[发明专利]一种X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种X射线管用钨铼‑钼合金层复合阳极靶材及其制备方法，靶材包括钨铼合金层和钼合金层，钨铼预合金粉末通过将钨粉与铼酸铵溶液混合蒸干后还原的方式制备；钨铼预合金粉末中，铼的质量份数为1‑5%，余量为钨。靶材以钨粉、铼酸铵和钼合金粉末为原料，依次经过预合金化、模压成型、中频烧结、高温整形、机械加工制备而成。本发明制得的特殊配比高活性钨铼预合金包覆粉末，成分更加均匀，活性更高。通过本发明制备成分均匀、晶粒组织细小均匀的钨铼‑钼合金层复合阳极靶，成品合格率高，工序少，成本低。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域。

背景技术

射线管是所有X射线设备的核心，而阳极靶则是X射线管的核心部件，它直接影响X射线发射强度及管子的使用寿命。X射线管在工作时，对阴极施加高压产生电子束。逸出的电子高速轰击阳极靶面，阳极靶受轰击后产生X射线。由于电子轰击时仅有1%左右的能量转换成X射线能，余下的能量则全部转化为热能，这使得靶体温度急剧升至1300℃以上。而电子轰击结束后，阳极靶通过旋转将热量迅速散发出去。在这种急冷急热的交变作用下对X射线管用复合阳极靶的材质提出了极高的要求，除要求具备产生X射线的特殊功能、尽量大的X射线发射效率及尽量小的X射线损失外，还要求具有耐高温强度大，能承受较大的热冲击，抗热震性能好且散热性能良好。

现有技术中，有的采用粉末冶金法和锻打的方法制备钼基钨靶，实践证明钨靶面不加入铼元素，在使用中靶面很容易产生龟裂，寿命短。除此外，采用锻打的方式容易造成局部应力集中，造成开裂。有的现有技术通过在石墨模具中把W/Mo粉末铺层叠压后热压烧结的方式制备，但试验证明此种方法制备的靶盘气体杂质含量较高，钨钼层交界面有钨钼材料犬牙交错的情况出现。还有的现有技术通过加入铼及热等静压的方法制备钼基钨铼靶，但实践证明此方法中钨铼合金的均匀性有待提高，热等静压使用成本高且钼合金层基体全部结晶粗大。申请号为CN201610967103.4的发明公开了一种X射线管用钨铼-钼合金层旋转阳极靶材及其制备方法，该X射线管用钨铼-钼合金层旋转阳极靶材，包括钨铼合金层和钼合金层，以钨铼预合金粉末和钼合金粉末为原料，依次经模压成型、高温烧结、热等静压、矫直整形、机械加工工序制备而成。申请号为CN201210319024.4的发明公开了一种钨铼合金，其含钾65ppm-75ppm，含铼0.45%-0.55%，钨铼合金的制造方法，具体步骤为A、制备掺杂钨铼粉：将掺杂钨粉固体与铼酸铵溶液混合，获得掺杂钨铼浸润物，浸润物干燥后获得掺杂钨铼粉；混合时保持温度30℃-50℃，固液重量比（100～300）：5；B、还原获得钨铼混合粉；C、压制；D、预烧结；E、烧结：制成钨铼合金。

发明内容

本发明提供一种X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材及其制备方法，采用本发明的制备方法得到的钨铼-钼合金层复合阳极靶材具有成分均匀、晶粒组织细小均匀、成本低、钨铼-钼合金层结合强度高、产品合格率高、散热性好、抗热震性好、使用寿命长等优点。

本发明的技术方案是：一种X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材，包括钨铼合金层和钼合金层，所述X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材以钨铼预合金粉末和钼合金粉末为原料制备而成，所述钨铼预合金粉末通过将钨粉与铼酸铵溶液混合蒸干后还原的方式制备而成；钨铼预合金粉末的组分为铼和钨，其中，铼的质量份数为1-5%，余量为钨。

X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材以钨粉、铼酸铵和TZM合金粉末为原料，依次经过预合金化、模压成型、中频烧结、后处理工序制备而成。

所述钼合金层为TZM基体；钨铼合金层的相对密度大于或等于95.1%，TZM基体的相对密度大于或等于97.6%；钨铼合金层与钼合金层结合处形成冶金结合。

一种X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材的制备方法，以钨粉、铼酸铵和钼合金粉末为原料，依次经过预合金化、模压成型、中频烧结、高温整形、机械加工制备成X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材。

所述的X射线管用钨铼-钼合金层复合阳极靶材的制备方法，具体步骤包括：