專利名稱：一種鎢鈦合金的深冷處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料深冷處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢鈦合金的深冷處理方法。
背景技術(shù)：
鎢鈦合金由于具有穩(wěn)定的熱機(jī)械性能，不僅適合在大電流和高溫環(huán)境下使用，而且還具有電子遷移率低、抗腐蝕性能高、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為銅及銀布線中阻擋Cu與Si/Si02之間擴(kuò)散的最佳候選薄膜。由于鎢鈦合金制備過(guò)程中晶粒取向較難控制，在使用時(shí)需對(duì)制備好的鎢鈦合金進(jìn)行處理改善其晶粒取向，現(xiàn)有的改善合金晶粒取向的方法主要有軋制和鍛造，但因鎢鈦合金脆性較大，利用上述兩種方法處理較困難，因此需要尋求一種既能改善合金的晶粒取向，又能兼顧合金的組織及性能的處理方法十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎢鈦合金的深冷處理方法，解決了現(xiàn)有軋制和鍛造困難的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鎢鈦合金的深冷處理方法，將清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有深冷介質(zhì)的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入15 25°C的水浴中以180 220°C /s的速率快速回溫，即得到深冷處理的鎢鈦合金。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，清洗的步驟為將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分。深冷介質(zhì)采用液氮。上述氣體噴霧法處理的工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 _196°C，保溫時(shí)間為2 24h。另一種方案為，對(duì)鎢鈦合金進(jìn)行兩次深冷處理，氣體噴霧法處理的工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 _196°C，保溫時(shí)間為2 4h。本發(fā)明的有益效果是，1.本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法，通過(guò)液氮的氣化潛熱和低溫氮?dú)鉄醽?lái)制冷，冷卻溫度低且對(duì)鎢鈦合金沒(méi)有熱沖擊，減小了鎢鈦合金的低溫脆性斷裂。2.本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法，采用急冷急熱的深冷處理方法，快速降溫的方式為晶粒細(xì)化和晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)提供較大的內(nèi)應(yīng)力，而深冷后快速回溫則減小了因溫度升高而引起的晶粒長(zhǎng)大，鞏固深冷效果且提高了生產(chǎn)效率。3.本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法處理得到的鎢鈦合金不僅具有一定的晶體取向，而且具有良好的機(jī)械性能，從而獲得具有良好阻擋效果的薄膜。


圖1是未經(jīng)深冷處理的鎢鈦合金的組織形貌圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1深冷處理的鎢鈦合金的組織形貌圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法，具體步驟如下:步驟I，將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨除去氧化皮和線切割痕跡后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分；步驟2，將步驟I清洗后的 鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有液氮的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 -196°C，保溫時(shí)間為2 24h，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入15 25°C的水浴中180 220°C /s的速率快速回溫，即得到深冷處理的鎢鈦合金。對(duì)鎢鈦合金進(jìn)行兩次深冷處理，氣體噴霧法處理的工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 _196°C，保溫時(shí)間為2 4h。本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法，通過(guò)液氮的氣化潛熱和低溫氮?dú)鉄醽?lái)制冷，冷卻溫度低且對(duì)鎢鈦合金沒(méi)有熱沖擊，減小了鎢鈦合金的低溫脆性斷裂；采用急冷急熱的深冷處理方法，快速降溫的方式為晶粒細(xì)化和晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)提供較大的內(nèi)應(yīng)力，而深冷后快速回溫則減小了因溫度升高而引起的晶粒長(zhǎng)大，鞏固深冷效果且提高了生產(chǎn)效率。經(jīng)過(guò)深冷處理的鎢鈦合金不僅具有一定的晶體取向，而且具有良好的機(jī)械性能，從而獲得具有良好阻擋效果的薄膜。