專利名稱：復(fù)合鈦鋁合金靶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦鋁合金靶及其制備方法領(lǐng)域，尤其是能夠解決鈦鋁 合金難于焊接問題，將鈦鋁合金靶材與背靶釬焊連接以制備復(fù)合鈦鋁 合金靶的方法。
背景技術(shù)：
鈦鋁金屬間化合物屬于硬脆材料，具有很好的耐磨性，在普通刀 具表面覆著一層鈦鋁金屬間化合物，可以有效延長刀具的使用時間， 在機(jī)械加工行業(yè)具有較好的應(yīng)用前景。
此外，隨著現(xiàn)代裝飾業(yè)的迅速發(fā)展，對裝飾材料的顏色要求越來 越高，同時要求裝飾膜具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性以及較好的顏色耐候 性。鈦鋁合金靶材可以根據(jù)'減射氣氛提供金黃色、黑色、棕色、玫瑰 色等色膜，具有耐腐蝕、耐磨和美觀的優(yōu)點，可以滿足裝飾材料對顏 色以及化學(xué)穩(wěn)定性的要求。鈦鋁合金靶材在耐蝕性、制備成本、濺射 成本方面都優(yōu)于同類型的鉭、鉭合金、鴒或鴒合金把材。
通常采用磁控濺射、多弧離子鍍、空心陰極離子鍍、電弧離子鍍
等工藝在材料表面附著一層TiAl (CN)層，這些工藝對靶材都有導(dǎo) 電、導(dǎo)熱的要求，導(dǎo)熱能力越高，則生產(chǎn)效率越高，鍍膜質(zhì)量越好， 導(dǎo)電能力越好，工藝的靈活性越高，靶材的應(yīng)用面也越廣。
由于鈦鋁耙的導(dǎo)熱、導(dǎo)電能力較差，而且硬脆不易加工，在工業(yè) 化生產(chǎn)中，要求較高的生產(chǎn)效率，若要鈦鋁靶達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的要求， 只能加工成薄片以滿足導(dǎo)電、導(dǎo)熱的要求，而且單片鈦鋁靶的利用率 很低，難以回收，增加生產(chǎn)成本，不適于工業(yè)化生產(chǎn)要求，而鈦鋁復(fù) 合靶由于利用了鋁、銅、鉬及其合金的高導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力，使鈦鋁靶 與金屬連接形成復(fù)合靶，不僅可以滿足濺射工藝對靶材要求的導(dǎo)熱、 導(dǎo)電以及機(jī)械性能，提高了鍍膜效果，而且還使單位靶材的利用率極 大提高，鋁、銅、鉬以及它們的合金還可以再次利用，具有很高的經(jīng) 濟(jì)價值。
若要使導(dǎo)電導(dǎo)熱良好的材料與鈦鋁合金連接，必須解決鈦鋁合金 表面致密氧化膜的問題，氧化膜的存在使鈦鋁不易與其他材料進(jìn)行焊 接，為了達(dá)到鈦鋁靶的工業(yè)應(yīng)用要求，本發(fā)明釆用了特殊的方法，即 先對鈦鋁靶材表面進(jìn)行金屬化，然后再用釬料焊接的方法來制備鈦鋁 復(fù)合靶，解決了鈦鋁合金難于焊接的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、導(dǎo)熱性能好、鍍膜效果好 的復(fù)合鈦鋁合金靶及其制備方法，將鈦鋁靶與鋁、銅、鉬或它們的合 金連接而成。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是復(fù)合鈦鋁合金靶，包括靶材和背靶， 靶材料和背耙連接在一起，其特征在于鈦鋁合金靶材的形狀為在 上或下表面上設(shè)置有凹槽的圓柱體。
所述的凹槽底面為圓形，圓形底面的中心與圓柱體上表面的中 心重合，在圓柱體上表面的外圍形成一環(huán)形臺面，所述環(huán)形臺面與 圓形底面之間設(shè)置有坡面。
所述的背把的形狀包括一圓柱體底座，在所述圓柱體底座下表 面上設(shè)置有一個圓柱體形凸起，在圓柱體形凸起的下表面上設(shè)置有 凹槽，所述圓柱體底座的上表面與鈦鋁合金靶材的下表面面積相同。
所述背耙圓柱體形凸起下表面上設(shè)置的凹槽形狀為圓形。
一種上述復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其特征是包括下列步驟 (1)、將鈦鋁合金耙面在超聲清洗器中清洗后，在鈦鋁合金表 面涂覆金屬化材料，然后放入真空爐中，在高于合金熔點的溫度保 溫一定時間，然后冷卻至室溫，將鈦鋁合金表面打磨平整備用；
