[发明专利]一种核医疗屏蔽用钨基合金及其制备方法

说明书

一种核医疗屏蔽用钨基合金及其制备方法，该合金的成分重量百分含量为：钨90~97%、镍1.4~6.5%、铁0.6~2.5%、钛0.5%、锰0.5%。其制备方法，包括原料配制、粉末轧制成形、烧结、形变强化处理。本方法工艺流程简单，制备的核医疗屏蔽用钨基合金的密度为16.8～18.3g/cm3，抗拉强度大于800MPa，延伸率大于15%，制备工艺简单，适合批量化生产。

技术领域

本发明属于难熔金属复合材料技术领域，特别涉及一种核医疗屏蔽用钨基合金及其制备方法。

背景技术

钨基合金由于密度高，吸收高能射线能力强而被作为一种理想的辐射屏蔽材料，使钨基合金成为肿瘤放射性治疗仪的多叶准直器的叶片材料和X射线成像、核医学成像的医学影像设备中准直叶片的最佳材料。由于钨合金准直叶片的厚度一般从0.1mm-1.5mm，材料液相烧结的特性使钨合金在烧结过程中变形较大，直接烧结制备如此厚度的钨合金薄片非常困难，造成原料浪费，因此急需一种简单方便的制备工艺，制备出满足核医疗屏蔽需要的钨基合金板材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核医疗屏蔽用钨基合金及其制备方法，解决了常规钨基合金制备薄板的难题，该材料制备工艺简单、适宜批量生产。

一种核医疗屏蔽用钨基合金，所述的钨基合金的成分重量百分含量为：钨90～97%、镍1.4～6.5%、铁0.6～2.5%、钛0.5%、锰0.5%。

一种核医疗屏蔽用钨基合金的制备方法包括如下步骤：

步骤一，原料配制：将重量占比为：钨90～97%、镍1.4～6.5%、铁0.6～2.5%、钛0.5%、锰0.5%作为原料粉，在混料器中混合10～24小时，混合均匀制成混合粉备用；

步骤二，粉末轧制成形：将混合粉装入粉轧机内轧制成厚度为2～5mm板材，成形后得到相对密度45～60%的预制坯；

步骤三，烧结：将预制坯在氢气保护气氛下烧结，烧结温度为1400～1600℃，保温时间为1～3小时，得到烧结坯料；

步骤四，形变强化处理：烧结坯料在800～900℃保温0.5～1小时，使其变形量达到30～70%，得到最终的核医疗屏蔽用钨基合金。为获得核医疗屏蔽用钨基合金板材，发明中通过在常规钨合金成分中添加部分钛和锰提高合金的强度和塑性,因为钛和钨可以实现无限固溶，对钨颗粒起到强化作用，而锰元素的添加可以降低粉末中的氧含量，从而合金的整体强度得到提高。通过调整材料成分配比，制备的钨基合金的密度为16.85～18.35g/cm3，抗拉强度大于800MPa，延伸率大于15%。

所述原料粉中钨粉粒度为2.0～3.0μm，镍粉粒度为2.3～3.5μm，铁粉、钛粉、锰粉粒度为3.5～6.0μm。

本发明的优点在于：

1、原料采用常规钨、镍、铁、钛、锰粉末生产，易于购买；

2、制备工艺为粉末冶金工艺，简单易于操作；

3、制备的核医疗屏蔽用钨基合金的密度为16.8～18.3g/cm3，成分中无对环境有害元素，不会造成环境造成污染，制备工艺简单，适合批量化生产。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为核医疗屏蔽用钨基合金微观组织图。

具体实施方案

下面结合附图具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种核医疗屏蔽用钨基合金的制备方法包括如下步骤：

步骤一，原料配制：钨粉粒度为2.0 ～3.0μm，镍粉粒度为2.3～3.5μm，铁粉粒度为3.5～6.0μm，钛粉、锰粉粒度为3.5～6.0μm，原料重量成分比为：钨：90%、镍:6.5%、铁:2.5%、钛:0.5%、锰：0.5%，在混料器中混合10小时，混合均匀制成混合粉备用；