[发明专利]一种环保型氧化铌靶材的加工工艺及其装置

说明书

本发明公开了一种环保型氧化铌靶材的加工工艺，包括制备氧化铌和金属铌的金属混合液，制备雾化颗粒，经过干燥、筛料和混匀后，利用3D打印机制备氧化铌靶材坯料，最后经过精加工处理，得到氧化铌靶材成品，涉及靶材加工技术领域；通过将氧化铌粉末和金属铌粉末熔化后形成金属混合液，采用气雾法对金属混合液进行造粒，相较于采用传统的磨粉机进行磨粉后混合造粒，一方面能够有效提高原料颗粒的密度，同时提高原料颗粒的均匀度，另一方面造粒工艺效率高，且成本消耗较低，无需对原料粉体进行纳米化，解决了原料粉体逸散浪费的问题，最后采用3D打印机进行氧化铌靶材坯料的制备，能够大幅提高氧化铌靶材的致密性，保证氧化铌靶材成品质量。

技术领域

本发明属于靶材加工技术领域，具体地，涉及一种环保型氧化铌靶材的加工工艺及其装置。

背景技术

氧化铌靶材是制备AR玻璃、ITO玻璃的重要材料，另外，氧化铌靶材也被广泛用于太阳能电池、光学玻璃和手机触屏等领域；

参考现有的发明专利CN104961463A中提出的一种氧化铌旋转靶材及其制备方法，该方案中通过将原料粉体进行纳米化处理，提升靶材的导电性，另外采用分段式升温的方式，进一步提高靶材的密度；

但将原料粉体进行纳米化的过程中，不仅成本消耗较高，而且经过纳米化处理后的粉体容易出现逸散，不够环保且浪费原料，同时在将粉体混合物造粒处理后，由于造出颗粒的规格不均，导致静压成型后的靶材坯料质量较低，进而影响到靶材成品质量；

为解决上述问题，本发明提出一种环保型氧化铌靶材的加工工艺，同时还提供了一种用于氧化铌靶材加工的加工装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型氧化铌靶材的加工工艺及其装置，解决了现有技术中存在的上述问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环保型氧化铌靶材的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一、将氧化铌粉末和金属铌粉末根据需求进行比份配制后，投入真空中频炉中，以60℃/min的升温速率将真空中频炉内部温度升至2400℃，接着以8℃/min的升温速率再将温度升至2520℃，保温10min，得到的金属混合液；

步骤二、将得到的金属混合液转移至金属气雾化设备的保温坩埚内，并从保温坩埚下部的喷嘴流出，利用惰性气体的气流对流出的金属混合液进行雾化，惰性气体采用氩气，控制氩气的气流的气体压强为2.6MPa，流速控制为0.8L/min，金属混合液经过雾化冷却后形成雾化颗粒，将得到的雾化颗粒通入加工装置中；

步骤三、雾化颗粒进入干燥筒的内部，热风机通过导风管向干燥筒的内部鼓入热空气，雾化颗粒在干燥筒内部通过转动的毛刷向进料斗的一侧滑移，破碎辊对结团的雾化颗粒进行破碎，雾化颗粒在滑移至进料斗的过程中通过热空气进行干燥，最后雾化颗粒滑入进料斗的内部；

步骤四、进料斗内部的雾化颗粒落入筛料架的内部，两个振动马达驱动筛料架产生震动，筛料架内部的雾化颗粒透过筛网落入箱体的内部，粒径大于筛网孔径的雾化颗粒被留在筛网的上方，在加工装置停机后，打开活动盖，将筛料架整体从安装架的内部拆除出来，对筛料架中遗留的雾化颗粒进行收集；

步骤五、两个伺服电缸一驱动轴向下移动，带动圆筒的底端与箱体内壁的底部接触，经过筛料处理的雾化颗粒从进料斗的内部落入圆筒的内部，驱动轴在电机的驱动下进行转动，利用驱动齿轮和从动齿轮之间的啮合关系，使混料轴在圆筒的内部进行转动，利用混料轴表面下方的混料架对圆筒中的雾化颗粒进行混合均匀，最后两个伺服电缸一驱动轴伸出，将圆筒向上推动，圆筒的底端与箱体内壁的底部脱离，伺服电缸二驱动轴推动推料块向出料管的一侧滑移，推料块将料框内部的雾化颗粒推入出料管中，将出料管的一端和3D打印机的料箱连通；

步骤六、控制3D打印机的温度为2200℃，利用3D打印机打印出氧化铌靶材坯料，最后将氧化铌靶材坯料采用数控机床进行精加工，得到氧化铌靶材。