一種鉻鋁合金靶材其制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種鉻鋁合金靶材其制備方法及應(yīng)用，涉及金屬間化合物合金靶材。所述鉻鋁合金靶材按質(zhì)量百分比，鉻含量為50％～80％，鋁含量為20％～50％。將鉻粉和鋁粉混合，得鉻鋁混合料；將鉻鋁混合料放置在氮氣保護氣氛環(huán)境中壓制成電極；將壓制好的電極，每兩個電極焊接成鉻鋁熔煉電極；將鉻鋁熔煉電極進行第一次熔煉，得鉻鋁一次錠；將鉻鋁一次錠去頭、平尾，每2個鉻鋁一次錠焊接成鉻鋁二次熔煉電極；將鉻鋁二次熔煉電極進行第二次熔煉，得鉻鋁二次錠；將鉻鋁二次錠進行熱鍛；將熱鍛后的鉻鋁二次錠進行熱處理，然后空冷降溫后，按照靶材的尺寸規(guī)格，加工出所需的鉻鋁合金靶材?？稍谥圃煨l(wèi)浴、家電、汽車等領(lǐng)域的產(chǎn)品中應(yīng)用。
【專利說明】一種鉻鋁合金靶材其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬間化合物合金靶材，尤其是涉及一種鉻鋁合金靶材其制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]中國專利201310088743公開一種鉻鋁合金靶材的生產(chǎn)方法，其包括(I)將鉻粉和鋁粉在入V型混料機中混料；(2)將粉體置于冷等靜壓包套中，抽真空后密封，壓制10~20min,然后置于真空自蔓延高溫合成爐中，進行自蔓延反應(yīng)，獲得泡沫狀鉻鋁合金；(3)將合金粉碎成為-200目的合金粉體，置于冷等靜壓包套中，進行壓制，獲得鉻鋁合金坯；(4)將合金坯置于鋼包套中，進行真空脫氣處理，完畢，進行熱等靜壓燒結(jié)處理獲得鉻鋁合金錠坯，(5)機加工得到鉻鋁合金靶材成品。該發(fā)明在將二種原料充分混合之后、實施熱等靜壓燒結(jié)之前，特別采取了步驟(2)的合金化處理，所制備的鉻鋁合金靶材致密度高、晶粒大小分布均勻，真空鍍膜性能好。
[0003]中國專利201110143829提供一種產(chǎn)品的功能與品質(zhì)較好，整個工藝流程不需使用任何水液，比現(xiàn)有半干法鍍膜更為環(huán)保、性能更優(yōu)越的仿電鍍六價鉻外觀的耐蝕鍍膜方法。包括干法清潔；紫外光固化底涂；蒸發(fā)鍍金屬鋁膜；蒸鍍聚合物膜；紫外光固化面涂。利用二氧化硅膜隔絕鋁膜與外界接觸，形成全封閉結(jié)構(gòu)，再通過面漆調(diào)色，獲得一種仿電鍍六價鉻外觀的高耐蝕鍍膜，取代了傳統(tǒng)的水電鍍工藝。具有高耐腐蝕及高耐侯性能，更接近傳統(tǒng)水電鍍六價鉻的外觀及高性能。
[0004]目前表面處理裝飾行業(yè)中，對基材采用先噴底漆，然后PVD鍍鉻或者鋁，最后噴面漆，在面漆中調(diào)色來獲得與現(xiàn)有電鍍光亮鉻一種的顏色，采用PVD鍍鉻，再噴上漆后，產(chǎn)品的外觀顏色只能在:L* = 72~75, A* = -0.5~0.5, B* = -0.5~0.5 (L*表示黑白，O為黑色，100為白色，O~100之間為黑色；A*:正值表示紅色，負值表示綠色；B*:正值表示黃色，負值表示藍色)；而PVD采用鍍招,再噴上漆后,產(chǎn)品的外觀顏色可控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，B* = -0.5~0.5，這也電鍍光亮鉻的顏色一致，但是其存在以下問題，I)不同形狀的產(chǎn)品表面，特別是3D產(chǎn)品，噴漆的厚度不一樣而使得色差存在，使得產(chǎn)品看起來給人一種發(fā)彩的感覺；2)PVD鍍鋁，由于鋁的耐蝕性很差，而導(dǎo)致最終的產(chǎn)品耐蝕性差，只能合符耐蝕性要求很低的標準，如CASS4h，AASS24h ;遠不能滿足市場正常耐蝕性功能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于 克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對鉻鋁合金靶材的特征，提供一種鉻鋁合金靶材其制備方法及應(yīng)用。