實(shí)施例1步驟1，將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨除去氧化皮和線切割痕跡后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分；步驟2，將步驟I清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有液氮的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，工藝參數(shù)為:降溫速度為15°C /min，保溫溫度為_(kāi)196°C，保溫時(shí)間為2h，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入25°C的水浴中220°C /s的速率快速回溫。然后，重復(fù)上述步驟I和步驟2，對(duì)深冷處理后的鎢鈦合金進(jìn)行第二次深冷處理。實(shí)施例2步驟1，將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨除去氧化皮和線切割痕跡后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分；步驟2，將步驟I清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有液氮的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，工藝參數(shù)為:降溫速度為8°C/min，保溫溫度為-150°C，保溫時(shí)間為4h，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入15°C的水浴中180°C /s的速率快速回溫。然后，重復(fù)上述步驟I和步驟2，對(duì)深冷處理后的鎢鈦合金進(jìn)行第二次深冷處理。實(shí)施例3
步驟1，將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨除去氧化皮和線切割痕跡后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分；步驟2，將步驟I清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有液氮的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，工藝參數(shù)為:降溫速度為13°C/min，保溫溫度為-175°C，保溫時(shí)間為24h，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，用夾具從深冷處理設(shè)備中取出鎢鈦合金放入20°C的水浴中200°C /s的速率快速回溫，即得到深冷處理的鎢鈦合金。氣體噴霧法的保溫時(shí)間還可以取8h、12h、16h和20h。如圖1所示，未經(jīng)深冷處理的鎢鈦合金組織主要是由淺色區(qū)域的富鎢相和深色區(qū)域的富鈦相組成，其中富鈦相比較細(xì)小，但有團(tuán)聚現(xiàn)象且組織中還存在著部分孔洞。如圖2所示，經(jīng)過(guò)實(shí)施例1處理的鎢鈦合金由富鎢相和富鈦相組成，相比未處理的合金組織，富鈦相更加細(xì)小、分布均勻，組織中的孔洞也基本消失；這主要是因?yàn)樵谏罾涮幚碇幸驕夭钭兓诤辖鹬行纬奢^大的內(nèi)應(yīng)力，該內(nèi)應(yīng)力造成合金中內(nèi)部缺陷(微孔等)的壓縮閉合。鎢鈦合金深冷處理前后性能和擇優(yōu)取向?qū)Ρ?，如表I所示。表I鎢鈦合金深冷處理前后性能和擇優(yōu)取向?qū)Ρ?br> 權(quán)利要求
1.一種鎢鈦合金的深冷處理方法，其特征在于:將清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有深冷介質(zhì)的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入15 25°C的水浴中180 220°C /s的速率快速回溫，即得到深冷處理的鎢鈦合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢鈦合金的深冷處理方法，其特征在于:所述清洗的步驟為將鎢鈦合金用細(xì)砂紙打磨后用流動(dòng)水沖洗其表面殘留物，然后用超聲波和酒精進(jìn)一步清洗鎢鈦合金表面的殘留物和水分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎢鈦合金的深冷處理方法，其特征在于:所述深冷介質(zhì)采用液氮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎢鈦合金的深冷處理方法，其特征在于:所述氣體噴霧法處理的工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 _196°C，保溫時(shí)間為2 24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎢鈦合金的深冷處理方法，其特征在于:對(duì)鎢鈦合金進(jìn)行兩次深冷處理，所述氣體噴霧法處理的工藝參數(shù)為:降溫速度為8 15°C /min，保溫溫度為-150 _196°C，保溫時(shí)間為2 4h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎢鈦合金的深冷處理方法，將清洗后的鎢鈦合金，放置于深冷處理設(shè)備的試樣架上，打開(kāi)裝有深冷介質(zhì)的自增壓低溫流體輸送裝置的閥門，采用氣體噴霧法對(duì)合金進(jìn)行處理，處理后切斷電源，關(guān)閉冷源，取出鎢鈦合金放入15～25℃的水浴中180～220℃/s的速率快速回溫，即得到深冷處理的鎢鈦合金。本發(fā)明鎢鈦合金的深冷處理方法處理得到的鎢鈦合金不僅具有一定的晶體取向，而且具有良好的機(jī)械性能，從而獲得具有良好阻擋效果的薄膜。
文檔編號(hào)C22F1/18GK103114260SQ20131000773
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者梁淑華, 代衛(wèi)麗, 肖鵬, 鄒軍濤 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)