本发明专利技术提供了一种大尺寸废旧WRe/TZM/石墨阳极靶盘的修复方法。在该方法中，通过在不同的烧结温度下修复WRe靶面和金属靶盘基体的TZM面，然后再将修复后的金属靶盘采用中间层与石墨进行SPS扩散连接得到WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘。通过根据本发明专利技术的方法修复的WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘的致密度高、接头剪切强度高，满足X射线管的使用需求，有效实现了废旧阳极靶盘的回收再利用。阳极靶盘的回收再利用。
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸废旧WRe/TZM/石墨阳极靶盘修复方法
[0001]本专利技术涉及旋转阳极靶材领域，具体涉及到一种大尺寸废旧WRe/TZM/ 石墨靶盘的修复方法。
技术介绍
[0002]CT机X射线管阳极靶盘作为高端医疗器械的核心部件，其生产和销售被奥地利攀时、德国西门子和美国通用电气等欧美大型跨国企业垄断，与此同时，国外大型跨国企业为了技术保密和商业利益，采取的是“若损坏就弃用，需成套重新采购”的策略。目前国内外鲜有关于阳极靶盘修复技术的报道，仅法国文献报道了可使用化学气相沉积法在废旧靶盘表面进行镀W修复，但该技术存在修复温度过低，难以实现良好的界面结合，且制备过程中，会伴随有毒性气体放出等严重环境污染问题。
[0003]因此迫切需要开发一种适用于CT机X射线管阳极靶盘的有效的修复方法。
技术实现思路
[0004]技术问题
[0005]针对现有技术所存在的不足之处，实现大尺寸WRe/TZM/石墨阳极靶材的循环使用，本专利技术提出了一种大尺寸废旧WRe/TZM/石墨阳极靶盘的修复方法。
[0006]经过本专利技术的专利技术人的长期研究发现，小尺寸的阳极靶盘的失效一般是由于靶面的损伤，而大尺寸的WRe/TZM/石墨阳极靶盘的失效除了靶面的损伤外，TZM合金石墨的连接界面也会出现裂纹，甚至导致石墨的脱落，且石墨使用寿命有限，超过使用寿命后会在使用过程中出现部分石墨块体从整体剥落的现象。因此为了保证使用安全，以及热量顺利从金属靶盘传导至石墨，再生靶盘需要使用新的石墨。因此在修复大尺寸旋转阳极靶盘过程中需要增加TZM侧的修复以及重新进行石墨与金属靶盘的连接。
[0007]技术方案
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出了一种大尺寸废旧WRe/TZM/石墨阳极靶盘的修复方法，其包括以下步骤：
[0009]S1)去除靶盘基体石墨部分；
[0010]S2)对去除石墨的金属靶盘上下表面进行机加工处理；
[0011]S3)对机加工后的金属靶盘进行前处理以清洁待修复的靶盘的上表面和下表面；
[0012]S4)将处理后的金属靶盘放入石墨模具中，WRe靶面朝上，在金属靶盘的上表面上铺一层WRe合金粉末，以及在金属靶盘的下表面铺一层TZM合金粉末，并对石墨模具进行预压处理；
[0013]S5)在装配好的石墨模具外围包裹2～3层与石墨模具等高的4～6mm厚的保温碳毡，再将其置于SPS炉腔中，抽真空至5Pa以下，进行烧结连接，即可得到修复的WRe/TZM复合金属靶盘，在SPS烧结过程中，所述WRe 靶面和WRe合金粉末层处在高温区，所述靶盘基体的TZM面和TZM合金粉末层处在低温区，其中，高温区比低温区的温度高100～200℃；
[0014]S6)将修复后的金属靶盘进行机加工以得到要求的厚度和尺寸；
[0015]S7)机加工后的金属靶盘采用中间层与石墨进行SPS扩散连接，机加工后即得到WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘。
[0016]优选地，在步骤S5中，高温区和低温区是通过所述石墨模具的壁厚度的差异来实现的。
[0017]优选地，所述石墨模具分为上部分和下部分，所述WRe靶面和WRe合金粉末层处于所述石墨模具的上部分，而所述靶盘基体的TZM面和TZM合金粉末层处于所述石墨模具的下部分，并且所述石墨模具的上部分的壁厚度小于所述石墨模具的下部分的壁厚度。
[0018]优选地，所述石墨模具的上部分的壁厚度比所述石墨模具的下部分的壁厚度小9～30mm。
[0019]由于所述石墨模具的上部分的壁厚度比所述石墨模具的下部分的壁厚度小，使得在SPS炉腔中加热时，靶面部分的温度要大于靶盘基体部分的温度，通常温差为100～200℃。
[0020]根据不同的壁厚度设置高温区和低温区，其中高温区温度比低温区温度高100～200℃，高温区用于实现WRe合金的致密化以及WRe合金粉末与原靶盘靶面的连接，低温区用于实现TZM合金的致密化以及TZM合金粉末与原靶盘的TZM面连接。
[0021]优选地，步骤S5中的烧结连接工艺为：
[0022]轴向压力：20～30MPa；升温速率：10～100℃/min；低温区的烧结温度：1500～1700℃；保温时间：5～20min；降温方式：随炉冷却。
