[发明专利]一种防止用作溅射靶材的脆性合金开裂的铸造方法

摘要

一种防止用作溅射靶材的脆性合金开裂的铸造方法，其主要是铸造出的脆性合金铸件为片状或板状，其厚度8‑15毫米、在垂直于厚度方向的平面内的尺寸在厚度的20倍以上；最终片状或板状铸件是通过液态合金的不断注入，铸件沿厚度方向逐渐增厚而形成的，铸造过程中片状或板状铸件的表面是水平的；浇注模具由含型腔的部件直接放置到底板上组合而成，通过合理设计底板和含型腔部件的形状、尺寸，实现上述沿厚度方向逐渐增厚而形成最终铸件的铸造方式；含型腔部件和底板由低导热系数的耐高温陶瓷材料制造。本发明可有效防止铸造过程中脆性合金铸件的开裂，铸件仅残存非常微量的凝固缩孔，机加工后可直接用作溅射靶材；方法简便易行，生产成本低。

主权项

1.一种防止用作溅射靶材的脆性合金开裂的铸造方法，其特征在于：所述脆性合金包括非晶成分合金、不含Cr的金属间化合物、不含Cr的金属‑非金属中间相化合物、不含Cr的金属间化合物和/或不含Cr的金属‑非金属中间相化合物体积分数超过50％的合金，铸造出的所述脆性合金铸件为片状或板状，其厚度8‑15毫米、在垂直于厚度方向的平面内的尺寸在厚度的20倍以上；最终所述片状或板状铸件是通过液态合金的不断注入，铸件沿厚度方向逐渐增厚而形成的，铸造过程中所述片状或板状铸件的表面是水平的；浇注模具由含型腔的部件直接放置到底板上组合而成；所述含型腔部件和所述底板由低导热系数的耐高温陶瓷材料制造，具体包括以下步骤：(1)所述浇注模具组件的制造：用低导热系数的耐高温陶瓷材料的粉末，通过粉浆浇注的方法，制造所述浇注模具的组件：所述底板和所述含型腔部件；所述底板为平板状，上、下表面平行；所述含型腔部件的结构、尺寸符合两个要求：所述含型腔部件放置到所述底板上时，与所述底板表面紧密配合，在接触面上所述含型腔部件的面积小于所述底板的面积；所述含型腔部件放置到所述底板上并且所述底板水平放置时，型腔在高度等于所述片状或板状铸件厚度的位置的水平截面以下的部分，与所述片状或板状铸件水平放置时，形状和尺寸一致；(2)所述浇注模具的组合：依据铸造所述脆性合金的特性，对所述底板或所述含型腔部件，选择加热到200‑600℃或不加热；然后，将所述含型腔部件放置到所述底板上，构成所述组合浇注模具，所述型腔与所述底板的上表面形成液态合金的浇注空间；(3)所述组合浇注模具的放置：将所述组合浇注模具送入真空感应熔炼炉内部，位于组合所述浇注模具下部的所述底板水平放置在熔炼坩埚的下方；(4)所述脆性合金的水平浇注：将组成用作溅射靶材的所述脆性合金的各元素按成分配比加入到陶瓷坩埚或水冷铜坩埚中，在真空感应熔炼炉中将所加原料熔化，获得液态的合金，保温10‑15分钟使液态合金成分均匀，将液态合金浇注到所述组合浇注模具中，这样依据步骤(1)中所述含型腔部件的型腔结构，以及步骤(3)中所述组合浇注模具下部的所述底板水平放置，浇注过程中铸件将沿厚度方向逐渐增厚，同时铸件表面是水平的，以此方式逐渐形成最终形状和尺寸的所述片状或板状铸件；(5)铸造后所述片状或板状铸件的处理：所述片状或板状铸件逐渐完成凝固，并且其温度不断降低，当所述片状或板状铸件温度降低到400‑800℃时，将含有所述片状或板状铸件的所述组合浇注模具从真空感应熔炼炉内取出，所述片状或板状铸件在空气中冷却到50‑200℃，从模具中取出所述片状或板状铸件。