[发明专利]一种磁控溅射薄膜的纯钛靶材备管的制备方法

说明书

本发明公开了一种磁控溅射薄膜的纯钛靶材备管的制备方法，包括以下步骤：选用海绵钛原料，经过烘烤，用油压机将海绵钛原料压制成电极块，在真空焊箱内组焊电极；采用真空自耗电弧炉对海绵钛原料熔炼两次制备铸锭；将制得的铸锭经二火次镦拔锻造得到钛圆棒；对钛圆棒进行机械加工获得光滑匀称的棒材；将制得的棒材用二辊斜轧穿孔制成管坯；去除管坯内外表面氧化皮及钛表面污染层；对制得的管坯进行多道次拉伸扩径；采用五辊冷轧机对处理后的管坯进行多次冷轧轧制；将成品管材进行真空退火处理；对制得的成品管材去毛刺、切头尾、定尺；将制得管材进行内、外表面粗抛光处理后再分别进行精抛光处理。本发明可以生产出高精度的纯钛靶材备管。

技术领域

本发明涉及靶材备管领域，具体涉及一种磁控溅射薄膜的纯钛靶材备管的制备方法。

背景技术

靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料，通过更换不同的靶材(铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等)，即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。按应用领域不同可分为：半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材。在半导体晶圆制造中，200mm(8寸)及以下晶圆制造通常以铝、钛制程为主，使用的靶材以铝、钛元素为主。根据开关不同可分为:长靶、方靶、圆靶。

钛及其合金作为金属材料，虽然不如铜、铁、铝那样广为人知，但其钛及其合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。

纯钛靶材备管一般使用厚度为5～6mm厚度的纯钛管材，通过内镗外车的方法车加工到成品。此种方法材料利用率低，管材加工成品周期长，车加工费用昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁控溅射薄膜的纯钛靶材备管的制备方法，其可以生产出高精度的纯钛靶材备管，提高了成材率，缩短了产品加工周期，大大降低了加工费用和制造成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁控溅射薄膜的纯钛靶材备管的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选用海绵钛原料，经过烘烤，用油压机将海绵钛原料压制成电极块，在真空焊箱内组焊电极；

(2)采用真空自耗电弧炉对海绵钛原料熔炼两次制备铸锭，控制铸锭中各元素的质量百分比含量为：铁≤0.25％、碳≤0.10％、氮≤0.03％、氢≤0.015％、氧≤0.2％，对二次铸锭进行剥皮处理；

(3)将步骤(2)制得的铸锭在温度为800～1050℃的条件下经二火次镦拔锻造得到钛圆棒；

(4)对钛圆棒进行机械加工获得光滑匀称的棒材；

(5)将步骤(4)制得的棒材在温度为900～1050℃的条件下，用二辊斜轧穿孔制成管坯；

(6)再将管坯用抛磨和酸洗的方法去除管坯内外表面氧化皮及钛表面污染层；

(7)采用300～1000T冷拔机对步骤(6)制得的管坯进行多道次拉伸扩径，每扩孔完一次，对扩孔后的管坯依次进行除油处理、再结晶真空退火处理、矫直，控制每道次管坯内径的扩径量与减壁量之比不大于1.2，扩孔的道次加工率为20％～40％；

(8)采用五辊冷轧机对步骤(7)中经扩孔、除油处理和再结晶真空退火处理后的管坯进行多次冷轧轧制得到高尺寸精度和直线度良好的成品管材；

(9)将成品管材进行真空退火处理，真空度需达到到1×10^-2Pa以上，加热温度为550～680℃，保温2～3小时，出炉温度≤100℃，成品管材进行多点矫直控制直线度≤1mm/全长；

(10)对步骤(9)制得的成品管材去毛刺、切头尾、定尺；