一种X射线管阳极靶材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种X射线管阳极靶材制造方法，包括以下步骤，首先，准备阳极头、靶材、中间层焊片、工装底座和限位环等材料，阳极头与中间层焊片提前进行去油清洗、去氧化层清洗及真空高温去气，靶材提前进行去油清洗及真空超高温去气，将中间层焊片放置于靶材和阳极头待焊面中间，采用工装底座和限位环固定，进行真空扩散连接，对待焊面施加0.1

【技术实现步骤摘要】
一种X射线管阳极靶材制造方法


[0001]本专利技术涉及X射线管制造
，尤其涉及一种X射线管阳极靶材制造方法。

技术介绍

[0002]在X射线管制造过程中，阳极靶材是其重要的组成部分，一般由钨板和无氧铜阳极头组成，密封于玻璃真空、陶瓷真空或者金属壳真空系统中，系统真空度一般在10
‑6Pa以上，在X射线管工作过程中，靶材承受高速电子流轰击将不到1％的能量转化为X射线，剩余99％的能量转化为热能，通过与靶材连接的阳极头基底进行传导和辐射耗散掉，工作过程中，靶材靶心瞬时温度可达到1500℃甚至更高，进行导热的阳极头温度一般也会达到500℃甚至更高，这意味着阳极靶材存在高温放气的隐患，而零件释放的残气是造成X射线管打火、真空度下降、失效的重要因素。
[0003]由于传统的靶材和阳极头的钨、铜金属材料物性相差大，无法形成合金相，因而无法通过传统的焊接方式实现其冶金结合，传统的阳极靶材制造主要通过无氧铜熔铸包覆经去气处理的钨板的方式，该方法制备的阳极靶材的铜基底为铸造件，不可避免地会存在铸造孔洞等缺陷，该方式制备的铸靶件还继续要机加工成所需要的结构，机加工和加工件的清洗过程同样会造成钨靶和铜基底的污染，去过气的钨板在存放、铸造、机加工和清洗等制程过程中会吸附气体甚至氧化。而且经铸造后加工处理的整个阳极靶材受限于铜的熔点及饱和蒸气压，在X射线光管的制造过程中，靶材无法真空高温去气彻底，导致阳极钨靶材残气含量高，对X射线管性能和使用寿命造成隐患。
[0004]也有通过钎焊工艺制备阳极靶材的报道，焊料一般为银基钎料或金基钎料，但由于银的饱和蒸气压高，阳极靶材工作过程中会造成大量的银挥发，从而影响X射线管电性能，而金基钎料由于成本较高，同样不适于该工艺的普及。
[0005]鉴于此，X射线管制造工业中需要开发出一种阳极靶材的制备方法，以减少零件的污染、降低工作过程中的高温放气隐患。

