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技术领域

本发明属于高纯铝制备技术领域,涉及一种铝硅铜溅射靶材的制备方法。

背景技术

铝是世界上使用量仅次于钢铁的金属材料,纯铝具有较好的塑性、导电导热性、耐蚀性,但自身强度不高,为了提高其强韧性和其它综合性能,加入一些合金元素,进行合金化,形成满足相应所需性能的变形铝合金和铸造铝合金。通过合金化后的铝合金具有较好铸造性能、切削加工性能、耐磨耐蚀性能、比强度高等特点。

铝硅铜系铝合金锭是一种具有良好综合性能的压铸铝合金,现如今广泛应用于半导体制作行业中。目前,高纯铝溅射靶材对成分有极高要求,对于铝硅铜系铝合金锭的各种性能要求也越来越严苛,对铸造工艺控制提出更高要求。

CN111719059A公开了一种溅射用细晶高纯铝硅铜合金靶材坯料的制备方法,在制备铝铜中间合金和铝硅中间合金,将所述的中间合金与99.9995%纯度的高纯铝在真空熔炼炉中熔融,完全熔融后,得合金液;将所述的合金液采用高纯氩气进行在线精炼;将经过在线精炼的合金液进行双极过滤;将经过双级过滤的合金液进行铸造,得所述的溅射用细晶高纯铝硅铜合金靶材坯料。

CN115488295A公开了一种靶材用高纯铝硅铜铸锭的制备方法,将铝原料进行熔化,得到铝液;将铜粉和硅粉装入铝箔袋,得到粉料袋,将所述粉料袋加入到铝液中,得到铝硅铜合金液;将铝硅铜合金液依次进行除气和扒渣,得到净化合金熔液;将步净化合金熔液依次进行铸造和冷却,得到所述铝硅铜铸锭。本发明提供的制备方法能够充分促进铝硅铜的分散,提升成分的均匀性,并且缩短熔炼时间,避免热裂纹和羽毛状晶粒产生。

然而,生产的高出铝硅铜合金造热塑性变形过程中,容易因为合金中硅元素的聚集而产生裂纹,导致产品性能降低或失效。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,解决了高纯铝硅铜合金中Si元素聚集的问题,能够避免合金铸锭出现硅聚集现象。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

本发明提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,所述的制备方法包括:

(Ⅰ)提供铝原料、硅原料与铜原料,并将所述铝原料分为两部分;

(Ⅱ)将一部分铝原料熔化,得到铝熔液,再将硅原料与铜原料添加至所述铝熔液中,在第一温度下进行一次熔化,得到一次合金熔液,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,在第二温度下进行二次熔化,得到二次合金熔液;

(Ⅲ)对所述二次合金熔液依次进行除气精炼和扒渣,得到净化合金熔液;

(Ⅳ)将所述净化合金熔液依次进行铸造与冷却,得到铝硅铜铸锭;

所述第一温度大于所述第二温度。

本发明提供的方法先将铝原料进行熔化,再加入硅原料与铜原料,有利于硅分散均匀;同时,在铝原料、硅原料与铜原料混合后,先高温进行铝硅铜的一次熔化,再降低温度进行铝硅铜的二次熔化,解决了硅元素难熔的问题,提高了铝硅铜内硅的均匀性,能够避免高纯铝硅铜合金在生产时由于Si元素聚集,导致铸锭在经过热塑性变形后出现裂纹的问题。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅰ)中,所述铝原料、硅原料与铜原料的纯度均大于等于99.999%。

优选地,所述硅原料与铜原料的质量比为(1~3):1,例如可以是1:1、1.2:1、1.5:1、2:1、2.2:1、2.5:1或3:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅱ)中,利用铝箔分别包覆所述硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,将所述硅包覆体与铜包覆体添加至所述铝熔液中。

本发明中硅原料与铜原料优选块状原料,并利用铝箔分别包覆硅原料与铜原料,能够防止加料时,硅原料与铜原料由于质量较轻而导致上浮的问题。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅱ)中,将所述一部分铝原料送入真空感应炉中,加热至750~830℃,进行熔化,得到所述铝熔液,再将所述硅原料与铜原料加入到真空感应炉内,升温至第一温度,进行所述一次熔化,得到所述一次合金熔液。

