[发明专利]一种基于刚性模具的冷等静压成型方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于刚性模具的冷等静压成型方法，该方法通过采用刚性模具与弹性包套相结合的方式，在冷等静压成型过程中，实现了精确成型的效果，成型物料几何废料少。该方法可适用于多种粉未在冷等静压状态下的成型，工艺简单、成型效果好，易于推广。

技术领域

本发明涉及粉末成型技术领域，更具体地，涉及一种基于刚性模具的冷等静压成型方法及其应用。

背景技术

冷等静压技术是一种通过水或油等液体作为压力介质对制品任一方向都施加相同压力的成型方法，已广泛应用与陶瓷铸造，石墨，ITO等高性能材料技术领域。

目前，世界上流行的比较先进的ITO靶材的制作工艺为：制粉－混合－造粒一模压成型－冷等静压机（CIP)－脱脂－烧结－机加工。为了减少靶材固体中的气孔，提高溅射薄膜的性能，通常要求靶材具有较高的密度。靶材的密度不仅影响溅射速率，还影响着薄膜的电学和光学性能。靶材密度越高，ITO薄膜的性能越好。此外，提高靶材密度还能使靶材更好地承受溅射过程中的热应力。

为了提高靶材密度，常用的技术手段是将造粒后的ITO粉末模压成型，再经过冷等静压成型和高温烧结实现。在对ITO粉料进行模压成型的过程中是向一个方向施加压力，难以得到均一密度的素胚；为了解决这个问题，在模压成型过后需要再进行冷等静压。经过上述处理后得到的ITO素胚虽然可以提高5%左右的密度，但在冷等静压时又会使已经模压成型的ITO素胚变形。为了得到尺寸与密度兼备的ITO靶材，厂家只能将ITO素胚尺寸做大来保证烧结后能加工出合格尺寸的ITO靶材。这种做法导致ITO靶材的成材率仅为50~62%，大部分高价值的ITO材料成为了几何废料，大大提高了企业的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中粉体成型工艺的不足，提供一种基于刚性模具的冷等静压成型方法，该方法将模压成型融入了冷等静压缸体内成型，将模压放在液体介质中实现，改变了传统的机械式传动模压方式，实现了液体介质传动的模压方式，节省了工艺步骤，使粉体能按照模具设计形状精密成型。

本发明要解决的另一技术问题是，提供所述基于刚性模具的冷等静压成型方法在制备ITO靶材方面的应用。通过采用上述方法使ITO粉体成型得到ITO素胚，再经过烧结得到ITO靶材。将所述基于刚性模具的冷等静压成型方法应用在ITO靶材制作中，可以将模压成型和冷等静压成型合二为一，减少了工艺步骤，得到的ITO靶材密度均一，成材率高，几何废料少，能减少ITO靶材的浪费，降低生产成本。

本发明还需要解决的另一技术问题是，提供所述基于刚性模具的冷等静压成型方法在制备ITO靶材方面的应用制备得到的ITO靶材。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于刚性模具的冷等静压成型方法，包括以下步骤：

S1.将已造粒好的粉料装入刚性模具内；

S2.将步骤S1中装好粉料的刚性模具装入包装袋内，抽真空处理，进行真空包装；

S3.将步骤S2中处理好的包装袋放入弹性包套内；

S4.将步骤S3中装有包装袋的弹性包套固定在冷等静压机的吊箱；

S5.将步骤S4中的吊箱放入冷等静压机的缸体内，进行冷等静压处理，得成型物料。

进一步的，步骤S1中所述刚性模具的边可移动。

进一步地，步骤S1中所述刚性模具由金属或碳素纤维制备而成。

进一步地，步骤S3中所述弹性包套由橡胶或树脂制备而成。