[0006]所述鉻鋁合金靶材按質(zhì)量百分比，鉻含量為50 %~80 %，鋁含量為20 %~50 %。
[0007]所述鉻鋁合金靶材的制備方法，包括以下步驟:
[0008]I)將鉻粉和鋁粉混合，得鉻鋁混合料；[0009]2)將步驟I)中得到的鉻鋁混合料放置在氮氣保護氣氛環(huán)境中壓制成電極；
[0010]3)將步驟2)中壓制好的電極，每兩個電極焊接成鉻鋁熔煉電極；
[0011]4)將步驟3)得到的鉻鋁熔煉電極進行第一次熔煉，得鉻鋁一次錠；
[0012]5)將步驟4)得到的鉻鋁一次錠去頭、平尾，每2個鉻鋁一次錠焊接成鉻鋁二次熔煉電極；
[0013]6)將步驟5)得到的鉻鋁二次熔煉電極進行第二次熔煉，得鉻鋁二次錠；
[0014]7)將步驟6)得到的鉻鋁二次錠進行熱鍛，消除在熔煉過程中產(chǎn)生的粗晶，使組織均勻化；
[0015]8)將步驟7)熱鍛后的鉻鋁二次錠進行熱處理，然后空冷降溫后，按照靶材的尺寸規(guī)格,加工出所需的鉻鋁合金靶材。
[0016]在步驟I)中，所述鉻粉可采用純度99.99%鉻粉，鉻粉的粒度可為100~400μπι;所述鋁粉可采用純度99.99%鋁粉，鋁粉的粒度可為200~500 μ m。
[0017]在步驟2)中，所述壓制成電極可采用壓機；所述電極的質(zhì)量可為4.4~8.0kg/個，其中鉻與鋁混合均勻布料，壓制成的電極放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受
潮、氧化。
[0018]在步驟3)中，所述焊接，可采用鎢極氬弧焊焊接。
[0019]在步驟4)中，所述第一次熔煉，可采用真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉的電流可為2~2.5kA，熔煉的工作真空度可為0.03~0.09Pa。
[0020]在步驟5)中，所述去頭、平尾，可采用車床去頭、平尾；所述焊接，可采用鎢極氬弧焊焊接。
[0021 ] 在步驟6)中，所述第二次熔煉，可采用真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉的電流可為3.5~4.0kA，熔煉的工作真空度可為0.03~0.09Pa。
[0022]在步驟7)中，所述熱鍛的溫度可為980~1080°C。
[0023]在步驟8)中，所述熱處理的溫度可為580~630°C，熱處理的時間可為40~60min ;所述加工可采用油冷方式機械加工。
[0024]本發(fā)明所制得的鉻鋁合金靶材可在制造衛(wèi)浴、家電、汽車等領(lǐng)域的產(chǎn)品中應(yīng)用。
[0025]如在衛(wèi)浴產(chǎn)品中應(yīng)用，對基材采用先噴底漆，然后PVD鍍鉻鋁合金，最后噴面漆，產(chǎn)品的外觀顏色可控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，Β* = _0.5~0.5，而且耐蝕性要求非常好，可滿足如CASS (防腐蝕測試ASTM Β368-09) 8h和AASS (鹽霧測試ASTM G85-9) 48h的高標準要求；滿足市場耐蝕性功能要求。
[0026]本發(fā)明通過后續(xù)的熱鍛造技術(shù)、熱處理、機械加工技術(shù)來獲得所需規(guī)格的鉻鋁合金靶材，本發(fā)明制備得到的鉻鋁合金靶材無明顯氣孔、偏析等缺陷，組織大小均勻。同時將其應(yīng)用到現(xiàn)有的表面處理中，用來取代PVD鍍膜用的鉻或者鋁靶材，從而達到滿足高耐蝕性要求和顏色均勻，使得在面漆中不需再進行調(diào)色處理。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0028]I)鉻鋁合 金靶材在實際衛(wèi)浴產(chǎn)品真空鍍膜中應(yīng)用，產(chǎn)品的外觀顏色非常容易控制在:L* = 84~86，A* = -0.5~0.5，B* = -0.5~0.5范圍內(nèi)，可與現(xiàn)有電鍍光亮鉻的顏