所述真空感应炉中铝原料的加热温度可以为750~830℃,例如可以是750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、820℃或830℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述第一温度为900~1200℃,例如可以是900℃、920℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述一次合金熔液中硅的质量占比为8~13%,例如可以是8%、8.5%、9%、9.5%、9.8%、10%、10.5%、10.8%、11%、11.5%、12%、12.5%或13%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中将铝原料放入真空感应炉内,并将硅原料与铜原料置于真空感应炉内的加料室内,待铝原料熔化完成后,再将加料室内的硅原料与铜原料送入铝熔液中,并提高温度至第一温度继续加热,使得硅原料与铜原料熔化,并分散在铝熔液内。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅱ)中,将所述剩余的铝原料与铝硅铜合金熔液置于坩埚内进行所述二次熔化,得到所述二次合金熔液。

优选地,所述第二温度为740~760℃,例如可以是740℃、742℃、745℃、750℃、753℃、755℃、758℃或760℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述二次合金熔液中硅的质量占比为0.5~2%,例如可以是0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.3%、1.5%、1.6%、1.8%或2%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅱ)中,将所述硅原料与铜原料添加至所述铝熔液后,进行一次搅拌处理。

优选地,所述一次搅拌处理的时间为10~15min,例如可以是10min、11min、12min、13min、14min或15min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,将所述剩余的铝原料加入到所述铝硅铜合金熔液后,进行二次搅拌处理。

优选地,所述二次搅拌混合包括至少四段搅拌混合。

优选地,所述搅拌混合的时间为20~30min,例如可以是20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅲ)中,所述除气精炼包括:向二次合金熔液旋转喷吹保护气体。

优选地,所述旋转喷吹的旋转转速为400~500r/min,例如可以是400r/min、420r/min、425r/min、430r/min、440r/min、445r/min、450r/min、460r/min、480r/min、490r/min或500r/min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,进一步优选为420~450r/min。

优选地,所述保护气体包括氩气。

优选地,所述保护气体的流量为3~6m

优选地,所述除气精炼的时间为70~100min,例如可以是70min、75min、78min、80min、85min、88min、90min、95min、98min或100min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述除气精炼的温度为700~800℃,例如可以是700℃、715℃、720℃、730℃、740℃、745℃、750℃、755℃、760℃、770℃、780℃、790℃或800℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅳ)中,在所述铸造过程中,对所述净化合金熔液进行三次搅拌处理。

优选地,所述三次搅拌处理为电磁搅拌处理。

本发明对铸造过程中的净化合金熔液进行电磁搅拌,能够抑制净化合金熔液凝固过程中硅元素的偏析问题。

优选地,所述铸造的温度为700~720℃,例如可以是700℃、702℃、705℃、710℃、713℃、715℃、718℃或720℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述铸造的速度为70~120mm/min,例如可以是70mm/min、75mm/min、80mm/min、85mm/min、90mm/min、95mm/min、100mm/min、105mm/min、110mm/min、115mm/min或120mm/min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一个优选技术方案,步骤(Ⅳ)中,所述冷却的方式包括:采用冷却水对所述净化合金熔液进行水冷,得到所述铝硅铜铸锭。

优选地,所述冷却水的流量为200~500L/min,例如可以是200L/min、220L/min、250L/min、280L/min、300L/min、320L/min、350L/min、400L/min、420L/min、450L/min、480L/min或500L/min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述冷却水的温度为10~20℃,例如可以是10℃、12℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃或20℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明采用铸造装置进行净化合金熔液的铸造,可在铸造装置的分配器上设置电磁搅拌机构,将净化合金熔液注入分配器时,进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,再利用大流量冷却水进行冷却,使得净化合金熔液凝固,启动引锭杆向下运行,得到铝硅铜铸锭。

本发明在铸造时采用较大的冷却水流量、较小的铸造速度和较低的水温,能够增大铸锭在冷却过程中的过冷度,使得铸锭迅速冷却,并联合搅拌作用,有效第减少铝硅铜铸锭内硅元素的偏析。

