本發(fā)明涉及靶材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎢鈦靶材的車削方法。

背景技術(shù)：

磁控濺射是一種利用帶電粒子轟擊靶材，使靶材原子從表面逸出并均勻沉積在襯底上的基片鍍膜工藝。磁控濺射以濺射率高、基片溫升低、膜-基結(jié)合力好，以及優(yōu)異的金屬鍍膜均勻性和可控性強(qiáng)等優(yōu)勢成為了最優(yōu)異的基片鍍膜工藝，并被廣泛地應(yīng)用于如集成電路、信息存儲、液晶顯示屏、激光存儲器、電子控制器件等電子及信息產(chǎn)業(yè)的鍍膜工藝中。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，如集成電路制造過程中，芯片的基片尺寸不斷提高，而電子器件尺寸不斷減小，集成電路的電子器件集成度不斷提高，因而對于磁控濺射的鍍膜的均勻度等要求不斷提高。

相應(yīng)地，對于作為磁控濺射的鍍膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素，磁控濺射所使用的靶材的質(zhì)量也不斷提高。如靶材的表面的質(zhì)量對后續(xù)的磁控濺射具有重要影響。

鎢鈦靶材的為粉末冶金工藝制作。通常的鎢鈦硬質(zhì)合金材料可以用磨削方法加工，保證其表面質(zhì)量。但是鎢鈦靶材的加工需要涉及到圓弧或不規(guī)則形狀的加工，而磨削方法很難加工有弧度或錐度的形狀。因此，鎢鈦靶材的通常只能通過車削加工。但是，一方面鎢在室溫下呈脆性，成粉末狀，且硬度很高；另一方面，鈦合金強(qiáng)度高且硬度大，鈦成粉末狀時(shí)，容易燃燒。而鎢鈦靶材綜合了上述兩種特性。上述原因?qū)е萝囅骷庸ゆu鈦靶材時(shí)，要求設(shè)備功率大，模具和刀具應(yīng)有較高的強(qiáng)度和硬度。

使用車削加工方法加工鎢鈦靶材過程中，如果加工參數(shù)選擇不合理，就會造成產(chǎn)品棱角出現(xiàn)崩角的情況，并且刀具出現(xiàn)崩裂或者加工時(shí)出現(xiàn)火花等問題。并且，由于加工材料硬度高，加工刀具磨損快，在車削過程中，一旦刀具磨損，會反過來造成產(chǎn)品棱角出現(xiàn)崩角，達(dá)不到成品靶材的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種鎢鈦靶材的車削方法，以提高所形成的鎢鈦靶材的質(zhì)量，并且減緩刀具的磨損。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鎢鈦靶材的車削方法，包括：

提供鎢鈦靶材的坯料；

采用第一刀具對所述鎢鈦靶材的坯料進(jìn)行第一車削，所述第一刀具切削刃的夾角為80°；

在所述第一車削后，采用第二刀具對所述鎢鈦靶材的坯料進(jìn)行第二車削，所述第二刀具切削刃的夾角為35°～55°。

可選的，所述第一車削采用的主軸轉(zhuǎn)速為30r/min～200r/min，采用的進(jìn)給量為0.05mm/r～0.20mm/r。

可選的，所述第一車削采用的吃刀量為0.05mm～0.25mm。

可選的，所述第二車削采用的主軸轉(zhuǎn)速為30r/min～120r/min，采用的進(jìn)給量為0.05mm/r～0.15mm/r。

可選的，所述第二車削采用的吃刀量為0.05mm～0.20mm。

可選的，所述第一刀具的主后角為5°～11°。

可選的，所述第二刀具的主后角為5°～11°。

可選的，所述第一刀具和第二刀具的至少其中之一具有斷屑槽。

可選的，所述第一刀具和第二刀具的至少其中之一具有涂層。

可選的，所述涂層的材料為TiC、TiN、TiCN、TiAlN或Al₂O₃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的技術(shù)方案中，先采用第一刀具對產(chǎn)品進(jìn)行第一車削，然后對背板進(jìn)行加工，再采用第二刀具對產(chǎn)品進(jìn)行第二車削，而且第二刀具切削刃的夾角小于第一刀具切削刃的夾角，兩個(gè)刀具的夾角進(jìn)行了特別選取，從而保證最終產(chǎn)品的車削質(zhì)量高。

