松 申請(qǐng)人:中信錦州金屬股份有限公司