技术实现思路

[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种X射线管阳极靶材制造方法。
[0007]本专利技术提出的一种X射线管阳极靶材制造方法，包括以下步骤：
[0008]S1：首先，准备阳极头、靶材、中间层焊片、工装底座和限位环等材料；
[0009]S2：材料准备后，将阳极头依次经过洗涤剂水溶液清洗去除表面油污、电解抛光去除表面氧化膜和毛刺、超声清洗、烘干，并进行真空高温去气处理；
[0010]S3：将靶材经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、烧氢除碳、真空超高温去气处理；
[0011]S4：将中间层焊片经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、真空高温去气处理；
[0012]S5：将工装底座与限位环均经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、真空
高温去气处理；
[0013]S6：然后，将处理后的中间层焊片和靶材依次放置于阳极头的待焊面上，采用工装底座和限位环固定阳极头，对靶材采用重物压块、液压、机械预紧等方式施加压力；
[0014]S7:最后，在真空高温环境完成阳极靶材的扩散连接，扩散焊参数为真空度1.0*10
‑
3Pa以上、温度600～900℃、保温保压时间10min以上，即可完成对阳极靶材的制作。
[0015]优选地，所述靶材的材质包括但不限于钨、镍、铼、钼、银、铑、钯及其合金。
[0016]优选地，所述阳极头的材质包括但不限于无氧铜、弥散强化铜、镍铜、钨铜、钨铁镍以及此类材料的合金或组合件、以及表面有镀层或涂覆层的此类材料、合金或组合件等。
[0017]优选地，所述中间层焊片的材质包括但不限于纯钛、钛合金、铼、钍或其他与阳极头和靶材均存在合金相的金属或合金，或者采用两层或多层中间层焊料，以保证与阳极头和靶材接触层能通过高温扩散产生合金相、且层与层之间也可以产生合金相
[0018]优选地，所述中间层焊片也可通过镀层的形式附着在靶材或阳极头的待焊面上。
[0019]优选地，所述工装底座的材质包括但不限于各类碳钢、不锈钢、模具钢、钼、钨、石墨、陶瓷或其他高熔点、低饱和蒸气压的金属或非金属材质。
[0020]优选地，所述限位环的材质包括膨胀系数低于被包裹材料的各类熔点高于焊接温度、低饱和蒸汽压的各类金属或非金属材料，包括但不限于碳钢、不锈钢、模具钢、钼、钨、石墨、陶瓷等。
[0021]优选地，所述靶材与所述阳极头的装配方式包括但不限于所述靶材嵌入所述阳极头的焊接槽内、所述靶材全覆盖于所述阳极头的待焊表面、所述靶材半覆盖浮于所述阳极头的待焊表面等。
[0022]本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的X射线管阳极靶材制造方法，通过靶材和阳极头固相连接的方式，避免了传统无氧铜熔铸工艺带来的靶材吸气污染、铸造微孔洞缺陷等隐患，制造的阳极靶材材质更加致密、更加清洁。原材料阳极头、靶材及中间层焊片可以分别提前高温去气彻底，零件残气含量低，且该方法制造的阳极靶材不需要进行二次机械加工，即可直接作为阳极零件封入X射线管阳极端，避免了二次机械加工以及后续的抛光、清洗等操作带来的材料污染，尤其是靶材的污染，可以避免因受限于阳极头材质的低熔点和高饱和蒸气压，制造后的阳极靶材无法在高温下真空去气彻底，而靶材表面长期工作在超高温下，存在大量放气以造成射线管打火、击穿等失效隐患。同时，与钎焊制备阳极靶材的方法相比，该方法使用的中间层焊料钛、钛合金等材料，熔点高、饱和蒸低压低，可以有效避免X射线管工作过程中的银挥发或金挥发造成的打火失效等，可以有效地提升X射线管的使用寿命，更适于高温电真空环境中使用。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提出的一种X射线管阳极靶材制造方法的装配结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例1凸显靶材和阳极头连接的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例2凸显靶材和阳极头连接的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例3凸显靶材和阳极头连接的结构示意图。
[0027]图中：1、阳极头；2、靶材；3、中间层焊片；4、工装底座；5、限位环。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]实施例1
[0030]参照图1
‑
2，一种X射线管阳极靶材制造方法，包括以下步骤：
[0031]S1：首先，准备阳极头1、靶材2、中间层焊片3、工装底座4和限位环5等材料；
[0032]S2：材料准备后，将阳极头1依次经过洗涤剂水溶液清洗去除表面油污、电解抛光去除表面氧化膜和毛刺、超声清洗、烘干，并进行真空高温去气处理；
[0033]S3：将靶材2经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、烧氢除碳、真空超高温去气处理；
[0034]S4：将中间层焊片3经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、真空高温去气处理；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线管阳极靶材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：首先，准备阳极头(1)、靶材(2)、中间层焊片(3)、工装底座(4)和限位环(5)等材料；S2：将阳极头(1)依次经过洗涤剂水溶液清洗去除表面油污、电解抛光去除表面氧化膜和毛刺、超声清洗、烘干，并进行真空高温去气处理；S3：将靶材(2)经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、烧氢除碳、真空超高温去气处理；S4：将中间层焊片(3)经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、真空高温去气处理；S5：将工装底座(4)与限位环(5)均经过洗涤剂清洗去除表面油污、酸洗去除氧化膜、真空高温去气处理；S6：然后，将处理后的中间层焊片(3)和靶材(2)依次放置于阳极头(1)的待焊面上，采用工装底座(4)和限位环(5)固定阳极头(1)，对靶材(21)采用重物压块、液压、机械预紧等方式施加合适的焊接压力；S7:最后，在真空高温环境完成阳极靶材的扩散连接，扩散焊参数为真空度1.0*10
‑
3Pa以上、温度600～900℃、保温保压时间10min以上，即可完成对X射线管阳极靶材的制作。2.根据权利要求1所述的一种X射线管阳极靶材制造方法，其特征在于，所述靶材(2)的材质包括但不限于钨、镍、铼、钼、银、铑、钯及其合金等。3.根据权利要求1所述的一种X射线管阳极靶材制造方法，其特征在于，所述阳极头(1)的材质包括但不限于无氧铜、弥散强化铜、镍铜、钨铜、钨铁镍以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳恩会，王昌盛，唐志宏，曹昌伟，
申请(专利权)人：上海超群检测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：