同時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過進(jìn)行兩次不同的車削過程，并且第一車削過程中，采用切削刃的夾角為80°的第一刀具，由于此時(shí)是初次車削，對鎢鈦靶材產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求相對會低些，因此，用具有80°夾角的第一刀具，保證第一車削過程中對產(chǎn)品具有較大的切削強(qiáng)度。在第二車削過程中，采用切削刃的夾角為35°～55°的第二刀具，此時(shí)鎢鈦靶材產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求比較高，用夾角為35°～55°以確保產(chǎn)品不會崩角，保證最終得到的鎢鈦靶材產(chǎn)品質(zhì)量良好，同時(shí)，所述方法還能夠有效減緩刀具的磨損，提高刀具的使用壽命。

進(jìn)一步，所述第一刀具的主后角為5°～11°，將所述第一刀具的主后角控制在5°～11°，可以使所述第一刀具具備鋒利并且更不易磨損的性能，而第一刀具更加不易磨損，可以反過來保證鎢鈦靶材產(chǎn)品的質(zhì)量更加穩(wěn)定。

進(jìn)二步，所述第二刀具的主后角為5°～11°，將所述第二刀具的主后角控制在5°～11°，可以使所述第二刀具具備鋒利并且更不易磨損的性能，而第二刀具更加不易磨損，可以反過來保證鎢鈦靶材產(chǎn)品的質(zhì)量更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的鎢鈦靶材示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例所提供的背板示意圖；

圖3是將圖1所示鎢鈦靶材和圖2所示背板焊接成的鎢鈦靶材組件示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例所提供的第一刀具立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4所示第一刀具俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖4所示第一刀具剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例所提供的第二刀具立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7所示第二刀具俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖7所示第二刀具剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有方法中，對鎢鈦靶材產(chǎn)品的車削加工效果不佳。并且，鎢鈦?zhàn)鳛橛操|(zhì)合金材料的主要成分，在刀具中使用非常廣泛，反過來可以證明，鎢鈦靶材的加工具有較大難度。

為此，本發(fā)明提供一種鎢鈦靶材的車削方法，先采用第一刀具對產(chǎn)品進(jìn)行第一車削，然后對背板進(jìn)行加工，再采用第二刀具對產(chǎn)品進(jìn)行第二車削，而且第二刀具切削刃的夾角小于第一刀具切削刃的夾角，兩個(gè)刀具的夾角進(jìn)行了特別選取，從而保證最終產(chǎn)品的車削質(zhì)量高。

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)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種鎢鈦靶材的車削方法，請結(jié)合參考圖1至圖9。

請結(jié)合參考圖1和圖2，提供鎢鈦靶材100和背板200。鎢鈦靶材100包括第一表面100A、第二表面100B和第三表面100C，其中第三表面100C為焊接面。背板200包括第一表面200A、第二表面200B和第三表面200C，其中第一表面200A的至少其中一部分為焊接面。

本實(shí)施例中，鎢鈦靶材100的形成方法可以為：將鎢鈦合金粉末放入真空熱壓燒結(jié)模具內(nèi)，根據(jù)鎢鈦靶材成品的尺寸要求來選擇真空熱壓燒結(jié)模具的尺寸；對裝填在真空熱壓燒結(jié)模具內(nèi)的鎢鈦合金粉末進(jìn)行壓實(shí)，例如可用不銹鋼鋼板來壓實(shí)裝填在真空熱壓燒結(jié)模具內(nèi)的鎢鈦合金粉末；將裝填有鎢鈦合金粉末的真空熱壓燒結(jié)模具放入真空熱壓燒結(jié)爐中，進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)，得到單個(gè)鎢鈦合金靶材坯料，鎢鈦合金靶材坯料的尺寸接近鎢鈦靶材成品尺寸；對鎢鈦靶材100坯料進(jìn)行進(jìn)一步的機(jī)械加工，以得到鎢鈦靶材100。其它實(shí)施例中，也可以其它方法形成鎢鈦靶材100。

