CrAlFe基合金靶材及其制备方法

摘要：

本发明属于粉末冶金材料及其制造技术领域，具体涉及一种CrAlFe基合金靶材及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、将Al粉和Fe粉进行高能球磨处理，得到预合金化AlFe合金粉末；S2、将AlFe合金粉末和所述CrAlFe基合金靶材的剩余原料粉混合均匀，得到CrAlFe基合金粉末；S3、在真空条件下，对CrAlFe基合金粉末进行热压烧结，热压烧结结束后，卸压，然后冷却、脱模，得到CrAlFe基合金烧结坯料；S4、对CrAlFe基合金烧结坯料进行机加工，得到CrAlFe基合金靶材。本发明通过在冷却之前卸除压力，可以改善CrAlFe基合金靶材的开裂现象。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202310083758.5

申请日期：2023-02-08

公开/公告号：CN116079055A

公开/公告日：2023-05-09

主分类号：B22F3/14(2006.01)

申请/专利权人:苏州六九新材料科技有限公司

发明/设计人:张凤戈;张欠男;魏铁峰;张学华;岳万祥;高众

主申请人地址:215000 江苏省苏州市漕湖街道春兴路45号平谦国际(苏相)产业园二期K栋5楼西侧

专利代理机构:北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:荣红颖%赵清

国别省市代码:江苏;32

权利要求：

1.一种CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、将Al粉和Fe粉进行高能球磨处理，得到预合金化AlFe合金粉末； S2、将所述AlFe合金粉末和所述CrAlFe基合金靶材的剩余原料粉混合均匀，得到CrAlFe基合金粉末，其中，所述CrAlFe基合金靶材的剩余原料粉为Cr粉或由Cr粉和X粉组成，所述X粉包括W粉、Mo粉、Ta粉、Nb粉、V粉中的至少一种； S3、在真空条件下，对所述CrAlFe基合金粉末进行热压烧结，所述热压烧结结束后，卸压，然后冷却、脱模，得到CrAlFe基合金烧结坯料； S4、对所述CrAlFe基合金烧结坯料进行机加工，得到所述CrAlFe基合金靶材。 2.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，所述CrAlFe基合金靶材的化学成分按原子百分比计，包括：Cr 10-70at％，Al 20-85at％，Fe 0-20at％且不为0at％，X 0-20at％，其中，X代表W、Mo、Ta、Nb、V中的至少一种。 3.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，所述Fe粉的纯度≥99.5wt％，费氏粒度F.S.S.S为5～8μm；所述Al粉为空气雾化铝粉，纯度≥99.7wt％，粒度为-200目；所述Cr粉末的纯度≥99.8wt％，粒度为-200目；所述W粉的纯度≥99.9wt％，费氏粒度F.S.S.S为5～8μm；所述Mo粉的纯度≥99.9wt％，费氏粒度F.S.S.S为5～8μm；所述Ta粉的纯度≥99.8wt％，D50＝15～20μm；所述Nb粉的纯度≥99.5wt％，粒度为-300目；所述V粉的纯度≥99.8wt％，粒度为-325目。 4.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，球磨介质包括氧化锆球、钢球、不锈钢球中的一种，所述球磨介质的直径为20-30mm； 和/或，在步骤S1中，球料质量比为(10～20):1； 和/或，在步骤S1中，先预抽真空至真空度≤0.1Pa，再充入0.5-2Pa的Ar气，在Ar气保护下进行高能球磨处理，球磨转速为100-150r/min，球磨时间为20-50h； 和/或，在步骤S1中，在所述高能球磨处理完毕后，将所述AlFe合金粉末过筛，以去除粉料大颗粒，其中，所述过筛的筛网的孔径为1-2mm。 5.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述混合在混合机中进行，采用加入氧化锆球进行干混的方式，所述氧化锆球对应的球料质量比为1:(5～10)，混合时间为3-10h，其中，所述混合机为万向运动混合机、三维混料机、双锥混料机中的至少一种。 6.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述卸压包括保压并降温至400-460℃，之后线性卸压至压力为0MPa； 和/或，在步骤S3中，所述热压烧结的最高烧结温度为500-600℃。 7.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述热压烧结包括：首先在室温状态下，对所述CrAlFe基合金粉末施加初始压力5-12Mpa，同时抽真空至0.1-0.5Pa，再进行真空热压烧结，由室温升至120-180℃，升温速率为1-5℃/min，当真空度达到0.01Pa-0.05Pa后开始计时保温保压，在120-180℃且5-12Mpa下的保温保压时间为1-5h，再继续以升温速率2-10℃/min升温至烧结温度500-600℃，同时线性升压至烧结压力20-50MPa，在500-600℃且20-50MPa下保温保压1-6h。 8.根据权利要求6所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，卸压时间为20min-60min。 9.根据权利要求1所述的CrAlFe基合金靶材的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述冷却、脱模包括：卸压后随炉空冷，待炉温低于200℃以下，出炉脱模； 和/或，在步骤S4中，所述CrAlFe基合金靶材的尺寸为D(60-300)mm*(10-40)mm。 10.一种CrAlFe基合金靶材，其特征在于，所述CrAlFe基合金靶材由权利要求1-9中任一项所述的制备方法制成。