一種銀靶材製造方法
2024-04-10 16:15:05 1
一種銀靶材製造方法
【專利摘要】本發明涉及靶材製造領域，尤其涉及一種銀靶材製造方法，選用純度4N以上銀原料，利用大氣熔煉或真空熔煉方法將銀原料熔融，並將熔湯澆鑄，再冷卻形成鑄錠坯料，將步鑄錠坯料立即進行保溫熱處理，在400~900℃溫度範圍進行保溫均化，保溫時間0.5h以上，然後進行熱軋延或者空氣錘鍛打，形成銀坯，對銀坯進行冷軋延，形成冷軋坯，將冷軋坯做退火熱處理，退火熱處理溫度為350~700℃，時間為0.5小時~3小時，獲得晶粒細小且均勻的銀靶坯，最終通過工具機加工即可獲得大尺寸銀靶材，該工藝具有較高的加工效率並能生產品質優良、低成本的大尺寸銀靶材。
【專利說明】一種銀靶材製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及靶材製造領域，尤其涉及一種銀靶材製造方法。
【背景技術】
[0002]物理氣相沉積(PVD,Physical Vapor Deposition)被廣泛地應用在光學、電子、信息等高端製造產業中，PVD中使用的靶材則是液晶顯示器、太陽能電池、集成電路等製造過程中最重要的原材料之一。
[0003]因金屬銀具有低電阻及高反射率等優良性能，而被大量用於生產電極或反射層的薄層，比如光學記錄媒體、太陽能電池、低輻射玻璃、液晶顯示器等產品中，銀薄層大多以銀靶材為原料，採用濺射鍍膜方式來形成。
[0004]工業應用之銀靶材需具備以下特性:
1、組織均勻，內部缺陷(夾渣、氣孔、裂紋等)少，甚至無缺陷；
2、晶粒細小均勻；
3、純度高，雜質含量少。[0005]隨著液晶顯示器、太陽能電池等大尺寸玻璃鍍膜行業的發展，一方面顯示器、太陽能電池等產品尺寸不斷加大，另一方面為提高鍍膜效率及降低成本，致使基片尺寸越來越大，靶材尺寸也隨之增加，故對靶材的製造要求也越來越高。一般來說，行業內常用多片靶材拼接的方式來使用大尺寸靶材，但拼接的片數越多，拼接縫隙也多，在鍍膜過程會影響等離子體均勻一致性，並可能引起局部不正常放電，從而會降低鍍膜產品的品質與良率，另外，拼接數量越多，各片之間的品質一致性越難一致，最終也會降低了膜層的均勻性與產品品質。
[0006]如低輻射玻璃鍍膜時靶材總長度可達3750mm，拼接的單片尺寸可達600mm，並且有逐漸增加單片最大長度的趨勢；而在薄膜太陽能電池行業中，常見鍍膜靶材的長度1410mm，其一般為兩端厚中間薄的三片式拼接方式，中間的單片拼接長度近1000mm ;傳統光碟行業用的小尺寸圓形銀靶材由鍛造方式生產，但由於鍛造設備投資大、成本高，並且受鍛造模具尺寸的限制，製造的靶材尺寸較小而難以放大；故原用於光碟行業的小尺寸銀靶的鍛造生產方式已難以滿足目前大尺寸產品的生產需要。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於克服現有技術中的不足而提供的一種能夠批量生產大尺寸、高品質、低成本銀靶材的製造方法。
[0008]本發明的一種銀靶材製造方法，包括如下步驟:
步驟(1):選用純度4N以上銀原料，利用大氣熔煉或真空熔煉的方法將銀原料熔融，並將熔湯澆鑄，澆鑄後的熔湯自然冷卻形成鑄錠坯料。
[0009]步驟(2):將步驟(1)澆鑄所形成的鑄錠坯料立即進行保溫熱處理，在40(T90(TC溫度範圍進行保溫均化，保溫時間0.5h以上，然後將保溫熱處理後的鑄錠坯料進行熱軋延或者空氣錘鍛打，形成銀坯。
[0010]步驟(3):對步驟(2)所得銀坯冷卻到室溫後，在室溫的環境下對銀坯進行冷軋延，形成冷軋坯；。
[0011]步驟(4):將步驟(3)冷軋所形成的冷軋坯做退火熱處理，退火熱處理溫度為35(T700°C，時間為0.5小時~3小時，獲得晶粒細小且均勻的銀靶坯，最終通過工具機加工即可獲得大尺寸銀靶材。
[0012]選用純度為4N以上銀原料的狀態是銀錠、銀粉和銀粒。
[0013]利用大氣熔煉方法熔煉使用的工具是大氣感應熔煉爐。
[0014]利用真空熔煉方法熔煉使用的工具是真空感應熔煉爐。
[0015]步驟(2)中保溫熱處理的最佳溫度是60(T80(TC。
[0016]步驟(2)中熱軋延或空氣錘鍛打的軋延比為30%~70%，較優的軋延比是40%飛0%。
[0017]步驟(3)中冷軋延比為309^85%，其中較優的冷軋延比是50%~70%。
[0018]步驟(4)中退火熱處理的溫度是40(T600°C。
[0019]本發明具有如下優點:
通過上述的對高純銀鑄錠坯料進行保溫熱處理並對保溫熱處理後的鑄錠坯料直接進行熱軋延或者空氣錘鍛打，降低了銀錠的變形抗力，使鑄造狀態的粗大晶粒破碎，顯著裂紋癒合，減少或消除了鑄造缺陷，改善了銀錠的性能。此外，在對高純銀錠熱軋延或者空氣錘鍛打後，再對熱壓延或者空氣錘鍛打後的銀坯進行冷軋延，減少銀坯厚度，延長銀坯的長度，以獲得所需的產品尺寸，更重要的是銀坯內部獲得足夠的應變能，最後通過對冷軋後的冷軋坯進行退火熱處理，達到細化晶粒的目的並可在整個銀錠範圍獲得均勻的晶粒組織。
