[发明专利]金属激光熔覆打印二维准直器材料及其制备方法

说明书

本发明公开了金属激光熔覆打印二维准直器材料，包括：金属粉末，所述金属粉末为钨或钼合金粉末或是钨或钼与其它低熔点金属的均匀混合粉末，如WxCu1‑x合金，其铜含量性在5%‑50%；WxNi1‑x‑yFey，WxNi1‑x‑yCuy，WxNi1‑x‑yCry，其中，x+y=5%‑50%，此组分可用于钼合金。本发明激光熔覆金属粉中，除钨和钼，加入了低熔点金属，这些低熔点金属的加入，对原本比较脆性的钨、钼薄壁材料进行了改性，能有效提高钨金属成形能力，增加了其延展性及准直器的机械强度；同时由于材料的熔点变低。

技术领域

本发明涉及二维准直器制造技术领域，尤其涉及金属激光熔覆打印二维准直器材料及其制备方法。

背景技术

随着医疗及工业检测系统的不断发展，大尺寸探测器也随之运用而生。目前无论是CT还是核医疗的SPECT都采用二维准直器，以降低在人体方向（Z）的射线的散射。当前，二维准直器制备有几大难点：第一，它在X及Z方向都要与射线源的原点聚焦，从而它不可能用传统的制造技术来生产二维准直器；二维准直器另一个制造难点在于其要求的精准度，二维准直器的每一个孔必须要与下面的探测器的像素一一对应，误差不能超过10%；二维准直器制造的第三个难点在于它每个孔的壁厚一般不能大于0.2mm, 甚至要求0.1mm, 以减小对有效射线的遮挡；二维准直器的第四个难点在于它要安装在高速旋转的CT或SPECT机器上，必须能抵挡强大的离心力（36G以上），所以要求其具有较大的机械强度。

中国专利CN 103660654 A公开了一种制造二维准直器元件的方法，包括如下步骤，提供金属粉末，粉末中钨的体积百分含量为50-70%，余量为镍；以及通过激光打印成型技术一层一层地用所述金属粉末制造二维准直器元件。发明者利用金属镍作为钨材料成型的粘合剂能有效提高激光3D打印过程中的成型能力。在我们的研究中发现，在激光熔覆过程中，还有许多钨合金材料能起到相同的功效，能有效提高钨金属成形的能力，而且其成形后，无论区成形成品的强度还是其薄壁的延展性都优于钨镍合金的性能。而在该专利中制备用的金属粉末仅含有钨、镍两种金属，钨、镍未做任何处理，延展性差，机械强度低，熔点比较高，激光熔覆困难，熔覆效果差，制备二维准直器过程效率低，制备成本高，成型工艺差。

为了满足以上二维准直器的要求，同时也解决这些技术难点，本发明采用目前先进的金属激光熔覆打印技术，大功率的激光，其功率在200W-1000W，利用其激光的高密度能量熔化用于准直器制备材料，如金属钨、钼等高熔点材料，使其烧结成线径在0.1-0.2mm线条。激光头的走向有计算机程序控制，一次能烧结几十微米厚的金属粉；本发明的另一个技术就是对准直器材料，如钨、钼进行改性，使其熔点变低或利用低熔点的其它金属作为低温粘结剂，使其与钨、钼等高温、高熔点材料形成较之熔点较低的合金，使激光熔覆过程变得容易。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的二维准直器制备金属材料机械强度差，熔点高，金属成形能力差，制备成本高的技术问题，本发明提供金属激光熔覆打印二维准直器材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：金属激光熔覆打印二维准直器材料，包括：金属粉末。

优选的，所述金属粉末为钨或钼合金粉末或是钨或钼与其它低熔点金属的均匀混合粉末，如 WxCu1-x合金，其铜含量性在5%-50%；WxNi1-x-yFey，WxNi1-x-yCuy，WxNi1-x-yCry，其中，x+y=5%-50%，此组分可用于钼合金。

优选的，所述金属粉末为钨或钼与其它低熔点单质金属的均匀混合粉末，如WxNi1-x-yFey，WxNi1-x-yCuy，WxNi1-x-yCry，其中，x+y=5%-50%，，此组分可用于钼合金。