色一致。
[0029]2)本發(fā)明的鉻鋁合金靶材在衛(wèi)浴產(chǎn)品上進行真空鍍膜后使得產(chǎn)品的性能能夠滿足目前衛(wèi)浴領(lǐng)域高端客戶的產(chǎn)品耐蝕性要求，能夠通過按照衛(wèi)浴行業(yè)標準:CASS(防腐蝕測試ASTMB368-09) 8h測試和AASS (鹽霧測試ASTM G85-9) 48h測試。
[0030]3)工藝簡單，成本低廉，采用本發(fā)明的方法可制得無明顯氣孔、偏析等缺陷，組織大小均勻的鉻鋁合金靶材。
【具體實施方式】
[0031]實施例1
[0032]本發(fā)明涉及一種鉻鋁合金靶材的制備方法，包括以下步驟:
[0033](I)、稱料混料:將純度為99.99%鉻粉與純度為99.99%的鋁粉按照質(zhì)量比鉻為70%，鋁質(zhì)量比為30%稱取、混合；
[0034](2)、電極壓制:將混合好的金屬鉻與鋁合金料放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化，將配好的鉻鋁料均勻放入壓機中壓制成電極，每個電極控制在5.8公斤，其中鉻與鋁混合均勻布料，壓制好的電極放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化；
[0035](3)、焊接電極:將壓制好的兩個電極采用鎢極氬弧焊焊接成熔煉電極；
[0036](4)、真空自耗熔煉一次錠:將焊接好的鉻鋁電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為2.2kA,工作真空度為0.09Pa,采用直徑為85mm的銅坩堝，熔煉出直徑85mm的鉻招一次錠；
[0037](5)、焊接二次熔煉電極:將熔煉的一次錠用車床去頭、平尾，每2個一次錠采用鎢極氬弧焊焊接成二次電極；
[0038](6)、真空自耗熔煉二次錠:將焊接的鉻鋁二次電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為3.8kA,工作真空度為0.09Pa。采用直徑為130mm的銅坩堝，熔煉出直徑130mm的鉻鋁二次錠。
[0039](7)、熱鍛處理:將獲得的二次錠，在1030°C下進行熱鍛，消除在熔煉過程中產(chǎn)生的粗晶，使組織均勻化；
[0040](8)、熱處理，將熱鍛后的錠進行熱處理，溫度為610°C，時間為50min。然后空冷降溫。
[0041](9)、鉻鋁合金靶材的制備；按照靶材的尺寸規(guī)格:直徑10厘米，高4厘米，采用油冷方式機械加工出所需的鉻鋁合金靶材。
[0042](10)、本發(fā)明獲得的鉻鋁合金靶材的實際應(yīng)用:如在衛(wèi)浴產(chǎn)品中應(yīng)用，對基材采用先噴底漆，然后PVD鍍鉻鋁合金，最后噴面漆，產(chǎn)品的外觀顏色為::L* = 85.2，A* = 0.1，B* = -0.2。
[0043]所獲得產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標準:CASS (防腐蝕測試ASTM B368-09) 8h測試和AASS (鹽霧測試ASTM G85-9) 48h進行測試。測試結(jié)果都通過。
[0044]實施例2
[0045]本發(fā)明涉及一種鉻鋁合金靶材的制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)、稱料混料:將純度為99.99%鉻粉與純度為99.99%的鋁粉按照質(zhì)量比鉻為50%，鋁質(zhì)量比為50%稱取、混合；
[0047](2)、電極壓制:將混合好的金屬鉻與鋁合金料放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化，將配好的鉻鋁料均勻放入壓機中壓制成電極，每個電極控制在5.8公斤，其中鉻與鋁混合均勻布料，壓制好的電極放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化；