[0020]相對於只採用冷軋工藝生產的銀靶材而言，在熱軋活與冷軋延相結合的工藝中，其銀錠坯料不會由於大形變的熱延壓而產生裂紋，可通過單道次大變形量的熱軋消除鑄造缺陷，同時具有很高的加工效率；也不會因材料應力而產生裂紋，故減少了因裂紋的產生而導致的材料的浪費；熱延壓後的銀錠避免了冷軋時因加工硬化而進行反覆的中間退火以去除加工應力，因此，該工藝具有較高的加工效率並能生產品質優良的大尺寸銀靶材。
[0021]本銀靶材製造方法相對鍛打法而言，設備投資低，並且節省了鍛壓模具費用，因此，從整體上降低了銀靶材的生產成本。
[0022]本銀靶材製造方法生產的銀靶材晶粒尺寸小於200 U m,甚至晶粒尺寸更細小至50 u m,並且晶粒尺寸均勻，具有優良的品質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的生產流程圖。
[0024]圖2為應用本發明所獲得的銀靶材的顯微照片。
具體實施方案
[0025]以下通過【具體實施方式】進一步描述本發明，但本發明不僅僅限於如下實施例。
[0026]實施例:如圖1所示本發明具有以下流程。
[0027]步驟1:採用純度4N以上的電解銀粒，利用大氣熔煉爐加熱至約1000°C熔融，並澆鑄後冷卻形成鑄錠坯料，鑄錠坯料的尺寸為300 mm *290 mm *120mm ;並將鑄錠坯料空冷至低於700 °C。
[0028]步驟2:將步驟I所得的鑄錠坯料置於退火爐中700°C保溫熱處理I小時。
[0029]步驟3:將步驟2的鑄錠坯料用軋機進行熱軋延，總熱軋加工率為45% ；
軋制前鑄錠坯料的尺寸為:長度為300mm，寬度為290mm，厚度為120mm，軋制後的銀還的尺寸為:長度為543mm,寬度為291mm,厚度為66mm。
[0030]表1示出了尺寸為300*290*120mm的鑄錠坯料熱壓延到的543*291*66mm銀坯的
過程中壓延量與壓延道次之間的關係:__
【權利要求】
1.本發明的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:包括如下步驟: 步驟(1):選用純度4N以上銀原料，利用大氣熔煉或真空熔煉的方法將銀原料熔融，並將熔湯澆鑄，澆鑄後的熔湯冷卻形成鑄錠坯料； 步驟(2):將步驟(1)澆鑄所形成的鑄錠坯料立即進行保溫熱處理，在40(T90(TC溫度範圍進行保溫均化，保溫時間0.5h以上，然後將保溫熱處理後的鑄錠坯料進行熱軋延或者空氣錘鍛打，形成銀坯； 步驟(3):對步驟(2)所得銀坯冷卻到室溫後，在室溫的環境下對銀坯進行冷軋延，形成冷軋坯； 步驟(4):將步驟(3)冷軋所形成的冷軋坯做退火熱處理，退火熱處理溫度為35(T700°C，時間為0.5小時~3小時，獲得晶粒細小且均勻的銀靶坯，最終通過工具機加工即可獲得大尺寸銀靶材。
2.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:選用純度為4N以上銀原料的狀態是銀錠、銀粉和銀粒。
3.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:利用大氣熔煉方法熔煉使用的工具是大氣感應熔煉爐。
4.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:利用真空熔煉方法熔煉使用的工具是真空感應熔煉爐。
5.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:步驟(2)中保溫熱處理的最佳溫度是60(T80(rC。`
6.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:步驟(2)中熱軋延或空氣錘鍛打的軋延比為30%~70%，較優的軋延比是40%~60%。
7.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:步驟(3)中冷軋延比為30%~85%，其中較優的冷軋延比是50%~70%。
8.如權利要求1所述的一種銀靶材製造方法，其特徵在於:步驟(4)中退火熱處理的溫度是400~6001:。
【文檔編號】C22F1/14GK103667768SQ201310718028
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】原和平, 曾玉林, 馮斐斐, 孫昊, 劉騰, 趙波 申請人:濟源豫金靶材科技有限公司