CrMo合金的成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種CrMo合金的成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，真空濺鍍是一種常見(jiàn)的制造工藝，真空濺鍍的過(guò)程通常包括:在真空濺鍍?cè)O(shè)備中，電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氧尚子和電子，電子飛向基片，氧尚子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊革G材，減射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉積在基片上成膜，而最終達(dá)到對(duì)基片表面鍍膜的目的。
[0003]在真空濺鍍過(guò)程中經(jīng)常會(huì)使用到CrMo合金靶材。CrMo合金的成型可通過(guò)粉末冶金成型工藝獲得，粉末冶金成型工藝一般有兩種:熱壓燒結(jié)(HP)，熱等靜壓成型(HIP)。
[0004]其中熱壓燒結(jié)是將準(zhǔn)備好的粉末裝在特質(zhì)模具中，然后置于真空熱壓爐中，在真空或者惰性氣體條件下，在將粉末加熱的同時(shí)施加一定的外壓力，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間壓制成型，此方法制備的CrMo合金易出現(xiàn)致密度不夠，內(nèi)部有氣孔的現(xiàn)象。
[0005]熱等靜壓成型法是將準(zhǔn)備好的粉末裝入一個(gè)準(zhǔn)備好的包套中，然后在一定溫度和真空度下對(duì)包套內(nèi)的粉末進(jìn)行脫氣處理，處理完畢后將裝有粉末的包套放入熱等靜壓爐中進(jìn)行致密燒結(jié)。但是粉末在熱等靜壓成型過(guò)程的收縮比較大，容易導(dǎo)致燒結(jié)過(guò)程中包套出現(xiàn)破裂，燒結(jié)失敗。
[0006]因此，有必要提出一種CrMo合金的成型方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種CrMo合金的成型方法，以解決現(xiàn)有CrMo靶材的制作過(guò)程中，CrMo合金的均勻性和致密度較差的問(wèn)題，并提高CrMo合金成型的成功率。
[0008]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種CrMo合金的成型方法，包括:
[0009]提供Cr粉末、Mo粉末和包套；
[0010]混合Cr粉末和Mo粉末,形成CrMo混合粉末；
[0011 ] 將CrMo混合粉末放置入包套中，對(duì)所述CrMo混合粉末進(jìn)行預(yù)壓；
[0012]封閉包套并抽真空；
[0013]對(duì)所述包套內(nèi)CrMo混合粉末進(jìn)行熱等靜壓工藝，使CrMo混合粉末燒結(jié)成型，形成CrMo合金；
[0014]拆除包套取出CrMo合金。
[0015]可選的，混合Cr粉末和Mo粉末的步驟包括:提供V型混粉機(jī)，V型混粉機(jī)具有一V形腔室和轉(zhuǎn)軸，V形腔室能夠繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；在V型混粉機(jī)內(nèi)混合所述Cr粉末和Mo粉末。
[0016]可選的，混合Cr粉末和Mo粉末的步驟包括:向V形腔室內(nèi)充入惰性氣體，排出V形腔室內(nèi)的空氣，使得V形腔室內(nèi)的惰性氣體氣壓在0.05Mpa-0.07Mpa的范圍內(nèi)。
[0017]可選的，混合Cr粉末和Mo粉末的步驟包括:在向V形腔室內(nèi)充入惰性氣體之后，使所述V形腔室轉(zhuǎn)動(dòng)，以混合Cr粉末和Mo粉末，混合Cr粉末和Mo粉末的時(shí)間在12?24h的范圍內(nèi)，V形腔室的轉(zhuǎn)速6-8r/min的范圍內(nèi)。
[0018]可選的，混合Cr粉末和Mo粉末的步驟包括:使Cr粉末與Mo粉末的質(zhì)量比在2:3到3:2的范圍內(nèi)。
[0019]可選的，所述包套頂面設(shè)有開(kāi)口，所述預(yù)壓的步驟包括:將一模具壓塊放置于包套頂面的開(kāi)口中，使模具壓塊直接壓在CrMo混合粉末上，通過(guò)壓力機(jī)對(duì)模具壓塊施加壓力，所述壓力的方向朝向包套內(nèi)的CrMo混合粉末；
[0020]封閉所述包套的步驟包括:在所述包套頂面的開(kāi)口上蓋上一蓋板，并采用氬弧焊接的方式將所述包套與蓋板焊接在一起，使包套封閉。
[0021]可選的，通過(guò)壓力機(jī)對(duì)模具壓塊施加的壓力在800?1200牛頓的范圍內(nèi)。
[0022]可選的，在進(jìn)行預(yù)壓之前，在包套外增加固定模具，在進(jìn)行預(yù)壓工藝的步驟中，所述固定模具將所述包套固定。
[0023]可選的，封閉所述包套并抽真空的步驟包括:將裝有CrMo混合粉末的包套進(jìn)行封閉，并從所述包套上引出脫氣管；使抽真空設(shè)備與所述脫氣管相連，并通過(guò)所述脫氣管對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空。
