[发明专利]一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法

说明书

本发明提供一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法，其包括步骤：S1)检查废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的表面缺陷；S2)对废旧靶盘表面缺陷进行切削加工；S3)对废旧靶盘的表面进行处理，并计算所需WRe合金粉末的质量；S4)将表面处理后的废旧靶盘放入石墨模具中，靶面朝上，加入WRe合金粉末；采用SPS轴向压力装置对装有废旧靶盘和WRe合金粉末的石墨模具进行预压；S5)在预压后的石墨模具外围包裹与石墨模具等高的4～6mm厚的碳毡，再将其置于SPS炉腔中，抽真空至5Pa以下，进行放电等离子烧结连接。得到的WRe/TZM复合旋转阳极靶盘表面无缺陷，组织细小均匀、相对密度高，修复完成的WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的WRe合金相对密度为97.0％～98.0％，维氏硬度为430～455HV_0.5。

技术领域

本发明涉及旋转阳极靶材领域，具体涉及到一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法。

背景技术

X射线管在现代医学临床诊断设备上已得到广泛应用，WRe/TZM复合旋转阳极靶材是X射线管的核心部件之一，X射线管的损坏有50％以上是由于旋转阳极靶材失效而引起的，而旋转阳极靶材产品的利用率一般在70％左右。其工作原理为运行时，旋转阳极靶材高速旋转，由阴极发射的高速电子轰击靶面，产生X射线，因此需要旋转阳极靶材具有高密度和良好的力学性能等。旋转阳极靶材在制备和使用过程中，由于生产工艺问题、用户使用参数设定问题以及人为操作不规范等导致靶材表面产生裂纹和烧伤沟痕，或使用时间过长，靶材表面出现凹凸不平的缺陷，使靶面粗糙度增大等，影响旋转阳极靶材的性能和产品的使用寿命，最终导致靶材失效。

由于WRe合金熔点高，现市面上WRe/TZM复合旋转阳极靶材普遍使用粉末冶金方法制备，损坏丢弃后，造成严重的难熔金属战略资源浪费，并容易造成重金属污染。若将X射线管整管报废，回收之后将靶材分解为原材料，需要经过复杂的冶金工艺回收金属，存在成本高、生产效率低、金属纯度低和环境污染等重大问题。

在现有技术中，未见关于修复WRe/TZM复合旋转阳极靶材的报道。WRe/TZM复合旋转阳极靶材的修复的难点在于难以实现较高的相对密度和良好的加工性能。由于旋转阳极靶盘运行时高速旋转，修复的焊接界面需要具有一定的力学性能，防止修复层剥落，而WRe合金熔点高，为了使修复层与原始靶面实现良好结合，得到致密度高、组织均匀的修复靶材非常困难。目前，据报道，可以使用化学气相沉积法在靶材表面进行镀W膜修复，但修复温度过低，不利于提高界面结合性能，且放出有毒性气体。因此，亟需研发一种修复WRe/TZM复合旋转阳极靶材的新技术。

发明内容

技术问题

针对现有技术所存在的不足之处，实现旋转阳极靶材的循环使用，本发明提出了一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提出了一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法，其包括以下步骤：

S1：对所述废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的表面缺陷进行检查；

S2：对废旧靶盘表面缺陷进行切削加工，以除去存在缺陷的部分；

S3：对废旧靶盘进行表面处理，并计算所需WRe合金粉末的质量；

S4：将表面处理后的废旧靶盘放入石墨模具中，靶面朝上，加入WRe合金粉末；采用SPS轴向压力装置对装有废旧靶盘和WRe合金粉末的石墨模具进行预压，压力为10～15MPa；

S5：在预压后的石墨模具外围包裹与石墨模具等高的4～6mm厚的碳毡，再将其置于SPS炉腔中，抽真空至5Pa以下，对WRe合金粉末和废旧靶盘进行放电等离子烧结连接，即得到修复完成的WRe/TZM复合旋转阳极靶盘。

优选的，步骤S5中的烧结工艺为：