專利名稱：用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材及其制備方法。
背景技術(shù)：
玫瑰金因具有非常時(shí)尚、靚麗、柔和的玫瑰紅色彩，因而廣泛用于首飾設(shè)計(jì)和首飾加工行業(yè)，長期以來備受消費(fèi)者的青睞，傳統(tǒng)的玫瑰金鍍膜都是通過水電鍍的工藝來實(shí)現(xiàn)的，這種工藝容易實(shí)現(xiàn)色彩附著，但是抗氧化性和表面耐磨性很差，同時(shí)容易造成環(huán)境污染。隨著現(xiàn)代真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的發(fā)展，越來越多地通過合金化手段制備加工玫瑰金色度的靶材，實(shí)現(xiàn)在工件表面鍍上玫瑰金色度的薄膜。但是目前應(yīng)用的玫瑰金靶材由于含金量較高，通常>75 wt. % Au，從而導(dǎo)致制備成本高，并且金含量過高使得靶材的加工變形性能較差，影響其推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中玫瑰金靶材中金含量高從而導(dǎo)致成本高、靶材加工變形困難等關(guān)鍵問題，提供一種用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材及其制備方法，降低其成本，并且提高其可加工性。本發(fā)明的用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材的成分為5(T60 wt. % Au-30 42 wt. % Cu-1. 4 5. O wt. % Ζη-0. 5 4. O wt. % Al—1. 0 3. 7 wt. % In-0. I I. 3 wt. % Co-0. 05 I. 5 wt. % Y0本發(fā)明的用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材的制備方法主要包括中間合金的熔煉和最終靶材合金的制備工藝，按照以下步驟進(jìn)行
(O中間合金的熔煉
按照 75 84 wt. % Cu-3. Γ12. 5 wt. % Zn-1. 0 8· 3 wt. % Α1_2· I 8· 3 wt. % Ιη-0. 2 2· 9 wt. % Co-O. Γ3. 6wt. % Y進(jìn)行配料，將純金屬銅(Cu)和鈷(Co)加熱熔化，再將純金屬釔 (Y)、銦(In)、鋁(Al)和鋅(Zn)依次加入到熔化的銅鈷合金中，待全部金屬熔化后攪拌均勻，然后在140(T1450°C下保溫精煉:T5min，精煉完畢后將熔化的合金澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，從而獲得中間合金；
(2)玫瑰金靶材的制備
將金(Au)加熱熔化，然后將上述中間合金加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的4(T50 wt. %，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在115(Tl250°C下精煉3 5min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行銑面、軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得一定規(guī)格尺寸的玫瑰金靶材。本發(fā)明的用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材是主要用于手表、手機(jī)、首飾及裝飾用品的鍍膜靶材，與現(xiàn)有技術(shù)所應(yīng)用的高含金量(>75 wt. % Au)的玫瑰金靶材相比，本發(fā)明的玫瑰金靶材含金量只有5(T60 wt. % Au，大大降低了使用和制備成本，金含量的降低也使其具有更加優(yōu)良的機(jī)械加工性能，將其應(yīng)用于鍍膜技術(shù)中，能夠獲得色澤均勻、抗氧化性抗硫化性好、表面硬度高、耐磨性好的玫瑰色度膜層，在達(dá)到裝飾效果的同時(shí)，減少金的使用量，降低成本，具有更廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)例中采用的金屬Au的重量純 度彡99. 99%，金屬Cu的重量純度彡99. 95%，金屬Zn的重量純度彡99. 95%，金屬Al的重量純度彡99. 95%，金屬In的重量純度彡99. 95%，金屬Co的重量純度彡99. 95%，金屬Y的重量純度彡99. 95% ；
本發(fā)明實(shí)例中采用加熱爐為高頻感應(yīng)加熱爐；
本發(fā)明實(shí)例中采用的熔煉坩堝為石墨-粘土坩堝；
本發(fā)明實(shí)例中采用石英棒攪拌；
本發(fā)明實(shí)例中采用Φ270軋機(jī)對靶材進(jìn)行軋制；
本發(fā)明實(shí)例中制備的祀材尺寸為58 X 58 X 2mm。實(shí)施例I
首先將Cu和Co加熱熔化，再將Υ、Ιη、Α1和Zn依次加入到熔化的Cu與Co的合金熔液中，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1400°C下精煉5min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，獲得中間合金材料，其中間合金各合金元素含量為84 wt. % Cu-9. O wt. % Zn—1. O wt. % Al—4. 0 wt. % In-0. 4 wt. % Co-1. 6 wt. % Y0將Au加熱熔化，然后將制備完畢的中間合金材料加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的50 wt. %。待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1150°C下精煉5min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行銑面、軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材，其成分含量為50 wt. % Au-42 wt. % Cu-4. 5 wt. % Ζη-0. 5 wt. % Al—2. 0 wt. % In-0. 2 wt. % Co-0. 8 wt. % Y0實(shí)施例2
首先將Cu和Co加熱熔化，再將Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu與Co的合金熔液中，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1450°C下精煉3min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，獲得中間合金材料。其中間合金各合金元素含量為81. 3 wt. % Cu-7. 5 wt. % Zn-8. 3 wt. % Al—2. I wt. % In-0. 2 wt. % Co-0. 6 wt. % Y0將Au加熱熔化，然后將制備完畢的中間合金材料加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的48 wt. %。待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1250°C下精煉3min， 精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行的銑面、軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材，其成分含量為52 wt. % Au-39 wt. % Cu-3. 6 wt. % Zn-4. 0 wt. % Al—1. 0 wt. % In-0. I wt. % Co-0. 3 wt. % Y0實(shí)施例3
