具有均匀晶粒结构的钼合金X射线靶制造技术

本发明专利技术涉及一种制造横向加工钼板的方法，包括：（ａ）还原钼酸铵并形成钼金属粉末；（ｂ）将钼金属粉末和一种合金元素构成的钼部件压实成第一工件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；（ｃ）对第一工件进行热处理，在第一方向对其施加热机械力，从而形成第二工件；（ｄ）对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力；（ｅ）对经过热机械处理的第二工件进行再结晶热处理步骤，从而形成热处理横向加工工件；（ｆ）对所述热处理横向加工工件进行切割或机加工步骤，从而形成横向加工钼板。本发明专利技术还涉及由该方法制成的Ｘ射线靶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
X射线发生装置是极重要的工具，广泛地用于包括工业和医疗的多种用途。例如，该设备通常用于诸如诊断和治疗放射学；半导体生产和制造；以及材料分析和检测之类的领域。尽管X射线装置应用于众多不同的用途，但其基本结构和操作是相似的。电子产生后加速至高速随后突然停止，就产生了X射线。一般来说，这整个过程在一真空X射线发生管中进行。X射线管通常包括三个主要部件一个阴极组件，它是电子的来源；一个阳极，沿轴向与该阴极分离地设置，并定向以接收阴极放射出的电子；以及一些机械装置，用于提供高电压以驱使电子从阴极向阳极运动。通常，该阴极组件由带有阴极帽的金属阴极头构成。在阴极帽内安置灯丝，当通过电流加热时该灯丝会发射出电子。上述三个X射线管元件一般都安置在真空玻璃管内，并连接在电路中。接通电路，从而电压发生元件能在阳极和阴极之间提供极高的电压(约数万伏至超过数十万伏)。该高电压差使阴极灯丝发射出的电子以细流或束的形式向着设置在阳极上的X射线“靶”加速至非常高的速度。X射线靶包括一个带有焦点轨道(focal track)的板。当电子撞击在靶的表面时，撞击电子束的动能转化为频率极高的电磁波，即X射线。所得的X射线从阳极靶表面发射出，随后通过设置在X射线装置内的一个窗口将X射线平行校准以便穿透入目标的内部，例如病人身体的某个区域。令人遗憾的是，已知的制造板的方法具有限制，阻止了技术人员开发简单有效的方法和快速有效地制造X射线靶用板。例如，已知的单锻造方法具有一个特别限制性缺陷，即这类方法比较浪费和低效，使得其成本高并难以实施。已知的方法使产品的粒径的均匀性差。粒径的均匀性差影响X射线阳极的性能。同时，已知的方法制成的阳极的温度性能差。基于上述原因，需要开发一种制造具有均匀特性的X射线靶的方法。基于上述原因，需要开发一种制造具有均匀特性的X射线靶的方法。专利技术概述本专利技术涉及一种制造横向加工(cross-directionally wofked)钼板的方法。该板优选用于X射线靶，该板作为阳极。该方法包括(a)还原钼酸铵并形成钼金属粉末；(b)将钼金属粉末和一种合金元素制成的钼部件压实，制成第一工件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；(c)对第一工件进行热处理，在第一方向对其施加热机械力，从而形成第二工件；(d)对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力；(e)对经过热机械处理的第二工件进行再结晶热处理步骤，从而形成热处理横向加工工件；(f)对所述热处理横向加工工件进行切割或机加工步骤，从而形成横向加工钼板。在一个实施方案中，本专利技术涉及一种由上述方法制成的构件，其中该部件包括板以及附着在该板上的柄。在一个实施方案中，本专利技术涉及一种包括横向加工钼部件的板，所述钼部件选自(i)一种钼部件，含有钼以及一种合金元素，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合，或(ii)钼、铌和一种合金元素的钼部件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合，或(iii)钼、约1-约30wt。％的钨以及一种合金元素的钼部件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；其中当该板暴露于约1600℃的温度时，其放射强度至少为约60ksi。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种X射线靶(a)一种板，包括选自下列的横向加工钼部件(i)一种钼部件，含有钼以及一种合金元素，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合，或(ii)一种钼部件，包括钼、铌以及一种合金元素，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合，或(iii)一种钼部件，包括钼、约1-约30wt.％的钨以及一种合金元素，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；其中当该板暴露于约1600℃的温度时，其放射强度至少为约60ksi；(b)在该板表面上设置的焦点轨道；(c)从板上延伸出的柄。 附图说明通过参考下面的说明和所附的权利要求，本专利技术的上述以及其它特性、方面和优点将得到更好的理解，其中图1所示简图示出了如何按照本专利技术来挤压坯/锭；图2(a)和2(b)所示简图示出了如何根据本专利技术对第一工件进行镦锻；图3(a)是镦锻操作制成的第二工件的视图，其中已去除了A位置影响中心圆片的材料；图3(b)是镦锻制成的第二工件，以及可从坯上切下的板的视图；图4是工件进行锤锻的侧视图；图5示出了对工件进行锤锻制造第二工件；图6是可附着在根据本专利技术制成的板上的柄的侧视图。专利技术详述横向加工钼板一般通过以下方法制成(a)还原钼酸铵并形成钼金属粉末；(b)将钼金属粉末和一种合金元素制成的钼部件压实，制成第一工件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；(c)对第一工件进行热处理，在第一方向对其施加热机械力，从而形成第二工件；(d)对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力；(e)对经过热机械处理的第二工件进行再结晶热处理步骤，从而形成热处理横向加工工件；(f)对所述热处理横向加工工件进行切割或机加工步骤，从而形成横向加工钼板。