钛铝靶(ba)材(cai)厂(chang)家(jia)谈高纯(chun)铝的(de)轧(ya)制(zhi)及退火(huo)处理(li)

1、高纯(chun)铝(lv)的(de)轧制

轧制(zhi)是由轧件与(yu)轧(ya)辊(gun)之间的摩(mo)擦力将(jiang)轧(ya)件拉(la)进不同(tong)旋(xuan)转方(fang)向的轧辊(gun)之间(jian)使(shi)之产生塑性变形的过(guo)程。图(tu)1是轧制(zhi)的示(shi)意图(tu)。对材料进(jin)行轧制处理(li)，不仅可以在(zai)不产生切屑(xie)的(de)情况下，改(gai)变(bian)材料(liao)的(de)形(xing)状和大小，而且(qie)可(ke)以(yi)提高材料的(de)强(qiang)度，改(gai)善(shan)材(cai)料的(de)性(xing)能(neng)。金属(shu)材(cai)料特别(bie)是钢铁行(xing)业(ye) 90%的塑(su)性变(bian)形都是通(tong)过轧制(zhi)变(bian)形(xing)的(de)，所(suo)以(yi)轧制(zhi)对(dui)材(cai)料(liao)的加工有着(zhe)十(shi)分重要(yao)的地位。

图 1 轧(ya)制示意图

2、高纯铝(lv)变(bian)形(xing)后的热(re)处理

轧(ya)制变(bian)形可(ke)以(yi)很好(hao)的(de)提(ti)高(gao)材料的强(qiang)度，可以(yi)在(zai)设备和器皿中得到(dao)应(ying)用。但轧(ya)制(zhi)后(hou)的材料(liao)内(nei)部缺陷(xian)和残余应(ying)力的(de)增加会是材料发生(sheng)开(kai)裂(lie)，并且(qie)组织(zhi)内(nei)部会(hui)出现明显的形(xing)变织(zhi)构(gou)。所(suo)以(yi)对变(bian)形后的(de)试(shi)样进(jin)行热处(chu)理，可(ke)以消(xiao)除内部(bu)的缺陷(xian)和残余(yu)应(ying)力(li)。特别(bie)对于高(gao)纯铝基(ji)础电子材(cai)料(liao)，对(dui)内部(bu)晶粒(li)尺(chi)寸的(de)大(da)小和(he)均(jun)匀(yun)性有(you)严格(ge)的(de)要求。经(jing)过轧制的高纯(chun)铝经(jing)过(guo)热(re)处理(li)后，能(neng)够发生再结晶(jing)，内部产生的无畸(ji)变晶(jing)核(he)逐(zhu)渐吞(tun)噬(shi)长大(da)成(cheng)等轴(zhou)晶，晶(jing)粒得到细化，组织(zhi)也(ye)变(bian)得(de)更(geng)加(jia)均匀。对(dui)不同(tong)的轧(ya)制(zhi)变(bian)形(xing)量的试(shi)样(yang)进(jin)行不(bu)同的热处(chu)理工(gong)艺(yi)处理(li)，并(bing)能(neng)够使(shi)发(fa)生(sheng)再(zai)结晶(jing)，就可(ke)以(yi)使(shi)材(cai)料的(de)内(nei)部(bu)晶(jing)粒(li)变(bian)得(de)均匀(yun)细(xi)化 [32] ，以达到(dao)高(gao)纯铝靶材的(de)要求(qiu)。如(ru)果(guo)连续对材(cai)料(liao)进(jin)行变(bian)形(xing)，随着(zhe)变(bian)形温度(du)的(de)升(sheng)高，还(hai)会(hui)使(shi)材料(liao)发(fa)生动(dong)态(tai)再(zai)结晶(jing)过程。

3、高纯(chun)铝(lv)轧制(zhi)及(ji)退火的(de)发(fa)展(zhan)现状(zhuang)