作为本发明一个优选技术方案,所述的制备方法还包括:将所述铝硅铜铸锭依次进行轧制、热处理与机械加工,得到所述铝硅铜溅射靶材。

需要说明的是,本发明中对所述轧制、热处理与机械加工没有限制,轧制可采用本领域技术人员熟知的任何可用于靶材生产的轧制、热处理与机械加工的方法,为了帮助本领域技术人员更好地了解本发明的整体技术方案及工作过程,本发明示例性地提供了如下具体生产过程:

(1)将铝硅铜铸锭置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2~3mm作为加工余量;

(2)再将铝硅铜铸锭放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

(3)将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业。

本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明提供的一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,先将铝原料进行熔化,再加入硅原料与铜原料,有利于硅分散均匀;同时,在铝原料、硅原料与铜原料混合后,先高温进行铝硅铜的一次熔化,再降低温度进行铝硅铜的二次熔化,解决了硅元素难熔的问题,通过利用多次搅拌、提高凝固过程中的过冷度,以及利用电磁搅拌的三重作用下,使Si元素均匀的分布在铸锭中,能够避免高纯铝硅铜合金在生产时由于Si元素聚集,导致铸锭在经过热塑性变形后出现裂纹的问题。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式采用的铸造装置的结构示意图。

其中,1-分配器;2-电磁搅拌机构;3-冷却水;4-引锭杆;5-净化合金熔液;6-铝硅铜铸锭。

具体实施方式

需要理解的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中,本发明提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,所述的制备方法包括:

(1)提供纯度均大于等于99.999%的铝原料、硅原料与铜原料,所述硅原料与铜原料的质量比为(1~3):1,并将所述铝原料分为两部分;

(2)将一部分铝原料送入真空感应炉中,加热至750~830℃进行熔化,得到铝熔液;

(3)利用铝箔分别包覆所述硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,将所述硅包覆体与铜包覆体添加至所述铝熔液中,在900~1200℃的条件下进行一次熔化,并进行10~15min的一次搅拌处理,得到一次合金熔液,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,并置于坩埚内,在740~760℃条件下进行二次熔化,并进行二次搅拌处理,得到二次合金熔液,其中,所述一次合金熔液中硅的质量占比为8~13%,所述二次合金熔液中硅的质量占比为0.5~2%;

(4)向所述二次合金熔液旋转喷吹保护气体,实现除气精炼,保护气体包括氩气,保护气体的流量为3~6m

(5)将所述净化合金熔液5进行铸造,并伴随三次搅拌处理,铸造的温度为700~720℃,速度为70~120mm/min,再采用冷却水3对所述净化合金熔液5进行水冷,冷却水3的流量为200~500L/min,温度为10~20℃,得到铝硅铜铸锭6;

(6)将所述铝硅铜铸锭6依次进行轧制、热处理与机械加工,得到所述铝硅铜溅射靶材。

本发明中对所述轧制、热处理与机械加工没有限制,轧制可采用本领域技术人员熟知的任何可用于靶材生产的轧制、热处理与机械加工的方法,为了帮助本领域技术人员更好地了解本发明的整体技术方案及工作过程,本发明示例性地提供了如下具体生产过程:

S1将铝硅铜铸锭6置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭6厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2~3mm作为加工余量;

S2再将铝硅铜铸锭6放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

S3将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业。

在一些实施方式中,本发明所述二次搅拌混合包括至少四段搅拌混合,所述搅拌混合的时间为20~30min。

在一些实施方式中,本发明采用铸造装置进行净化合金熔液5的铸造,如图1所示,可在铸造装置的分配器1上设置电磁搅拌机构2,将净化合金熔液5注入分配器1时,进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,再利用大流量冷却水3进行冷却,使得净化合金熔液5凝固,启动引锭杆4向下运行,得到铝硅铜铸锭6。

实施例1

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)提供纯度均99.9995%的铝原料、硅原料与铜原料,硅原料与铜原料的质量比为2:1,并将铝原料分为两部分;

(2)将一部分铝原料送入真空感应炉中,加热至800℃进行熔化,得到铝熔液;

(3)利用铝箔分别包覆硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,并将硅包覆体与铜包覆体置于真空感应炉内的加料室内,随后添加至铝熔液中,在1200℃的条件下进行一次熔化,并进行15min的一次搅拌处理,得到一次合金熔液,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,并置于坩埚内,在750℃条件下进行二次熔化,并进行四段搅拌混合,每次搅拌混合的时间为25min,得到二次合金熔液,其中,一次合金熔液中硅的占比为10%,所述二次合金熔液中硅的占比为1%;