本實(shí)施例中，背板200可以為銅背板或者鋁背板。

請參考圖3，將鎢鈦靶材100和背板200焊接在一起，形成鎢鈦靶材組件300。具體將鎢鈦靶材100的第三表面100C和背板200的第一表面200A焊接在一起。

本實(shí)施例中，可以對鎢鈦靶材100焊接面進(jìn)行鍍鎳處理，以使鎢鈦靶材100與背板200焊接時(shí)焊料能更均勻的分布在兩者之間，增加兩者的焊接牢靠 度。

請結(jié)合參考圖4和圖6，采用第一刀具400對鎢鈦靶材組件300中的鎢鈦靶材100進(jìn)行第一車削。

圖4顯示第一刀具400的立體結(jié)構(gòu)，從圖4可知，第一刀具400具有裝配孔400a。第一刀具400的兩頭均為切削刃。第一刀具400可以采用硬質(zhì)合金材料制作。

圖5顯示第一刀具400的俯視結(jié)構(gòu)，從圖5可知，第一刀具400切削刃的夾角φ為80°。

由于鎢鈦靶材100產(chǎn)品加工對刀具的磨損比較快，因此通常可以采用標(biāo)準(zhǔn)的車削刀片，以保證產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定，并且保證磨損后車削刀片更換方便。而常用的標(biāo)準(zhǔn)刀切削刃具有90°、80°、55°和35°幾種夾角。本實(shí)施例中，考慮到在第一車削過程中，對鎢鈦靶材100產(chǎn)品表面質(zhì)量要求相對會低些，并為保證刀片的強(qiáng)度及排屑較易，選最合理的80°作為第一刀具400的切削刃夾角φ。

圖6顯示第一刀具400的剖面結(jié)構(gòu)，從圖6可知，第一刀具400的主后角θ為5°～11°(刀具前刀面與基面之間的夾角稱為前角，主后刀面與切削平面之間的夾角稱為主后角，如圖6所示)。第一刀具400需要具備鋒利且不易磨損的特點(diǎn)，因此，采用主后角θ為5°～11°的刀具，具體主后角θ可以為5°、7°、9°或11°。主后角θ在此范圍內(nèi)的刀具能夠使刀具更不容易磨損，從而保證鎢鈦靶材100產(chǎn)品的質(zhì)量更穩(wěn)定些。

從圖4和圖6結(jié)合可知，第一刀具400上表面具有斷屑槽401。斷屑槽401有利于切削過程中，斷屑更容易且更及時(shí)地排出，從而不影響后續(xù)的車削過程。

本實(shí)施例中，第一刀具400可以具有涂層。第一刀具400帶有涂層時(shí)，其耐磨性能會更好，從而使第一刀具400更加不易磨損，進(jìn)一步保證鎢鈦靶材100產(chǎn)品的質(zhì)量更穩(wěn)定。

本實(shí)施例中，所述涂層的材料可以為TiC、TiN、TiCN、TiAlN或Al₂O₃。

本實(shí)施例中，所述第一車削采用的主軸轉(zhuǎn)速為30r/min～200r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)。在所述第一車削過程中，在主軸轉(zhuǎn)速超過200r/min時(shí)，第一刀具400的磨損比較快，并且在車削過程中，會出現(xiàn)火星的情況。因此，本實(shí)施例將主軸轉(zhuǎn)速控制在200r/min以下，從而防止火星的出現(xiàn)。此外，將主軸轉(zhuǎn)速控制在30r/min以上，以保證車削效率。

