[发明专利]大尺寸高纯铜旋转靶材的制备方法

权利要求书

1.一种大尺寸高纯铜旋转靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、铸锭选择：根据产品要求选择成分、尺寸合格铸锭，表面光滑，无裂纹缺陷；

步骤2、热锻造：将锻造机的锤砧预热到250-300℃并安装好，同时将铸锭快速加热到880-920℃并保温5分钟进行均热，才可出炉锻造；采用多向自由锻造，圆形铸锭最少完成二墩二拔换向锻造过程，最后成为圆柱形；铸锭锻造时，开始阶段小压下量并逐渐加大，铸锭长度变短，待铸锭墩到1/2长度时，翻转90度换向拔长到径高比1：2，再翻转90度墩粗，重复两次，最后拔长到需要的锻造坯料尺寸，终锻温度不低于750℃；

步骤3、车削：经过锻造的坯料冷却至常温，在车床上将圆柱面表皮去掉、圆柱端面车平，圆柱面表皮车掉1-3mm，然后车平两圆柱端面，锻坯呈现金属本色，成为挤压用坯料即锻料；

步骤4、热挤压：挤压前准备好工具并预热，预热温度为350-450℃，之后安装好；同时将锻料在工频炉中快速加热到780-820℃保温5分钟，然后送入挤压筒，挤压筒内放入垫片与锻料紧靠，之后挤压轴在挤压筒中推动垫片前行将锻料充满挤压筒，挤压轴停止移动，这时安装在挤压轴上的穿孔针前进对锻料穿孔，穿孔针前端刚好穿过模具孔后，挤压轴与穿孔针一起运动推动垫片与锻料一起前行，将锻料从挤压筒推出经过模具挤出成为管状坯料；

步骤5、拉伸：拉伸前制作夹头，使管坯顺利通过模孔；在第Ⅱ、Ⅲ拉伸前不切头尾，但对夹头重新处理使之尺寸变小能通过模孔，再继续进行Ⅱ、Ⅲ拉伸；拉伸使管材内径、外径精度得到有效控制，同时积聚变形潜能有利于再结晶退火；准备好拉伸模具，拉伸前安装好，拉伸2-3道次，总加工率20-30%；

步骤6、退火：退火前将管坯夹头切掉，不切除尾，除掉表面润滑油，准备装炉退火；选择光亮退火炉，首先将炉子升温到450℃，此时将管装入炉中，管料装入后炉温下降，继续升温到450℃±10℃保温60-80分钟，快速冷却至60℃出炉；

步骤7、精整：首先将退火后的管坯两端切除少量，在多辊矫直机上进行校直，直度不大于1mm/m；校直结束后，在管坯两端各切取20-30mm试样，然后再对管坯按照管靶坯料要求锯切齐尺；

步骤8、检验制作管材：将精整后的管坯吊运至检查平台，检查表面、尺寸，表面质量：肉眼观察表面光滑，无夹灰、起皮现象；尺寸：用测管千分尺、卡尺测量管坯壁厚及外径，用卷尺测量管坯长度；将切取的两个试样送化验室，用仪器检测布氏硬度检验、晶粒度；全部检验符合管靶坯料要求的管材，交付给用户，再进行必要的精密加工，作为旋转靶材使用；制得高纯铜管材，氧含量不大于5ppm，外径公差±0.5mm范围内，管厚度公差±0.7mm范围内，晶粒大小在26-32um，布氏硬度HB在53-55，直度不大于0.8mm/m。

2.如权利要求1所述大尺寸高纯铜旋转靶材的制备方法，其特征在于，步骤1包括以下步骤：

1）化学成分：化学成分符合高纯铜相关标准要求，即铸锭铜含量达到99.999%、氧含量不大于5ppm；

2）内外部质量：内部无气孔、裂纹，表面光滑无缺陷；

3）规格：根据靶材尺寸，采用倒算方法计算铸锭规格，具体方法是先根据靶材所需管材尺寸计算出挤压管坯尺寸，再算出挤压用坯料即锻料尺寸，加上车掉表皮量算出锻造坯料尺寸，然后以锻坯为基算出铸锭尺寸；计算时需加上锻造、挤压、拉伸、锯切的几何损失，还要充分考虑靶材成型加工变形量，在挤压能力范围内挤压变形尽量大；拉伸总加工率在20-30%。

3.如权利要求1所述大尺寸高纯铜旋转靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤2的操作步骤中选择大功率感应电炉快速加热铸锭，选择快速锻造机多向自由锻造，最终锻成圆柱形锻坯，经车削表皮成为圆柱形挤压坯料；锻造规格：考虑热胀冷缩量，锻料直径小于挤压筒直径7-10mm；车削锻坯圆柱面，且车平两端面。