[发明专利]一种旋转靶材的等静压成型模具

说明书

一种旋转靶材的等静压成型模具，包括弹性外模、刚性内模和端塞，刚性内模设置在弹性外模内腔中，弹性外模与刚性内模之间管形模腔的两端分别设有端塞，端塞朝向管形模腔的一侧与待成型粉料之间设有能够随弹性外模收缩形变而与待成型粉料一起被径向压缩的塑性过渡层，塑性过渡层与端塞相接的一面为圆锥形凹面，端塞上设有与圆锥形凹面配合相接的锥形凸起。通过塑性过渡层解决了喇叭状形变和密度不均问题；刚性支撑套和定位装置使粉料填充更均匀，圆弧状金属夹板和柔性层相结合使弹性夹持装置始终紧紧包裹管状素坯，使管状素坯形状规则、壁厚均匀、尺寸精度高，不仅利于烧结得到高性能靶材，同时减少了后期车削量，增加材料利用率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种旋转靶成型模具，具体地说是一种旋转靶材的等静压成型模具。

背景技术

近年来，平板显示行业快速发展，手机触摸屏、大型平板电视的市场越来越大。随着市场的发展，对平板显示器制备技术的要求也越来越高。尤其是，用于在玻璃基板上制备金属薄膜或氧化金属薄膜的磁控溅射装置中，正在逐渐用旋转靶来取代以往的平面靶，由此也带动了ITO旋转靶的飞速发展。

目前ITO旋转靶坯体的成型方法，主要有挤出法、注浆成型和冷等静压成型。挤出法和注浆成型都可近净尺寸成型，在制作异形件方面有一定的优势。但是，挤出法得到的坯体中含有大量的有机物和水，难以烧结致密；注浆成型对料浆的要求比较苛刻，成型后素坯脱模比较困难，素坯的干燥也需要比较复杂的工艺，因此，技术难度较大。

冷等静压成型工艺简单，得到的素坯密度高且均匀，利于后续烧结得到高性能的旋转靶材。但是，管状素坯成型模具在装填原料后都需要在模腔两端用端塞密封，为了保证密封效果，端塞要求有一定的硬度，冷等静压成型管状素坯时，在端塞处，弹性包套的变形和位移会受到端塞的阻碍，产生端头效应，使素坯两端呈喇叭状且密度偏低。另外，管状素坯的成型模具在填充原料前，需要先定位内模和外模使其同心，现有技术中通常在模具两端设置定位环等部件进行定位。虽然在模具两端保持了同心定位，但是，由于柔性模具材料易变形，在填充原料的过程中可能导致模具局部变形，在局部产生不同心的情况，会导致填充不均匀，成型的管状素坯产生壁厚不均，表面不规则的现象。因此，冷等静压成型的管状素坯往往需要将其外表面和两端加工掉很大一部分，才能获得规则的形状（例如CN102277558A和US5，435，965）。这种加工不仅增加了工序，而且导致材料相当大的损失，这也是冷等静压法制备ITO旋转靶的过程中材料利用率低的一个重要原因。由于ITO旋转靶的制备原料比较昂贵，材料利用率的问题得不到有效解决，就会增加生产成本，降低利润空间，影响企业竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服模具端头效应导致素坯两端产生喇叭状形变的问题，提供一种旋转靶材的等静压成型模具。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种旋转靶材的等静压成型模具，包括弹性外模、刚性内模和端塞，刚性内模设置在弹性外模的内腔中，在弹性外模与刚性内模之间形成用于填充待成型粉料的管形模腔，管形模腔的两端分别设有端塞，所述端塞朝向管形模腔的一侧与管形模腔内填充的待成型粉料之间设有能够随弹性外模收缩形变而与待成型粉料一起被径向压缩的塑性过渡层，塑性过渡层与端塞相接的一面为圆锥形凹面，端塞上设有与该圆锥形凹面配合相接的锥形凸起。

所述的塑性过渡层为圆环形的泡沫橡胶，其厚度大于30mm。

所述的等静压成型模具还设有一个用于在装填待成型粉料时套在所述弹性外模外侧的刚性支撑套，刚性支撑套的内径与弹性外模的外径相当。

所述刚性支撑套的轴向长度大于管形模腔填充待成型粉料部分的轴向长度。