钼金属粉末是采用适当工艺还原钼酸铵而制成的。通常是通过常规氢还原工艺完成的。在该工艺中，将包括钼金属粉末和一种合金元素的钼部件压实，制成第一工件。在一个实施方案中，通过粉末冶金技术将该钼部件压实成第一工件。这样的工艺一般包括如下步骤对钼金属粉末和任何合金组分进行冷等静压，压制成第一工件的“生”预制体。在另一实施方案中，通过熔融铸造工艺将该钼部件压实成第一工件。这类工艺可包括锭的真空电弧浇铸、ebeam熔融或等离子弧浇铸。所述合金元素通常选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合。在一个实施方案中，该第一工件进一步包括含量低于约3wt.％，优选约1wt.％-约3wt.％的铌。在另一实施方案中，该合金元素的含量约为1.2wt.％或更低。在另一实施方案中，该合金元素的含量范围为约1wt.％-约1.5wt.％。在另一实施方案中，该第一工件进一步包括含量约1-约30wt.％的钨。对该第一工件进行热处理，在第一方向对其施加热机械力，从而形成第二工件。对第一工件进行的热处理通常在至少约2100°F(约1148℃)，优选约2500°F(约1371℃)-约3000°F(1648℃)的温度进行。根据本专利技术所述对经过热处理的第一工件进行任何热机械处理，制成可用于X射线靶的板。在一个实施方案中，该第一工件是坯或锭，通过对该坯或锭进行截面面积缩减率(Do∶Df)为约3∶1-约4∶1的挤压，从而对该第一工件进行热机械处理。更具体地说，参考图1，沿长度“L”挤压该坯或锭至一合适的缩减率(Do∶Df)。该坯长度可以有所改变，优选约14″(约36cm)-约32″(约82cm)。随后对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力。在一个实施方案中，对所述第二工件进行镦锻。对第一工件进行的热处理通常在至少约2100°F(约1148℃)，优选约2500°F(约1371℃)-约3000°F(1648℃)的温度进行。根据本专利技术所述对经过热处理的第二工件进行任何热机械处理，制成可用于X射线靶的板。在一个实施方案中，使用具有设定尺寸的封闭模的闭模锻造工艺对第二工件进行镦锻以形成板。在另一实施方案中，使用具有设定尺寸的开放模的开放模(扁平)锻造工艺对第二工件进行镦锻以形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备横向加工钼板的方法，包括：（ａ）还原钼酸铵并形成钼金属粉末；（ｂ）将钼金属粉末和一种合金元素构成的钼部件压实成第一工件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；（ｃ）对第一工件进行热处理，在第一方向对其 施加热机械力，从而形成第二工件；（ｄ）对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力；（ｅ）对经过热机械处理的第二工件进行再结晶热处理步骤，从而形成热处理横向加工工件；（ｆ）对所述热处理横向加工工件 进行切割或机加工步骤，从而形成横向加工钼板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-23 60/464,7551.一种制备横向加工钼板的方法，包括(a)还原钼酸铵并形成钼金属粉末；(b)将钼金属粉末和一种合金元素构成的钼部件压实成第一工件，该合金元素选自钛、锆、铪、碳、氧化镧及其组合；(c)对第一工件进行热处理，在第一方向对其施加热机械力，从而形成第二工件；(d)对第二工件进行热处理，在不同于第一方向的第二方向对其施加热机械力；(e)对经过热机械处理的第二工件进行再结晶热处理步骤，从而形成热处理横向加工工件；(f)对所述热处理横向加工工件进行切割或机加工步骤，从而形成横向加工钼板。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一工件还包括含量低于约3wt.％的铌。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一工件还包括含量约1-约30wt.％的钨。4.如权利要求1所述的方法，其中通过粉末冶金技术将所述钼部件压实成第一工件。5.如权利要求1所述的方法，其中通过电弧浇铸技术将所述钼部件压实成第一工件。6.如权利要求5所述的方法，其中所述电弧浇铸技术是真空电弧浇铸技术。7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一工件是坯或锭，通过对该坯或锭进行截面面积缩减率(Do∶Df)为约3∶1-约4∶1的挤压，从而对该第一工件进行热机械处理。8.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(d)中，对第二工件进行镦锻。9.如权利要求8所述的方法，其中使用具有设定尺寸的封闭模的闭模锻造工艺对第二工件进行镦锻以形成板。10.如权利要求8所述的方法，其中使用具有设定尺寸的开放模具的开放模锻工艺对第二工件进行镦锻以形成板。11.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(d)中，进一步设定封闭模的尺寸使其还包括一个形成柄的模，从而使得通过该工艺在步骤(e)中形成的板还包括柄。12.一种由权利要求11所述方法制成的构件，其中该构件包括板和附着在该板上的柄。13.一种由权利要求1所述方法制成的板，其中该板是具有均匀晶粒结构的横向加工板。14.如权利要求1所述的方法，其中该合金元素的含量为约1.2wt.％或更低。15.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J戴利，B莱蒙，J希尔特，P库马，G吉勒，
申请(专利权)人：HC施塔克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]