(4)向二次合金熔液旋转喷吹氩气,进行除气精炼,旋转转速为450r/min,氩气的流量为5m

(5)将净化合金熔液5放入铸造装置内进行铸造,将净化合金熔液5注入铸造装置的分配器1时,利用分配器1上的电磁搅拌机构2进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,铸造的温度为720℃,速度为80mm/min,再采用流量为300L/min、温度为10℃的冷却水3进行冷却,使得净化合金熔液5凝固,启动引锭杆4向下运行,得到铝硅铜铸锭6;

(6)将铝硅铜铸锭6置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭6厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2mm作为加工余量;

(7)再将铝硅铜铸锭6放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

(8)将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业,得到铝硅铜溅射靶材。

实施例2

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)提供纯度均为99.9995%的铝原料、硅原料与铜原料,硅原料与铜原料的质量比为2.5:1,并将铝原料分为两部分;

(2)将一部分铝原料送入真空感应炉中,加热至750℃进行熔化,得到铝熔液;

(3)利用铝箔分别包覆硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,并将硅包覆体与铜包覆体置于真空感应炉内的加料室内,随后添加至铝熔液中,在950℃的条件下进行一次熔化,并进行10min的一次搅拌处理,得到一次合金熔液,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,并置于坩埚内,在740℃条件下进行二次熔化,并进行四段搅拌混合,每次搅拌混合的时间为20min,得到二次合金熔液,其中,一次合金熔液中硅的占比为8%,所述二次合金熔液中硅的占比为0.5%;

(4)向二次合金熔液旋转喷吹氩气,进行除气精炼,旋转转速为400r/min,氩气的流量为3m

(5)将净化合金熔液5放入铸造装置内进行铸造,将净化合金熔液5注入铸造装置的分配器1时,利用分配器1上的电磁搅拌机构2进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,铸造的温度为700℃,速度为70mm/min,再采用流量为200L/min、温度为15℃的冷却水3进行冷却,使得净化合金熔液5凝固,启动引锭杆4向下运行,得到铝硅铜铸锭6;

(6)将铝硅铜铸锭6置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭6厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2mm作为加工余量;

(7)再将铝硅铜铸锭6放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

(8)将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业,得到铝硅铜溅射靶材。

实施例3

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)提供纯度均为99.9995%的铝原料、硅原料与铜原料,硅原料与铜原料的质量比为1.5:1,并将铝原料分为两部分;

(2)将一部分铝原料送入真空感应炉中,加热至830℃进行熔化,得到铝熔液;

(3)利用铝箔分别包覆硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,并将硅包覆体与铜包覆体置于真空感应炉内的加料室内,随后添加至铝熔液中,在1000℃的条件下进行一次熔化,并进行12min的一次搅拌处理,得到一次合金熔液,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,并置于坩埚内,在740℃条件下进行二次熔化,并进行四段搅拌混合,每次搅拌混合的时间为20min,得到二次合金熔液,其中,一次合金熔液中硅的占比为13%,所述二次合金熔液中硅的占比为2%;

(4)向二次合金熔液旋转喷吹氩气,进行除气精炼,旋转转速为500r/min,氩气的流量为6m

(5)将净化合金熔液5放入铸造装置内进行铸造,将净化合金熔液5注入铸造装置的分配器1时,利用分配器1上的电磁搅拌机构2进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,铸造的温度为720℃,速度120mm/min,再采用流量为500L/min、温度为20℃的冷却水3进行冷却,使得净化合金熔液5凝固,启动引锭杆4向下运行,得到铝硅铜铸锭6;

(6)将铝硅铜铸锭6置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭6厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2mm作为加工余量;

(7)再将铝硅铜铸锭6放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

(8)将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业,得到铝硅铜溅射靶材。

实施例4

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤(5)中,铸造速度为60mm/min,其余操作步骤及工艺参数与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤(5)中,铸造速度为130mm/min,其余操作步骤及工艺参数与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤(5)中,冷却水3的流量为160L/min,其余操作步骤及工艺参数与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤(5)中,并未进行电磁搅拌,其余操作步骤及工艺参数与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤(3)中,将剩余的铝原料加入到铝硅铜合金熔液内,并置于坩埚内,在750℃条件下进行二次熔化,并进行一段搅拌混合,搅拌混合的时间为25min,其余操作步骤及工艺参数与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供了一种铝硅铜溅射靶材的制备方法,具体包括如下步骤:

(1)提供纯度均为99.9995%的铝原料、硅原料与铜原料,硅原料与铜原料的质量比为2:1;

(2)将铝原料送入真空感应炉中,加热至800℃进行熔化,得到铝熔液,利用铝箔分别包覆硅原料与铜原料,得到硅包覆体与铜包覆体,并将硅包覆体与铜包覆体置于真空感应炉内的加料室内,随后添加至铝熔液中,在800℃的条件下进行熔化,并进行15min的搅拌处理,得到一次合金熔液,一次合金熔液中硅的占比为1%;

(4)向一次合金熔液旋转喷吹氩气,进行除气精炼,旋转转速为450r/min,氩气的流量为5m

(5)将净化合金熔液5放入铸造装置内进行铸造,将净化合金熔液5注入铸造装置的分配器1时,利用分配器1上的电磁搅拌机构2进行电磁搅拌,以将铝硅铜分散均匀,铸造的温度为720℃,速度为80mm/min,再采用流量为300L/min、温度为10℃的冷却水3进行冷却,使得净化合金熔液5凝固,启动引锭杆4向下运行,得到铝硅铜铸锭6;

(6)将铝硅铜铸锭6置于冷轧机平台上,轧辊开口开到铝硅铜铸锭6厚度后下降3mm,每次轧制的延压方向一致,每次轧制均下降3mm,轧制到成品厚度基础上预留2mm作为加工余量;

(7)再将铝硅铜铸锭6放置于加热炉中,温度调节到400℃,并进行保温,完成热处理,得到靶材半成品;

(8)将靶材半成品固定在铣床台签上,依据铣床操作说明,完成切削作业,再采用车床和钻床依次进行靶材铣切和钻孔作业,得到铝硅铜溅射靶材。

本发明将实施例1~8与对比例1中得到的铝硅铜铸锭进行Si元素分布情况的检测,具体为:

在铸锭的中心,距离中心1/2直径处、铸锭边缘进行取样,并采用ICP-OES检测技术分别对样品进行硅成分分析,结果如表1所示。

观察实施例1~8与对比例1中得到的铝硅铜溅射靶材在加工完成后是否出现裂纹,结果如表1所示。

表1

由表1可知,实施例1~3得到铝硅铜溅射靶材的中心,距离中心1/2直径处、靶材边缘的硅元素含量差距较好,材料中硅的分散均匀,并没有出现Si聚集现象。

实施例4由于铸造速度过低,导致出现冷隔现象,铸锭报废。实施例5中铸造速度过快,铸锭中出现Si聚集显现,导致在加工中出现裂纹。由表1不难看出,相比于实施例1,由于实施例6的铸冷却水3的水量较低,使得铸锭的冷却较慢,导致Si分散不均匀。

相比于实施例1,实施例7中铝硅铜溅射靶材不同位置的硅元素含量差距增大,且在加工完成后出现裂纹,这主要是由于实施例1中在铸造过程中,增加电磁搅拌过程,使得合金液分配过程中的铝硅铜分散均匀,有效避免了在凝固过程中硅元素的偏析。

对比实施例1与实施例8不难看出,实施例8中不同位置的硅含量偏差大于实施例1,这主要是由于实施例8将剩余的铝原料与铝硅铜合金熔液混合后,仅进行一段搅拌混合,使得合金液中的铝硅铜混合不均匀,导致硅元素出现偏析。

由表1可知,对比例1中铝硅铜铸锭的中心、距离中心1/2直径处,以及铸锭边缘的硅元素含量偏差明显高于实施例1,这主要是由于对比例1中熔化温度较低,硅原料熔化困难,导致出现聚集现象,而实施例1在铝原料、硅原料与铜原料的熔化过程中,将部分铝原料进行熔化,在加入硅原料与铜原料后,提高了熔化温度,使得硅能够充分熔化,并分散在铝熔液中,有利于提高硅元素的均匀性。

申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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