[0048](3)、焊接電極:將壓制好的兩個電極采用鎢極氬弧焊焊接成熔煉電極；
[0049](4)、真空自耗熔煉一次錠:將焊接好的鉻鋁電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為2.0kA,工作真空度為0.03Pa,采用直徑為85mm的銅坩堝，熔煉出直徑85mm的鉻招一次錠；
[0050](5)、焊接二次熔煉電極:將熔煉的一次錠用車床去頭、平尾，每2個一次錠采用鎢極氬弧焊焊接成二次電極；
[0051](6)、真空自耗熔煉二次錠:將焊接的鉻鋁二次電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為3.5kA,工作真空度為0.03Pa。采用直徑為130mm的銅坩堝，熔煉出直徑130mm的鉻鋁二次錠。
[0052](7)、熱鍛處理:將獲得的二次錠，在1030°C下進行熱鍛，消除在熔煉過程中產(chǎn)生的粗晶，使組織均勻化；
[0053](8)、熱處理，將熱鍛后的錠進行熱處理，溫度為580°C，時間為60min。然后空冷降溫。
[0054](9)、鉻鋁合金靶材的制備；按照靶材的尺寸規(guī)格:直徑10厘米，高4厘米，采用油冷方式機械加工出所需的鉻鋁合金靶材。
[0055](10)、本發(fā)明獲得的鉻鋁合金靶材的實際應(yīng)用:如在衛(wèi)浴產(chǎn)品中應(yīng)用，對基材采用先噴底漆，然后PVD鍍鉻鋁合金，最后噴面漆，產(chǎn)品的外觀顏色為:L* = 6，A* = -0.5，B* =50
[0056]所獲得產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標準:CASS (防腐蝕測試ASTM B368-09) 8h測試和AASS (鹽霧測試ASTM G85-9) 48h進行測試。測試結(jié)果都通過。
[0057]實施例3
[0058]本 發(fā)明涉及一種鉻鋁合金靶材的制備方法，包括以下步驟:
[0059](I)、稱料混料:將純度為99.99%鉻粉與純度為99.99%的鋁粉按照質(zhì)量比鉻為80%，鋁質(zhì)量比為20%稱取、混合；
[0060](2)、電極壓制:將混合好的金屬鉻與鋁合金料放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化，將配好的鉻鋁料均勻放入壓機中壓制成電極，每個電極控制在5.8公斤，其中鉻與鋁混合均勻布料，壓制好的電極放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化；
[0061](3)、焊接電極:將壓制好的兩個電極采用鎢極氬弧焊焊接成熔煉電極；
[0062](4)、真空自耗熔煉一次錠:將焊接好的鉻鋁電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為2.5kA,工作真空度為0.07Pa,采用直徑為85mm的銅坩堝，熔煉出直徑85mm的鉻招一次錠；
[0063](5)、焊接二次熔煉電極:將熔煉的一次錠用車床去頭、平尾，每2個一次錠采用鎢極氬弧焊焊接成二次電極；
[0064](6)、真空自耗熔煉二次錠:將焊接的鉻鋁二次電極在15kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，電流為4.0kA,工作真空度為0.07Pa。采用直徑為130mm的銅坩堝，熔煉出直徑130mm的鉻鋁二次錠。
[0065](7)、熱鍛處理:將獲得的二次錠，在1030°C下進行熱鍛，消除在熔煉過程中產(chǎn)生的粗晶，使組織均勻化；
[0066](8)、熱處理，將熱鍛后的錠進行熱處理，溫度為630°C，時間為40min。然后空冷降溫。
[0067](9)、鉻鋁合金靶材的制備；按照靶材的尺寸規(guī)格:直徑10厘米，高4厘米，采用油冷方式機械加工出所需的鉻鋁合金靶材。
