[发明专利]一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法

说明书

本发明公开了一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法，该方法包括：一、向蝶形石墨模具的筒体与下模组成的腔体内装填Mo‑W粉末，采用上模预压形成钼钨粉层；二、向钼钨粉层上装填钨粉形成钨粉层，然后盖上上模进行真空热压烧结，得蝶形钼钨双金属复合旋转靶粗品；三、将蝶形钼钨双金属复合旋转靶粗品进行热处理，经机加工得蝶形钼钨双金属复合旋转靶。本发明采用Mo‑W粉末作为复合旋转靶的基体材料，有效提高了复合旋转靶中靶面与基体的结合强度，避免了使用过程中靶面与基体的开裂分层，延长了复合旋转靶的使用寿命，解决了钼钨金属复合靶的复合压制分层和烧结以及锻打开裂问题，且提高了复合旋转靶的一次成形成品率。

技术领域

本发明属于难熔金属加工技术领域，具体涉及一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法。

背景技术

蝶形钼钨双金属复合旋转靶用作医用X-射线管中的旋转阳极，是目前医用CT机的主要部件，它的直径通常在50mm～250mm。对蝶形钼钨双金属复合旋转靶的要求比较严格，不仅要求其表面尺寸精度高、靶面的密度高，且要求靶面有较高的抗热震性，以保障靶材在高速旋转下的动平衡。

国内外医用CT机的常用靶材为钼基钨靶，即以钼为基体、以钨为靶面的Mo/W复合靶。钼的密度为钨的一半左右，其比热容为钨的二倍，因此钼基钨靶的靶材既解决了靶材的散热性，又减少了靶材的体积和重量，提高了靶材的使用寿命。目前，该研究领域的发展存在两方面问题：一是如何提高钼钨复合靶组织的致密化、均匀化和稳定性；二是如何提高钼层和钨层之间的结合强度，同时保证在高温下服役不开裂。

钼钨双金属复合旋转靶的常用制备方法为粉末冶金法和化学气相沉积法。化学气相沉积法生产效率低，沉积(钨)材料利用率仅为10％左右，导致靶材生产成本高，且沉积钨层靶面的致密度不高。目前，国内外常用靶材的制备方法为粉末冶金法，主要流程为压制、烧结和锻打。粉末冶金法有几个重要的环节有待解决，其一是采用单纯的钨粉和钼粉压制，由于钨粉和钼粉的弹性后效不同很容易分层；其二是烧结过程中，钨层与基体钼层的收缩率不一致，由于拉应力作用而导致开裂的几率非常高；其三是在后续锻打成形时，由于钼钨变形应力不同导致金属沿垂直于锻造方向流动速率不同，Mo/W结合处会产生较大的应力，宏观表现为沿钼钨界面产生裂纹。因此，虽然粉末冶金法材料消耗少，生产成本低，但其流程长，在压制、烧结和锻打过程中钼基和钨层分层倾向大，成品率低。以上两种方法制备的产品一般很难达到较高的致密度，或多或少夹杂一定量的孔洞残留，这将严重影响产品的使用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法。该方法采用Mo-W粉末作为复合旋转靶的基体材料，减轻了复合旋转靶的质量，增大了复合旋转靶的热容量，有效提高了复合旋转靶中靶面与基体的结合强度，避免了使用过程中靶面与基体的开裂分层，延长了复合旋转靶的使用寿命，解决了钼钨金属复合靶的复合压制分层和烧结以及锻打开裂问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、向蝶形石墨模具的筒体与下模组成的腔体内预先装填Mo-W粉末并将Mo-W粉末的表面整理成蝶形，然后盖上上模进行预压，形成钼钨粉层；

步骤二、向步骤一中形成的钼钨粉层上装填钨粉并将钨粉的表面整理成蝶形，形成钨粉层，然后盖上上模进行真空热压烧结，得到蝶形钼钨双金属复合旋转靶粗品；所述钨粉与步骤一中Mo-W粉末的装填质量比为(3～20)：(10～60)；

步骤三、将步骤二中得到的蝶形钼钨双金属复合旋转靶粗品进行热处理，然后经机加工得到蝶形钼钨双金属复合旋转靶。