(2) 將Al、 Cu、 Mo或它們的合金背靶在超聲清洗其中清洗干凈；
(3) 將鈦鋁合金靶面與背靶中間夾上焊料裝配，根據(jù)濺射工藝 條件在真空爐中或大氣中焊接。
鈦鋁合金靶的成分配比為Al含量為0. 70%wt，余量為Ti。 所述的金屬化材料為Ag基合金漿料。 背靶材料為Cu、 Mo、 Al以及銅合金、鉬合金、鋁合金。 焊接材料為AgCu系列的合金、Sn基低熔點合金。 鈦鋁合金草巴面的圓柱體表面與背靶圓柱體底座的表面之間設(shè)置
焊料片。
本發(fā)明提供的鈦鋁復(fù)合耙材具有如下優(yōu)點
1、 金屬化處理溫度低所用的金屬化材料在820。C左右即可完 成金屬化，比陶資的金屬化溫度還要低；
2、 適應(yīng)性廣可以適應(yīng)不同成分的鈦鋁把材，耙材中的鋁含量 可以在0. 1%-70°/。范圍內(nèi)變化；
3、 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好由于所用的背靶導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)良，通 過焊接制備的復(fù)合鈦鋁靶比普通鈦鋁靶材具有更好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。
4、 生產(chǎn)成本低根據(jù)不同的工藝環(huán)境選擇不同的焊料以及焊接 工藝，背靶可以重復(fù)使用，大大降低生產(chǎn)成本；
5、 鍍膜效果好用本發(fā)明制備出的鈦鋁復(fù)合靶材制備出的薄膜 膜層均勻，光滑、附著力強(qiáng)，顏色均勻、使用壽命長。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。


圖l是本發(fā)明制造方法中鈦鋁合金靶材結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A向視圖3是本發(fā)明合金背靶結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3的A向視圖5鈦鋁復(fù)合靶裝配圖。
具體實施例方式
實例1:
復(fù)合鈦鋁合金靶，包括靶材和背靶，靶材料和背靶連接在一起， 如圖1所示，鈦鋁合金靶材1的形狀為在上表面上設(shè)置有凹槽2的 圓柱體，凹槽底面3為圓形，圓形底面的中心與圓柱體上表面的中 心重合，在圓柱體上表面的外圍形成一環(huán)形臺面4,所述環(huán)形臺面與 圓形底面之間設(shè)置有坡面5 (參見圖2)。
復(fù)合鈦鋁合金背靶的形狀如圖3所示，背靶6包括一圓柱體底 座7,在圓柱體底座7下表面上設(shè)置有一個圓柱體形凸起8，在圓柱 體形凸起8的下表面上設(shè)置有凹槽9，凹槽9形狀為圓形，圓柱體底
座7的上表面與鈦鋁合金靶材的下表面面積相同(參見圖4 )。 復(fù)合鈦鋁合金把的制備方法，包括下列步驟 將成分為Ti70A130的鈦鋁合金靶材，在超聲清洗器中清洗后在 鈦鋁合金表面涂覆一層AgCuTi漿料，然后放入真空爐中在720°C ~ 820。C溫度保溫5分鐘后冷卻至室溫，將金屬化后的鈦鋁合金表面打 磨平整備用。
將紫銅背靶在超聲清洗其中清洗干凈。
在鈦鋁合金把材1的圓柱體與紫銅背靶6圓柱體底座中間夾上 AgCuInSn合金片IO(參見圖5)，在真空爐中750。C保溫20分鐘后隨 爐冷卻后即制備出鈦鋁合金復(fù)合靶材。
實例2:
靶材和背靶的形狀同實施例1。
將成分為Ti50A150的鈦鋁合金靶材，在超聲清洗器中清洗后在 鈦鋁合金表面涂覆一層AgCuTi漿料，然后放入真空爐中在710°C~ 82(TC溫度保溫5分鐘后冷卻至室溫，將金屬化后的鈦鋁合金表面打 磨平整備用。
將純鋁背靶在超聲清洗其中清洗干凈。
在鈦鋁合金靶材1的圓柱體與純鋁背靶6的圓柱體底座中間夾上 SnAg合金片10(參見圖5)，在真空爐中26(TC保溫IO分鐘后隨爐冷 卻后即制備出鈦鋁合金復(fù)合靶材。
實例3:
靶材和背耙的形狀同實施例1。
復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，包括下列步驟
