一种用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置
技术领域
本实用新型属于PVD用靶材生产的技术领域，具体涉及一种用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置。
背景技术
物理气相沉积(PVD)技术是指在真空条件下，采用物理方法，将材料源—固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。PVD技术被广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。常见PVD用靶材有Cr靶、Ti靶、Al靶等纯金属靶以及CrAl、TiAl等合金靶材。
热等静压(Hot IsostaticPressing，简称HIP)工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。热等静压是高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段。热等静压可以直接粉末成型，即将粉末装入金属或陶瓷制作的包套中，然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工艺。
目前，PVD镀膜用Cr靶主要通过热等静压的成型方式生产，首先根据靶的不同尺寸设计不同大小的包套管，然后将Cr粉装入制作好的包套管中，再将装有Cr粉的包套管真空脱气、密封，最后将脱气后的包套管通过热等静压机高温高压烧结成Cr锭坯。
在上述成型方式中，将“Cr粉装入包套管中”这一工序对Cr靶的生产效率和产品质量至关重要，这一过程既需要保证装粉量足够多，又要保证装粉过程中不会引入杂质、异物等。而目前，行业内的装粉操作仅仅依靠不锈钢铲，生产效率低，而且容易引入杂质等，产品质量亦无法保证。特别是对于长径比较大的包套管，其装粉难度更高，这是因为在装粉过程中，不仅需要充分排出包套管里面的空气以充填更多的Cr粉，同时又要保证较高的装粉效率以降低企业的生产成本。因此，亟需专用的装粉装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中Cr粉的装粉过程效率低、容易引入杂质等问题，而提出一种用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，包括用于盛装金属粉末的料桶和吊装机构，所述料桶的底端连通一装料管，所述装料管的高度大于或等于待装粉的包套管的高度，所述吊装机构用于吊起所述料桶并驱动所述装料管沿所述包套管的延伸方向移动以调整所述装料管插入所述包套管内的深度。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，还包括防尘桶盖，所述防尘桶盖盖设于所述料桶的顶端。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述料桶、防尘桶盖和装料管均采用不锈钢制作而成，且所述料桶和装料管的内壁均经过抛光处理。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述料桶的底端还设有阀门，所述阀门用于控制所述装料管的通断。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述阀门为球阀。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述吊装机构包括吊板，所述吊板位于所述料桶的上方，所述吊板的底端对称设有吊钩，所述料桶的外壁对称设有挂耳，所述吊钩与所述挂耳上下对应设置，且所述吊钩与所述挂耳相勾挂连接。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述吊装机构还包括行车。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述吊板呈倒置的V形，且所述吊板的顶部设有用于与行车相连接的通孔。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述料桶主体呈圆柱状，且所述料桶设有圆锥状的底部。
如上所述的用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，优选地，所述装料管的顶部与所述料桶的底部通过螺纹连接。
与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
(1)本实用新型提供了一种专用的装粉装置，相比于现有技术中使用不锈钢铲装粉的方式，装粉效率显著提高，且大大降低了装粉的劳动强度，另一方面，由于人力介入较少，且金属粉末盛装于设有防尘桶盖的料桶内，也能进一步降低装粉过程中金属粉末被污染的风险，因此本实用新型大大降低了装粉的劳动强度，既能显著提升装粉作业效率又可以提升产品质量；
(2)本实用新型设置了吊装机构，吊装机构用于逐步向上吊升料桶和装料管：在装粉过程中，装料管首先伸入到包套管的底端，随着包套管内粉料逐渐增加，装料管随着吊装机构逐步上升，使得装料管的底面始终稍高于粉料的顶面，这有利于排出包套管内的空气，既避免了空气残留，也解决了扬尘污染；为此，本实用新型的装料管可根据锭坯高度(即包套管高度)调整高度尺寸，且装料管的高度要求是大于等于包套管的高度；