本實(shí)施例中，所述第一車削采用的進(jìn)給量為0.05mm/r～0.20mm/r(毫米/轉(zhuǎn))。進(jìn)給量在0.05mm/r～0.20mm/r時(shí)，第一刀具400的磨損及出現(xiàn)火星的情況都被控制在比較理想的范圍，在進(jìn)給量超過0.20mm/r時(shí)，則第一刀具400會出現(xiàn)火星，并且磨損情況嚴(yán)重，并且緊跟隨的是產(chǎn)品棱角出現(xiàn)崩角。而在進(jìn)給量低于0.05mm/r時(shí)，車削周期較長。因此，本實(shí)施例，將進(jìn)給量控制在0.05mm/r～0.20mm/r。

本實(shí)施例中，所述第一車削采用的吃刀量為0.05mm～0.25mm(毫米)。吃刀量在超過0.2mm時(shí)，刀具磨損快，加工過程易出現(xiàn)火星，且棱角比較容易崩角的情況，而吃刀量在0.05mm～0.25mm時(shí)，產(chǎn)品不會出現(xiàn)崩角情況。

本實(shí)施例所提供的第一車削在背板200加工前進(jìn)行，并且使用耐磨性能好且車削強(qiáng)度高的第一刀具400，同時(shí)經(jīng)過上述工藝參數(shù)的選取，從而將產(chǎn)品的表面加工平整。

圖中雖未顯示，但在所述第一車削后，對鎢鈦靶材組件300的背板200進(jìn)行加工。

本實(shí)施例中，，對鎢鈦靶材組件300的背板200進(jìn)行加工包括在背板200上制作安裝孔、螺絲孔和排氣槽的至少其中之一。安裝孔用于后續(xù)將鎢鈦靶材組件300安裝在機(jī)臺上，例如磁控濺射設(shè)備上。螺絲孔用于鎖入螺桿，所述螺桿用于整個(gè)鎢鈦靶材組件300的提取和移動，從而避免直接接觸背板200或者鎢鈦靶材100，從而保證鎢鈦靶材組件300的性能。排氣槽制作在背板200第一表面未焊接鎢鈦靶材100的部分，用于后續(xù)與密封環(huán)配合完成抽真空處理。

請結(jié)合參考圖7至圖9，在對鎢鈦靶材組件300的背板200進(jìn)行加工后，采用第二刀具500對鎢鈦靶材100的坯料進(jìn)行第二車削。第二刀具500可以 采用硬質(zhì)合金材料制作。

圖7顯示第二刀具500的立體結(jié)構(gòu)，從圖7可知，第二刀具500具有裝配孔500a。第二刀具500的兩頭均為切削刃。

圖8顯示第二刀具500的俯視結(jié)構(gòu)，從圖8可知，第二刀具500切削刃的夾角α為35°～55°。

第二車削要求使鎢鈦靶材100產(chǎn)品的表面質(zhì)量達(dá)到較高的要求，并且排屑需要更好些，采用35°～55°切削刃夾角的刀具，從而一方面增加排屑能力，另一方面，使刀具更加鋒利。具體的，第二刀具500切削刃的夾角α可以為35°、45°或55°等。

圖9顯示第二刀具500的剖面結(jié)構(gòu)，從圖6可知，第二刀具500的主后角β為5°～11°。

第二刀具500同樣需要具備鋒利且不易磨損的特點(diǎn)，因此，采用主后角β為5°～11°的刀具，具體主后角β可以為5°、7°、9°或11°。主后角β在此范圍內(nèi)的刀具能夠使刀具更不容易磨損，從而保證鎢鈦靶材100產(chǎn)品的質(zhì)量更穩(wěn)定些。

從圖7和圖9結(jié)合可知，第二刀具500上表面具有斷屑槽501。斷屑槽501有利于切削過程中，斷屑更容易且更及時(shí)排出，從而不影響后續(xù)的車削過程。

本實(shí)施例中，第二刀具500可以具有涂層。第二刀具500帶有涂層時(shí)，其耐磨性能會更好，從而使第二刀具500更加不易磨損，進(jìn)一步保證鎢鈦靶材100產(chǎn)品的質(zhì)量更穩(wěn)定。