將成分為Ti90A110的鈦鋁合金靶材，在超聲清洗器中清洗后在 鈦鋁合金表面涂覆一層AgCu漿料，然后放入真空爐中在720°C ~ 820 。C溫度保溫5分鐘后冷卻至室溫，將金屬化后的鈦鋁合金表面打磨平 整備用。
將純鉬靶材在超聲清洗其中清洗干凈。
在鈦鋁合金靶材1圓柱體與紫銅背靶6的圓柱體底座中間夾上 AgCuIn合金片10 (參見圖5),在釬焊爐中氬氣保護(hù)、600。C 73(TC 保溫20分鐘后隨爐冷卻后即制備出鈦鋁合金復(fù)合靶材。
權(quán)利要求
1、復(fù)合鈦鋁合金靶，包括靶材和背靶，靶材料和背靶連接在一起，其特征在于鈦鋁合金靶材的形狀為在上或下表面上設(shè)置有凹槽的圓柱體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈦鋁合金靶，其特征在于所述 的凹槽底面為圓形，圓形底面的中心與圓柱體上表面的中心重合， 在圓柱體上表面的外圍形成一環(huán)形臺面，所述環(huán)形臺面與圓形底面 之間設(shè)置有坡面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合鈦鋁合金靶，其特征在于 所述的背靶的形狀包括一 圓柱體底座，在所述圓柱體底座下表面上 設(shè)置有一個圓柱體形凸起，在圓柱體形凸起的下表面上設(shè)置有凹槽， 所述圓柱體底座的上表面與鈦鋁合金把材的下表面面積相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合鈦鋁合金靶，其特征在于所述 背靶圓柱體形凸起下表面上設(shè)置的凹槽形狀為圓形。
5、 一種上述各權(quán)利要求之一所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方 法，其特征是包括下列步驟(1)、將鈦鋁合金靶面在超聲清洗器中清洗后，在鈦鋁合金表 面涂覆金屬化材料，然后放入真空爐中，在高于合金熔點的溫度保 溫一定時間，然后冷卻至室溫，將鈦鋁合金表面打磨平整備用；(2 )將Al、 Cu、 Mo或它們的合金背靶在超聲清洗其中清洗干凈； (3)將鈦鋁合金靶面與背靶中間夾上焊料裝配，根據(jù)濺射工藝 條件在真空爐中或大氣中焊接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其特征 在于鈦鋁合金耙的成分配比為Al含量為0. 1%~ 70%wt，余量為Ti。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其 特征在于所述的金屬化材料為Ag基合金漿料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其特征 在于背靶材料為Cu、 Mo、 Al以及銅合金、鉬合金、鋁合金。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其特征 在于焊接材料為AgCu系列的合金、Sn基低熔點合金。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合鈦鋁合金靶的制備方法，其特征 在于鈦鋁合金靶面的圓柱體表面與背靶圓柱體底座的表面之間設(shè)置 焊料片。
全文摘要
生產(chǎn)成本低、導(dǎo)熱性能好的復(fù)合鈦鋁合金靶及其制備方法。技術(shù)方案是復(fù)合鈦鋁合金靶，其特征在于鈦鋁合金靶材的形狀為在上或下表面上設(shè)置有凹槽的圓柱體，背靶的形狀包括一圓柱體底座，圓柱體底座的上表面與鈦鋁合金靶材的下表面面積相同。制備方法包括下列步驟將鈦鋁合金靶面在超聲清洗器中清洗后，在鈦鋁合金表面涂覆金屬化材料，然后放入真空爐中，在高于合金熔點的溫度保溫一定時間，然后冷卻至室溫；將Al、Cu、Mo或它們的合金背靶在超聲清洗其中清洗干凈；將鈦鋁合金靶面與背靶中間夾上焊料裝配，根據(jù)濺射工藝條件在真空爐中或大氣中焊接。
文檔編號C23C14/22GK101113513SQ200710120869
公開日2008年1月30日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者宏 呂, 李屹民, 王玉民, 謝元鋒, 趙昌森 申請人:北京有色金屬研究總院