(3)本实用新型不仅能够用于Cr粉的装填，同时也可用于其它HIP粉末的包套装填。
附图说明
图1为本实用新型实施例装粉装置的主视图；
图2为本实用新型实施例装粉装置的左视图；
图3为本实用新型实施例装粉装置的右视图；
图4为本实用新型实施例装粉装置的仰视图；
图5为本实用新型实施例装粉装置的立体图。
图中：1、吊板；2、防尘桶盖；3、吊钩；4、料桶；5、装料管；6、阀门；7、挂耳；8、通孔。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
根据本实用新型的实施例，提供了一种用于生产PVD用靶材锭坯的装粉装置，包括用于盛装金属粉末的料桶4和吊装机构，所述料桶4的底端连通一装料管5，所述装料管5的高度根据包套管的高度灵活调整，且所述装料管5的高度大于或等于待装粉的包套管的高度，所述吊装机构用于吊起所述料桶4并同步驱动所述装料管5沿所述包套管的延伸方向移动以调整所述装料管插入所述包套管内的深度；包套管通常为回旋体状的筒体，例如圆管形式或方管形式的包套管，在装粉时，将包套管竖直放置于料桶4的下方，所述装料管5插入于包套管内且伸入到包套管的底端，金属粉末在重力作用下逐渐填充到包套管内，同时，在吊装机构的驱动下，所述装料管5逐渐沿着包套管的延伸方向向上移动，直至装料管5向上移出包套管，至此，装粉完成。
根据本实用新型的实施例，所述装料管5的顶部与所述料桶4的底部通过螺纹连接，便于装料管5的更换。
根据本实用新型的实施例，所述料桶4的顶端设有防尘桶盖2，所述防尘桶盖2盖设于所述料桶4的顶端，用于防止灰尘等杂质进入到金属粉末中，导致金属粉末的污染，影响产品质量。
本实用新型的具体实施例中，所述料桶4、防尘桶盖2和装料管5均采用不锈钢制作而成，且所述料桶4和装料管5的内壁均经过抛光处理，抛光处理可以增加光洁度，一方面有利于金属粉末的流动，另一方面也能防止金属粉末在料桶4或装料管5内壁的粘结或残留。
为了进一步防止金属粉末在料桶4的残留，在本实用新型的具体实施例中，所述料桶4主体呈圆柱状，且所述料桶4设有向下凸出的圆锥状的底部，且在该具体的实施例中，所述装料管5的顶端与该圆锥状底部的底端(即锥顶)相连通，具体地，料桶4的内径设计为800mm，料桶4的圆柱部分的高度为500mm，料桶4的整体高度为1000mm，装料管5的高度根据包套管的高度具体选择；本实施例中，装料管5为不锈钢材质，内径约70mm，总高约1000mm。料桶4采用约5mm厚不锈钢板焊接而成。通过该圆锥状底部的设计，料桶4设计成上端为圆柱状下端为圆锥状，既能保证料筒的容积足够大又能保证装粉时粉末具有良好的流动性，因此，料桶4的金属粉末能够全部流出料桶4，避免残留，降低了料桶4内部清洁的工作量，同时，将金属粉末的出料口汇集在锥顶，便于输送至装料管5内。
根据本实用新型的实施例，所述料桶4的底端还设有阀门6，所述阀门6用于控制所述装料管5的通断，在包套管填充完成时，阀门6关闭，料桶4内的金属粉末停止进入装料管5，此时更换其他包套管，然后再开启阀门6，继续装粉工作。
本实用新型的具体实施例中，所述阀门6为球阀。
根据本实用新型的实施例，所述吊装机构包括吊板1，所述吊板1位于所述料桶4的上方，所述吊板1的底端左右对称设有吊钩3，所述料桶4的外壁左右对称设有挂耳7，所述吊钩3与所述挂耳7上下对应设置，且所述吊钩3与所述挂耳7相勾挂连接。吊板1使用10mm厚不锈钢板加工而成。
本实用新型的具体实施例中，所述吊装机构的动力源采用行车，由行车提供吊装动力。
本实用新型的具体实施例中，所述吊板1呈倒置的V形，且所述吊板1的顶部设有用于与行车相连接的通孔8。
本实用新型的具体实施例中，所述挂耳7由沿水平方向固定连接于所述料桶4外壁的水平部和沿竖直方向固定连接于所述水平部末端的竖直部构成，且所述竖直部位于所述水平部的下方，所述吊钩3勾挂于所述水平部上，所述竖直部用于防止所述吊钩3脱出，因此，所述竖直部的设置可以提高吊装工作的稳定性。
本实用新型的工作过程如下：
(1)以Cr粉的装粉过程为例，在阀门6处于关闭状态的情况下，将Cr粉装入到料桶4内，并盖上防尘桶盖2；
(2)根据包套管高度，选择合适高度的装料管5，然后将装料管5螺纹连接至料桶4的底端，并将装料管5插入到包套管内，且装料管5伸入至包套管的底端；
(3)开启行车，同时开启阀门6，金属粉末在重力作用下下落至包套管内，随着包套管内金属粉末量的增加，金属粉末的顶面逐渐升高，装料管5在行车的吊装作用下，逐渐向上移动，在此过程中，保持装料管5的底面稍高于金属粉末的顶面；
(4)装粉完成后，关闭阀门6和行车，更换其他包套管，如包套管高度变化，可根据包套管的高度更换其他装料管，然后重复上述操作即可。
综上所述，本实用新型还具有如下技术效果：
(1)本实用新型能够适用于不同高度的包套管的装粉操作，即使对于长径比较大的包套管，依然能够很方便地完成装粉操作，且空气排出效果好；
(2)本实用新型中，所述装料管的顶部与所述料桶的底部通过螺纹连接，便于装料管的更换，提高了本实用新型的灵活适用性。
(3)本实用新型中，所述料桶和装料管的内壁均经过抛光处理，一方面有利于金属粉末的流动，另一方面也能防止金属粉末在料桶或装料管内壁的粘结或残留，同时料桶底部的圆锥形设计，也能进一步降低金属粉末在料桶内的残留。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。