本實(shí)施例中，所述涂層的材料可以為TiC、TiN、TiCN、TiAlN或Al₂O₃。

本實(shí)施例中，所述第二車削采用的主軸轉(zhuǎn)速為30r/min～120r/min，在主軸轉(zhuǎn)速超過120r/min時(shí)，第二刀具500磨損比較快，并車削過程中，會出現(xiàn)火星的情況。因此，將主軸轉(zhuǎn)速控制在120r/min以下。同時(shí)，為了考慮到車削效率，通常將第二車削采用的主軸轉(zhuǎn)速控制在30r/min以上。

本實(shí)施例中，所述第二車削采用的進(jìn)給量為0.05mm/r～0.15mm/r。在進(jìn)給 量為0.05mm/r～0.15mm/r時(shí)，第二刀具500磨損及出現(xiàn)火星的情況得到比較理想的控制，而進(jìn)給量一旦超過0.15mm/r時(shí)，第二刀具500會出現(xiàn)火星，跟隨的是產(chǎn)品棱角會出現(xiàn)崩角。

本實(shí)施例中，所述第二車削采用的吃刀量為0.05mm～0.20mm。吃刀量超過0.2mm時(shí)，第二刀具500磨損快，需要較快地更換刀具，并且產(chǎn)品的棱角比較容易崩角的情況，而吃刀量低于0.05mm時(shí)，加工過程太過緩慢。

本實(shí)施例所進(jìn)行的第二車削過程中，第二刀具500比第一刀具400更加鋒利，并且排屑作用更好，因此，第二車削進(jìn)行后，產(chǎn)品表面的質(zhì)量會很好。

需要特別說明的是，現(xiàn)有方法通常在對背板200加工之后，再進(jìn)行車削，此時(shí)，相應(yīng)的車削過程會影響加工過程形成的安裝孔、螺絲孔或者排氣槽等。另一種現(xiàn)有方法是在車削過程之后，再對背板200加工，這種方式會影響車削加工后的產(chǎn)品表面質(zhì)量，導(dǎo)致車削效果大幅下降。而本實(shí)施例所提供的鎢鈦靶材的車削方法中，先采用第一刀具400對產(chǎn)品進(jìn)行第一車削，然后對背板200進(jìn)行加工，再采用第二刀具500對產(chǎn)品進(jìn)行第二車削，而且第二刀具500切削刃的夾角小于第一刀具400切削刃的夾角，兩個(gè)刀具的夾角進(jìn)行了特別選取，從而保證最終產(chǎn)品的車削質(zhì)量高。

本實(shí)施例所提供的鎢鈦靶材的車削方法中，通過進(jìn)行兩次不同的車削過程，并且第一車削過程中，采用切削刃的夾角為80°的第一刀具400，由于此時(shí)是初次車削，對鎢鈦靶材100產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求相對會低些，因此，用具有80°夾角的第一刀具400，保證第一車削過程中對產(chǎn)品具有較大的切削強(qiáng)度。在第二車削過程中，采用切削刃的夾角為35°～55°的第二刀具500，此時(shí)鎢鈦靶材100產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求比較高，用夾角為35°～55°以確保產(chǎn)品不會崩角，保證最終得到的鎢鈦靶材100產(chǎn)品質(zhì)量良好，同時(shí)，所述方法還能夠有效減緩刀具的磨損，提高刀具的使用壽命。

在沒有使用本實(shí)施所提供的鎢鈦靶材的車削方法時(shí)，每車一刀都會出現(xiàn)火星，大多情況下在第二刀車削時(shí)棱角會出現(xiàn)崩角的情況，產(chǎn)品沒有辦法加工。而采用本方案后，相應(yīng)的刀具情況在直徑300mm且厚度10mm的圓柱體上，對側(cè)面車削加工5mm左右，產(chǎn)品棱角不會有崩角的情況，對端面加工1mm 左右，產(chǎn)品棱角也不會出現(xiàn)崩角的情況。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。