[0023]优选地，相对于所述WRe合金粉末的总重量，其中的Re元素的含量为 5wt％～15wt％，其余为W元素。
[0024]进一步地，所述废旧的WRe/TZM复合金属靶盘的直径为140～165mm、厚度为10～20mm。所述WRe/TZM复合金属靶盘是指除去石墨层后的 WRe/TZM复合金属靶盘的厚度。
[0025]进一步地，步骤S7所述的复合金属靶盘与石墨进行连接时，采用金属箔材作为中间层进行连接。
[0026]优选地，所述金属箔材为纯度为99.9％钛箔或纯度为99％的锆箔，厚度为0.1～0.3mm。
[0027]优选地，步骤S7的金属靶盘与石墨的扩散连接工艺为：
[0028]轴向压力：20～40MPa；
[0029]连接温度：1500～1600℃；
[0030]保温时间：10～50min；
[0031]降温方式：随炉冷却或控制降温。
[0032]优选地，步骤S7中所述石墨为高强石墨。
[0033]优选地，步骤S1所述的去掉石墨的方法为沿贴近石墨的TZM合金一侧采用电火花线切割去掉石墨层。
[0034]优选地，步骤S2所述的对金属靶盘上下表面进行处理方式为机加工处理，处理后表面粗糙度小于Ra1.6。
[0035]优选地，步骤S3所述的金属靶盘的前处理方式为，采用体积分数为5％的稀盐酸溶液对靶盘进行酸洗，随后真空干燥。
[0036]优选地，步骤S4中，预压压力为5～10MPa，WRe合金粉末和TZM合金粉末的铺设的厚度分别为0.5～1.5mm和1.5～4mm。
[0037]根据本专利技术的方法得到的修复完成的大尺寸WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘的WRe合金的相对密度为94.0％～97.0％，以及TZM合金的相对密度为 96.0％～99.0％，WRe合金与TZM合金剪切强度大于160MPa，优选大于 170MPa，TZM合金与石墨的接头剪切强度大于40MPa。
[0038]有益效果
[0039]本专利技术的专利技术人惊奇地发现当靶面和基体面在不同的烧结温度下进行烧结时，可以实现更优异的接头剪切强度。通过本专利技术的方法可将废旧大尺寸 WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘表面的缺陷修补完整，重新焊接石墨部分，修复后的靶盘致密度高、接头剪切强度高，满足X射线管的使用需求，有效实现了废旧阳极靶盘的回收再利用。
具体实施方式
[0040]下面结合实施例对本专利技术作详细说明，下述实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0041]下述实施例所用放电等离子烧结炉为日本Si本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种废旧WRe/TZM/石墨阳极靶盘的修复方法，其包括以下步骤：S1)去除靶盘基体石墨部分；S2)对去除石墨的金属靶盘的上表面和下表面进行机加工处理；S3)对机加工后的金属靶盘进行前处理以清洁待修复的靶盘的上表面和下表面；S4)将处理后的金属靶盘放入石墨模具中，WRe靶面朝上，金属靶盘的上表面上铺一层WRe合金粉末，以及在金属靶盘的下表面下铺一层TZM合金粉末，并对石墨模具进行预压处理；S5)在装配好的石墨模具外围包裹2～3层与石墨模具等高的4～6mm厚的保温碳毡，再将其置于SPS炉腔中，抽真空至5Pa以下，进行烧结连接，即可得到修复的WRe/TZM复合金属靶盘，在SPS烧结过程中，所述WRe靶面和WRe合金粉末层处在高温区，所述靶盘基体的TZM面和TZM合金粉末层处在低温区，其中，所述高温区比所述低温区的温度高100～200℃；S6)将修复后的金属靶盘进行机加工以得到要求的厚度和尺寸；S7)机加工后的金属靶盘采用中间层与石墨进行SPS扩散连接，机加工后即得到WRe/TZM/石墨复合阳极靶盘。2.根据权利要求1所述的修复方法，其中，在步骤S5中，所述高温区和所述低温区是通过石墨模具的壁厚度的差异来实现的。3.根据权利要求1或2所述的修复方法，其中，所述石墨模具分为上部分和下部分，所述WRe靶面和WRe合金粉末层处于所述石墨模具的上部分，而所述靶盘基体的TZM面和TZM合金粉末层处于石墨模具的下部分，并且所述石墨模具的上部分的壁厚度小于所述石墨模具的下部分的壁厚度。4.根据权利要求3所述的修复方法，其中，所述石墨模具的上部分的壁厚度比所述石墨模具的下部分的壁厚度小9～30mm。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的修复方法，其中，步骤S5中的烧结连接工艺为：轴向压力：20～30MPa；升温速率：10～100℃/min；低温区...
【专利技术属性】
技术研发人员：张久兴，余炜，韩翠柳，农滨荣，吴镇旺，
申请(专利权)人：安徽尚欣晶工新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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