[0068](10)、本發(fā)明獲得的鉻鋁合金靶材的實際應(yīng)用:如在衛(wèi)浴產(chǎn)品中應(yīng)用，對基材采用先噴底漆，然后PVD鍍鉻鋁合金，最后噴面漆，產(chǎn)品的外觀顏色為:L* = 84，A* = 0.3，B*=-0.4o[0069]所獲得產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標準:CASS (防腐蝕測試ASTM B368-09) 8h測試和AASS (鹽霧測試ASTM G85-9) 48h進行測試。測試結(jié)果都通過。
【權(quán)利要求】
1.一種鉻鋁合金靶材，其特征在于按質(zhì)量百分比，鉻含量為50%~80%，鋁含量為20%~50%。
2.如權(quán)利要求1所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將鉻粉和鋁粉混合，得鉻鋁混合料； 2)將步驟I)中得到的鉻鋁混合料放置在氮氣保護氣氛環(huán)境中壓制成電極； 3)將步驟2)中壓制好的電極，每兩個電極焊接成鉻鋁熔煉電極； 4)將步驟3)得到的鉻鋁熔煉電極進行第一次熔煉，得鉻鋁一次錠； 5)將步驟4)得到的鉻鋁一次錠去頭、平尾，每2個鉻鋁一次錠焊接成鉻鋁二次熔煉電極； 6)將步驟5)得到的鉻鋁二次熔煉電極進行第二次熔煉，得鉻鋁二次錠； 7)將步驟6)得到的鉻鋁二次錠進行熱鍛，消除在熔煉過程中產(chǎn)生的粗晶，使組織均勻化； 8)將步驟7)熱鍛后的鉻鋁二次錠進行熱處理，然后空冷降溫后，按照靶材的尺寸規(guī)格，加工出所需的鉻鋁合金靶材。
3.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述鉻粉采用純度99.99%鉻粉，鉻粉的粒度為100~400 μ m ;所述鋁粉采用純度99.99%鋁粉，鋁粉的粒度為200~500 μ m。
4.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述壓制成電極采用壓機；所述電極的質(zhì)量可為4.4~8.0kg/個，其中鉻與鋁混合均勻布料，壓制成的電極放置在有氮氣保護氣氛環(huán)境中，防止材料受潮、氧化。
5.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述焊接，采用鎢極氬弧焊焊接。
6.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述第一次熔煉，采用真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉的電流為2~2.5kA，熔煉的工作真空度為 0.03 ~0.09Pa。
7.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述去頭、平尾，采用車床去頭、平尾；所述焊接，可采用鎢極氬弧焊焊接。
8.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟6)中，所述第二次熔煉，采用真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉的電流為3.5~4.0kA，熔煉的工作真空度為0.03~0.09Pa。
9.如權(quán)利要求2所述一種鉻鋁合金靶材的制備方法，其特征在于在步驟7)中，所述熱鍛的溫度為980~1080°C;在步驟8)中，所述熱處理的溫度可為580~630°C，熱處理的時間可為40~60min ;所述加工可采用油冷方式機械加工。
10.如權(quán)利要求1所述一種鉻鋁合金靶材在制造衛(wèi)浴、家電、汽車產(chǎn)品中應(yīng)用。
【文檔編號】C23C14/14GK103981487SQ201410230348
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】余水, 張恩瑞, 張先超, 李明仁 申請人:廈門建霖工業(yè)有限公司