轧(ya)制及退火是对金属材(cai)料(liao)组(zu)织优(you)化(hua)的常用方(fang)法，技术已经(jing)比较成(cheng)熟(shu)。国内(nei)外(wai)对钢(gang)铁和合金的研(yan)究(jiu)比较(jiao)多，随着(zhe)高(gao)纯铝电(dian)子(zi)材料(liao)的(de)发展，对高(gao)纯铝轧制及(ji)退(tui)火(huo)的(de)研(yan)究(jiu)也(ye)逐渐开(kai)展起来(lai)。日(ri)本(ben)名(ming)古屋大学(xue)工程(cheng)系(xi)的 Naoyuki Kanetake 等 [33] 运用(yong)有限(xian)元(yuan)模(mo)拟技术，对纯(chun)铝进行(xing)冷轧(ya)织构(gou)的分(fen)析(xi)，并(bing)且(qie)随(sui)着(zhe)轧制(zhi)变(bian)形量(liang)到(dao) 80%时(shi)，组(zu)织(zhi)内(nei)部(bu)出现不(bu)均(jun)匀(yun)滑(hua)移现(xian)象。而(er)国(guo)内(nei)的东北大学对高(gao)纯(chun)铝进行(xing)了重(zhong)点的(de)研究(jiu)，刘(liu)相(xiang)华 [34] 研究了(le)工(gong)业(ye)纯(chun)铝在(zai)室温和(he)深冷(leng)轧(ya)制(zhi)条(tiao)件(jian)下的微(wei)尺(chi)寸(cun)效(xiao)应(ying)，及对材(cai)料(liao)轧(ya)制到微米(mi)级(ji)的厚(hou)度(du)进(jin)行研究，得(de)到了在室温轧(ya)制下材(cai)料(liao)的(de)强(qiang)度随(sui)轧制终了厚(hou)度(du)的(de)减(jian)少(shao)出(chu)现(xian)了先增(zeng)后(hou)减(jian)的微(wei)尺(chi)寸效应(ying)；而(er)对深(shen)冷(leng)轧制(zhi)后的(de)材(cai)料强(qiang)度(du)随着(zhe)轧制(zhi)终(zhong)了厚(hou)度(du)的(de)减小(xiao)而(er)逐渐(jian)降低，这因(yin)为材(cai)料(liao)在(zai)深(shen)冷的(de)环(huan)境(jing)中随(sui)着轧(ya)制(zhi)量的(de)增(zeng)加，位(wei)错(cuo)密(mi)度一(yi)直(zhi)增加所(suo)致。还(hai)有陈明华 [35] 研(yan)究(jiu)了(le)退(tui)火温度对高(gao)纯铝(lv)轧制变形(xing)组织(zhi)的(de)影(ying)响(xiang)，得(de)出(chu)了在(zai)对高纯铝(lv)进行(xing) 60 %的冷(leng)轧(ya)变形后，并未发生(sheng)再结(jie)晶现象，然(ran)后(hou)对(dui)轧(ya)制(zhi)试样(yang)进(jin)行(xing)退火处(chu)理，当(dang)退火(huo)温度(du)达到(dao) 200 ℃，保(bao)温(wen)时间在(zai) 30 min 时，发(fa)生(sheng)了(le)再结晶现象(xiang)，晶粒都(dou)变(bian)成(cheng)为等(deng)轴晶，材(cai)料(liao)的(de)强(qiang)度和(he)硬(ying)度(du)下降明显，并(bing)且继(ji)续(xu)增加(jia)退火(huo)温度，出(chu)现(xian)了晶(jing)粒长(zhang)大(da)的现象(xiang)，但(dan)硬度值变(bian)化不(bu)明(ming)显。还(hai)有(you)中(zhong)南大(da)学材(cai)料(liao)科学(xue)与(yu)工程学(xue)院(yuan)的蒋(jiang)树(shu)农 [36] 对高纯(chun)铝(lv)进(jin)行(xing)连续变(bian)形(xing)的微观组(zu)织和(he)力(li)学性能分析(xi)，得出(chu)：对(dui)高(gao)纯(chun)铝的(de)连(lian)续变(bian)形，发(fa)生(sheng)了动(dong)态再(zai)结(jie)晶(jing)的(de)现(xian)象。因(yin)为(wei)高纯(chun)铝经(jing)连续变形(xing)后(hou)，积(ji)累(lei)了(le)很大的变(bian)形量，又加(jia)上温(wen)度(du)升(sheng)高(gao)明(ming)显(xian)，使能(neng)够发(fa)生(sheng)动态再结(jie)晶过(guo)程(cheng)。综(zong)上(shang)国(guo)内(nei)外(wai)对纯铝轧制(zhi)及(ji)退火的(de)研(yan)究(jiu)，对(dui)高(gao)纯(chun)铝轧制(zhi)变(bian)形后，再(zai)进(jin)行(xing)不同工艺(yi)的(de)热(re)处理，发(fa)生退火(huo)再(zai)结(jie)晶(jing)时(shi)可(ke)以(yi)得(de)到均匀(yun)细化(hua)的等轴晶(jing)，使对高纯铝(lv)材(cai)料(liao)的(de)处理(li)提(ti)供了理(li)论(lun)基(ji)础(chu)。

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