[0024]可選的，在所述抽真空步驟之后，熱等靜壓工藝之前，所述成型方法還包括:對(duì)所述包套進(jìn)行加熱的步驟。
[0025]可選的，所述加熱步驟進(jìn)行至溫度達(dá)250°C?350°C后，進(jìn)行保溫步驟，所述加熱及保溫過(guò)程中，持續(xù)抽真空使包套內(nèi)的氣壓小于或等于2 X 10 3Pa,所述保溫時(shí)間為2?4小時(shí)。
[0026]可選的，所述熱等靜壓工藝具體參數(shù)為:溫度1200°C?1500°C，環(huán)境壓強(qiáng)10Mpa?150Mpa，并在此溫度壓強(qiáng)下保溫2?5小時(shí)。
[0027]可選的，進(jìn)行所述熱等靜壓工藝的步驟中，所述包套內(nèi)的氣壓小于或等于2X10 3Pa0
[0028]可選的，所述包套采用金屬或不銹鋼材料。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):混合Cr粉末和Mo粉末，形成CrMo混合粉末，CrMo混合粉末中Cr粉末和Mo粉末分布均勻，在混合成CrMo混合粉末之后，先把CrMo混合粉末裝入包套內(nèi)進(jìn)行預(yù)壓，CrMo混合粉末已經(jīng)在壓力下收縮，減小了之后熱等靜壓工藝中粉末的收縮量，避免包套出現(xiàn)破損等缺陷，并且CrMo混合粉末在預(yù)壓之后分布均勻；對(duì)所述包套內(nèi)CrMo混合粉末進(jìn)行熱等靜壓工藝使CrMo混合粉末成型,形成CrMo合金,之后進(jìn)行冷卻并拆除包套取出CrMo合金，熱等靜壓的工藝過(guò)程具有壓力均勻性強(qiáng)，并且CrMo混合粉末中Cr原子和Mo原子在均勻分布的基礎(chǔ)上能夠充分相互擴(kuò)散，使得CrMo合金的致密度、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的均勻性更好，并減小包套出現(xiàn)破損而導(dǎo)致熱等靜壓工藝失敗的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明CrMo合金的成型方法的流程圖；
[0031]圖2至圖7是本發(fā)明CrMo合金的成型方法一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有的熱壓燒結(jié)(HP)和熱等靜壓成型(HIP)工藝在CrMo合金的成型過(guò)程中均容易產(chǎn)生缺陷。
[0033]本發(fā)明提供一種CrMo合金的成型方法，先混合Cr粉末和Mo粉末，形成CrMo混合粉末，CrMo混合粉末中Cr粉末和Mo粉末分布均勻，在混合成CrMo混合粉末之后，把CrMo混合粉末裝入包套內(nèi)進(jìn)行預(yù)壓工藝，CrMo混合粉末在壓力下收縮，減小了之后熱等靜壓工藝中粉末的收縮量，避免包套出現(xiàn)破損等缺陷；之后采用熱等靜壓工藝進(jìn)行成型，使得CrMo合金的致密度、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的均勻性更好，并減小包套出現(xiàn)破損導(dǎo)致熱等靜壓工藝失敗的風(fēng)險(xiǎn)。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0035]圖1所示為本發(fā)明CrMo合金的成型方法的流程圖，本發(fā)明CrMo合金的成型方法大致包括:
[0036]步驟SI，提供Cr粉末、Mo粉末和包套；
[0037]步驟S2，混合Cr粉末和Mo粉末，形成CrMo混合粉末；
[0038]步驟S3，將CrMo混合粉末放置入包套中，對(duì)所述CrMo混合粉末進(jìn)行預(yù)壓；
[0039]步驟S4，封閉包套并抽真空；
[0040]步驟S5，對(duì)所述包套內(nèi)CrMo混合粉末進(jìn)行熱等靜壓工藝，使CrMo混合粉末成型，形成CrMo合金；
[0041]步驟S6，拆除包套取出CrMo合金。
[0042]圖2至圖7是本發(fā)明CrMo合金的成型方法一實(shí)施例的示意圖，以下結(jié)合圖2至圖7，詳細(xì)介紹本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0043]參考圖2，執(zhí)行步驟SI，提供Cr粉末201、Mo粉末202和包套101。本實(shí)施例所成型的CrMo合金用于制作半導(dǎo)體工藝中的靶材，因此，本實(shí)施例中，所述Cr粉末201、Mo粉末202的純度均為99.9%。但是本發(fā)明對(duì)所述Cr粉末201、Mo粉末202的純度不做限制，在其他實(shí)施例中，所述Cr粉末201、Mo粉末202的純度還可以為99%?99.999%范圍內(nèi)的其他值。
[0044]本實(shí)施例中,所述包套101的形狀為扁平的圓桶狀,其剖面的形狀如圖2所示為矩形，但是本發(fā)明對(duì)所述包套101的形狀不做限制，在其他實(shí)施例中，可以為方形或球形，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0045]本實(shí)施例中，包套101采用不銹鋼材料制成，不銹鋼材料不容易在加熱中氧化，且硬度和韌性都較好，但是本發(fā)明對(duì)包套101的材料不做限制，在其他實(shí)施例中，所述包套101