本發明屬于磁控濺射用管狀靶材制造技術領域，特別涉及一種低成本的鈮管靶材的制造方法。
背景技術：
無縫鈮管靶和平面靶相比具有靶材利用率高、薄膜均勻的優點。鈮管靶在磁控濺射過程中產生的nb2o5是一種性能優良的電致變色材料，薄膜折射率較高，與sio2等配合可制備具有不同折射率的薄膜，因此nb2o5薄膜應用越來越廣泛，鈮靶的需求也越來越多。鑒于鈮價格較高，且容易氧化，所以開發成本低廉、大尺寸、環保無污染的鈮管靶的生產方法是非常必要的。
國內技術人員雖然已經開發出無縫鈮管，且有相關的專利公知，具體如下表。但是由于鈮原料的價格昂貴(當前作為原料的鈮條：～450元每公斤)，且在加工過程中會產生大量鈮的車削料和邊角料，在濺射后的殘鈮管靶材仍然剩余量在30～50％左右，因此鈮管靶存在成本高昂、利用率還是偏低的問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種能夠最大程度減少鈮的用量，提高鈮管靶的利用率，降低生產成本，同時保持鈮管靶優良性能的制造方法。
為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：通過在鈮管坯內部澆鑄價格相對低廉的純鈦，在非濺射區域用成本低廉的鈦替代了成本高昂的鈮的使用(當前作為原料的鈮條價格為450元每公斤，海綿鈦價格為40元每公斤)，減少了鈮的用量，從而達到降低成本的目的。
該方案利用了鈮和鈦的相近的線膨脹系數(鈮的線膨脹系數為7.31μm/(m.k)，鈦的線膨脹系數為10.2μm/(m.k))，因此在擠壓過程中變形配合良好。鈮和鈦在鈦澆鑄過程中以及高溫擠壓條件下相互擴散形成過渡層，界面結合力良好；磁控濺射后剩余的鈮鈦復合殘靶，可以回收做鈮鈦合金。其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟一、將原料金屬鈮條采用2次真空電子束熔煉，并澆鑄成內徑φ50～150mm，外徑φ100～300mm的鈮管坯。
步驟二、將鈮管坯進行機加工，車光內外表面：將內、外壁的氣孔、夾雜、凹坑等缺陷去除干凈，內壁的粗糙度優于ra6.4，直線度小于0.2mm；
步驟三、通過電渣爐熔煉純度99.5％以上的純鈦，在真空度高于0.1pa的條件下，將熔融純鈦液澆鑄和充滿鈮管坯的內孔，形成鈮鈦復合棒。澆鑄過程的適當補縮，確保內孔充滿鈦液；步驟四、冷卻之后，對鈮鈦復合棒開中心孔：通過機加工鏜孔的方式，在復合鈮鈦棒的中心位置鏜出內徑為45～60mm的內孔；然后在外壁上涂抹防氧化涂層。
步驟五、加熱鏜孔后的鈮鈦復合管，溫度為850～1400℃，保溫0.5～3小時，進行擠壓變形，擠壓比為2～8；擠壓速率為20～200mm每分鐘。最后加工出所需要的鈮鈦復合管，確保內壁的鈦層厚度為3～6mm；
步驟六、機加工鈮鈦復合管的內外表面，得到需要尺寸的鈮管靶；
本發明與現有技術相比，具有以下優點：
1，本發明采用成本低廉的鈦替代了坯料中心位置的鈮，減少了25～40％的鈮的用量，原料成本可以節約22～36％；
2，濺射鍍膜完成之后的殘存的鈮鈦復合管靶，可以直接用來熔煉鈮鈦合金；
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明，但本發明并不限于此。
本實施例制備的鈮管靶材成品的規格為：外徑φ150，內徑φ125，長度為4000mm；
用電子束熔煉并澆鑄成尺寸為外徑φ215mm，內徑φ122mm，長度為1020mm的鈮管坯；
將鈮管坯進行機加工，車光內外表面：將內、外壁的氣孔、夾雜、凹坑等缺陷去除干凈，內壁的粗糙度優于ra6.4，直線度小于0.2mm；車光后的尺寸為外徑φ213mm，內徑φ125mm，長度為1000mm；
通過電渣爐熔煉純度99.5％以上的純鈦，在真空度高于0.1pa的條件下，將熔融純鈦液澆鑄和充滿鈮管坯的內孔，形成鈮鈦復合棒。澆鑄過程的適當補縮，確保內孔充滿鈦液；
冷卻之后，對鈮鈦復合棒開中心孔：通過機加工鏜孔的方式，在復合鈮鈦棒的中心位置鏜出內徑為50mm的內孔，同時平好端面；然后在外壁上涂抹防氧化涂層。
加熱鏜孔后的鈮鈦復合管，溫度為1200℃，保溫2小時，進行擠壓變形，擠壓比為4.1；擠壓速率為120mm每分鐘，擠壓后的尺寸為外徑φ158mm，內徑φ123mm，長度為4150mm：最機加工出尺寸為外徑φ152，內徑φ125，長度為4000mm的鈮鈦復合管，內壁的鈦層厚度為5mm；
以上所述，僅是本發明的實施案例，并非對本發明做任何限制，凡是根據本發明實質所做的技術參數或者尺寸等的變更，均數本發明技術方案保護范圍內。