[发明专利]一种铌合金的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铌合金板材制造方法技术领域，具体涉及一种主要用于深冲压杯(deepdrawn)和溅射靶的制造铌板或铌片的方法。

背景技术

使用现有方法可以铌锭辗压成板和片。这种板和片可以用于人造金刚石工业，例如通过深冲压技术制成杯。通常使用的铌箔的粒度不一致且粗，这导致深冲压杯的底部平坦度和光滑度差。在人造金刚石中出现的平坦度和/或光滑度差，这要求过多的研磨来改正缺陷。该问题最终涉及铌片中粗的颗粒结构。所述粗的颗粒结构也会导致所述片在深冲压操作中被扯裂。

CN 102337418A公开了一种溅射靶材用钼铌合金板的制备方法，该方法为：一、将铌粉和费氏平均粒度为3μm~8μm的钼粉按照1:9的质量比置于混料机中混合得到混合料；二、对混合料进行振动压制，得到钼铌合金粉末压坯；三、将钼铌合金粉末压坯置于真空烧结炉内烧结，制得钼铌合金板坯；四、对钼铌合金板坯进行机械切割，得到所需尺寸的溅射靶材用钼铌合金板。

CN 101680055A公开了一种制造铌合金的方法包括：(A)形成包含铌粉末和选自钇、铝、铪、钛、锆、钍、镧和铈的金属粉末的掺混物，并挤压所述掺混物形成压制的掺混物；(B)将所述压制的掺混物附到含铌电极上；(C)在真空电弧再熔化条件下熔化所述电极和压制的掺混物，使所述掺混物与熔化的电极混合；(D)冷却所述熔化的电极，形成合金锭；并(E)使所述合金锭进行热-机械加工步骤，形成锻造的产品。所述方法提供了一种粒度比ASTM 5更细的完全重结晶的铌锻造产品，它可用于制造深冲压杯和溅射靶。该方法虽然能够制得粒度较细的铌锻造产品，但是熔炼后锻造产品中存在高熔点金属的不熔块，影响产品的均匀性。

典型的市售铌片的粒度是可变的，ATSM粒度从4变到10。但是对于深冲压应用，要求使用ATSM粒度细于7.5且重结晶度至少90％的铌片，虽然就平坦度和表面平整度而言这仍会出现高废品率。ASTM粒度细于8.0且重结晶度至少90％几乎可以完全消除这些问题。

为了最小化或防止该片的平坦度和/或光滑度问题，要求提供一种制造ASTM粒度一致且具有足够重结晶度的铌锻造产品的方法，同时要求铌锻造产品中不存在高熔点金属的不熔块。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提出了一种产品均匀度高，工艺简单，金属利用率高，易于实现工业化生产的铌合金的制造方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种铌合金的制造方法，所述方法包括以下步骤：

(A)形成包含铌粉末和选自钇、钽、铪、钛、锆、钍、镧和铈的金属粉末的掺混物，并将所述掺混物形成压制的掺混物；

(B)将所述压制的掺混物附到含铌电极上；

(C)将步骤(B)所述的电极和压制的掺混物进行烧结处理；

(D)熔炼所述电极和压制的掺混物；

(E)冷却步骤(D)所述熔炼的电极，形成合金锭；并使所述合金锭进行热-机械加工步骤，形成锻造的产品。

在本发明说明书和权利要求书中使用的涉及成分的量、反应条件等的所有数字或表述在所有情况下都应理解为用术语“约”进行修饰。

本发明涉及制造铌合金的方法。所述方法显著降低并更好地控制铌锻造产品中的最终粒度。更具体的是，本发明提供包含大于5ppm掺杂金属的铌锻造产品，它具有一样细、均匀且完全重结晶的颗粒结构。

在本发明中，术语“锻造产品”通常是指已经进行热-机械加工步骤以得到特殊形状和/或其它性质的金属。所述热步骤包括但不限于退火、烘焙、精炼和/或熔化。所述机械步骤包括但不限于加工、锻造、轧、顶锻、顶锻回复技术、锤锻、回火锻造、平锻、圆锻和径向锻造。

如本发明所述，锻造产品包括但不限于通常平的金属形式如箔(厚度小于约10密耳)、片(厚度约为10-125密耳)和板(厚度大于约125密耳)。其它锻造产品形式包括管(在该金属长度范围内的中央是空心的，可以具有任意内部和外部截面形状，但是通常是圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、六边形或八边形)，和棒(在该金属长度范围内是实心的，可以具有任意的内部和外部截面形状，但是通常是圆形、椭圆形、方形、矩形、三角形、六边形或八边形)。

本发明步骤(A)通过将铌粉末和选自钇、钽、铪、钛、锆、钍、镧和铈的金属粉末置于混料机中混合形成掺混物。

进一步地，所述混合时间为至少1h，例如可选择1.02h，1.6h，2.1h，3h，4h，4.8h，7h等，优选1.5~5h，进一步优选2h。