首先將Cu和Co加熱熔化，再將Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu與Co的合金熔液中，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1420°C下精煉4min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，獲得中間合金材料。其中間合金各合金元素含量為77.8 wt. % Cu-3. I wt. % Zn-7. 9 wt. % Al—8. 2 wt. % In-2. 9 wt. % Co-0. I wt. % Y0
將Au加熱熔化，然后將制備完畢的中間合金材料加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的45 wt. %。待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1200°C下精煉4min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行銑面、軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材，其成分含量為55 wt. % Au-35 wt. % Cu-L 4 wt. % Zn-3. 55 wt. % Al—3. 7 wt. % In-1. 3 wt. % Co-0. 05 wt. % Y0實(shí)施例4
首先將Cu和Co加熱熔化，再將Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的Cu與Co的合金熔液中，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1400°C下精煉5min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，獲得中間合金材料。其中間合金各合金元素含量為76. 2 wt. % Cu-5. 2 wt. % Zn-4. 8 wt. % Al—8. 3 wt. % In-1. 9 wt. % Co-3. 6 wt. % Y0將Au加熱熔化，然后將制備完畢的中間合金材料加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的42 wt. %。待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1250°C下精煉3min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行銑面、軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材，其成分含量為58 wt. % Au-32 wt. % Cu-2. 2 wt. % Zn-2. 0 wt. % Al—3. 5 wt. % In-0. 8 wt. % Co-1. 5 wt. % Y0實(shí)施例5
首先將Cu和Co加熱熔化，再將Υ、Ιη、Α1和Zn依次加入到熔化的Cu與Co的合金熔液中，待全部物料熔化后攪·拌均勻，然后在1450°C下精煉3min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，獲得中間合金材料。其中間合金各合金元素含量為75 wt. % Cu-12. 5 wt. % Zn-2. 5 wt. % Al—6. 25 wt. % In-1. 25 wt. % Co-2. 5 wt. % Y0將Au加熱熔化，然后將制備完畢的中間合金材料加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的40 wt. %。待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在1150°C下精煉5min， 精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行銑面、 軋制、校平和剪切等機(jī)械加工，獲得一定規(guī)格尺寸的玫瑰金靶材，其成分含量為60 wt. % Au-30 wt. % Cu-5. O wt. % Zn—1. 0 wt. % Al—2. 5 wt. % In-0. 5 wt. % Co-1. 0 wt. % Y0
權(quán)利要求
1.一種用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材，其特征在于組成成分按重量百分比是50 60 wt. % Au-30 42 wt. % Cu-1. 4 5. O wt. % Zn-O. 5 4. 0 wt. % Al-1. 0 3. 7 wt. %In-0. ri. 3 wt. % Co-0. 05 I. 5 wt. % Y。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 (1)中間合金的熔煉按照75 84 wt. % Cu-3. I 12. 5 wt. % Zn-1. 0 8. 3 wt. %Al-2. I 8. 3 wt. % In-0. 2 2. 9 wt. % Co-0. I 3. 6wt. % Y 進(jìn)行配料，將純金屬 Cu 和 Co 加熱熔化，再將純金屬Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的銅鈷合金中，待全部金屬熔化后攪拌均勻，然后在140(T1450°C下保溫精煉:T5min，精煉完畢后將熔化的合金澆入到預(yù)熱的模具中，自然冷卻至室溫，從而獲得中間合金； (2)玫瑰金靶材的制備將Au加熱熔化，然后將上述中間合金加入到熔化的Au中，中間合金的加入量占全部物料的40飛0 wt. %，待全部物料熔化后攪拌均勻，然后在115(Tl250°C下精煉T5min，精煉完畢后將合金液澆入到預(yù)熱的模具中，然后取出水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材，其組成成分按重量百分比是50飛0 wt. %Au-30 42 wt. % Cu-L 4 5. 0 wt. % Zn-O. 5 4. 0 wt. % Al-1. 0 3. 7 wt. % In-0. I I. 3 wt. %Co-0. 05 I. 5 wt. % Y0
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材及其制備方法。本發(fā)明的用于真空磁控濺射的低含金量玫瑰金靶材的成分按重量百分比是50~60wt.%Au-30~42wt.%Cu-1.4~5.0wt.%Zn-0.5~4.0wt.%Al-1.0~3.7wt.%In-0.1~1.3wt.%Co-0.05~1.5wt.%Y。其制備方法是先將純金屬Cu和Co加熱熔化，再將純金屬Y、In、Al和Zn依次加入到熔化的銅鈷合金中，獲得中間合金，將Au加熱熔化，再將中間合金加入到熔化的Au中進(jìn)行精煉，澆入模具，水淬獲得合金錠，對合金錠進(jìn)行機(jī)械加工，獲得玫瑰金靶材。本發(fā)明的玫瑰金靶材含金量只有50~60wt.%Au，大大降低了使用和制備成本，具有更加優(yōu)良的機(jī)械加工性能和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102703751SQ201210117559
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者于志凱, 劉革, 趙宏達(dá) 申請人:沈陽東創(chuàng)貴金屬材料有限公司