DE2522816A1 - METHOD OF MANUFACTURING A STRATIFIED ROTARY ROYAL ANODE AND ANODE OBTAINED BY THIS METHOD - Google Patents

Description

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auda/va/asch 20.5.75auda / va / asch 5/20/75

Dipl.-ΙπΓ.. ί-Ηππ-Ι; Hartmann 2522816Dipl.-ΙπΓ .. ί-Ηππ-Ι; Hartmann 2522816

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Λ ^Uk₁ vcm; -'22.5.75Λ ^ Uk ₁ vcm; -'22.5.75

Verfahren zur Herstellung einer goschichtetcn Röntgen— drehanode und durcli dieses Verfahren erhaltene Röntgen— drehanode.Process for the production of a layered X-ray rotating anode and X-ray obtained by this process. rotating anode.

Die Erfindung bezieht sich auf e in Verfahren zur Herstellung einer geschichteten Röntgendrehanode mit einer Auftreffflache für die Elektronen aus einer Legierung von Wolfram mit Rheniiim oder einem Metall aus der -Gruppe der Platinmetalle und einem im wesentlichen aus Molybdän bestehenden Trägerkörper. Unter einem Metall aus der Gruppe der Platinmetalle ist ein Metall aus der durch Osmium, Iridium, Platin, Ruthenium, Rhodium und Palladium gebildeten Gruppe zu verstehen.The invention relates to e method for producing a layered in X-ray rotary anode having a Auftreffflache for the electrons of an alloy of tungsten with Rheniiim or a metal from the group of platinum metals and a group consisting essentially of molybdenum carrier body. A metal from the group of platinum metals is to be understood as meaning a metal from the group formed by osmium, iridium, platinum, ruthenium, rhodium and palladium.

Derartige Röntgendrohanoden können dadurch erhalten werden, dass gesinderte oder gegossene Scheiben aus den erwähnten Materialien mittels eines schnell verformenden Schlagvorgangs unter gleichzeitiger Durchmesservergrösserung und Dickenhex^absetzung der beiden scheibenförmigen Teile miteinander' verbunden werden.Such X-ray microhanodes can be obtained in that sintered or cast disks from the materials mentioned by means of a rapidly deforming impact process with simultaneous Enlargement of the diameter and the offset of the thickness two disc-shaped parts connected to each other ' will.

Unter einem schnell verformenden Schlagvorgang ist in diesem Zusammenhang ein VerformungsVorgang zu verstehen, bei dem mit einer geringen Anzahl von Schlägen,Under a rapidly deforming impact process In this context, a deformation process is too understand where with a small number of blows,

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vorzugsAireise mit einem einzigen Schlag grossen Energie— Inhalts, ein Werkstück verforrnt wird. Vorriclitun^en zum Durchführen eines derartigen Verfahrens sind an sich bekannt und käuflich erhältlich. Sehr günstige Ergebnisse lassen sich mit einer Maschine erzielen, bei der die Pressblöcke mit grosser Geschwindigkeit mit Hilfe von Gasdruck zueinander hin bewegt worden (sogenannte pneumatisch-mechanis-che Maschinen) .preferential air travel with a single stroke of great energy— Content, a workpiece is deformed. Vorriclitun ^ s for Carrying out such a method are known per se and are commercially available. Very favorable results can be achieved with a machine in which the press blocks at high speed with the help moved towards each other by gas pressure (so-called pneumatic-mechanical machines).

Um Oxidation bei Erhitzung auf die Verformungs— temperatur und während der Verformung zu verhindern, werden die miteinander zu verbindenden Scheiben gewöhnlich in einer um die Scheiben passenden dünnwandigen Umhüllung aus einem während der genannten Behandlungen nicht schmelzenden und in bezug auf die miteinander zu verbindenden Scheiben inerten Material angeordnet. Eine derartige Umhüllung kann z.B. aus einem durch Tiefziehen erhaltenen Molybdäntopf bestehen, der mit einem auf gleiche Weise ei-haltenen Deckel versehen ist.To prevent oxidation when heated to the deformation temperature and during deformation, the disks to be connected to one another are usually in a thin-walled one that fits around the disks Envelope made of a non-melting during the said treatments and with respect to each other to be connected disks inert material arranged. Such a sheath can, for example, consist of a through Deep drawing obtained molybdenum pot exist, which is provided with an egg-holding lid in the same way.

Nach dem Miteinanderverbinden der Scheiben mittels des schnell verformenden Schlagvorgangs wird aus dem erhaltenen geschichteten Körper eine Scheibe mit dem gewünschten Durchmesser gedreht. Die verbleibenden Teile der -Umhüllung werden nun entfernt, wonach ein Rand, der die Auftrefffläche für die Elektronen bildenAfter the panes have been connected to one another by means of the rapidly deforming impact process a disk from the layered body obtained turned to the desired diameter. The remaining parts of the envelope are now removed, after which a Edge that forms the point of impact for the electrons

diesel· soll, in einer Presse abgebogen wird, wobei/ßand bereits möglichts unter den gewünschten Winkel zu der Fläche der Anode gebracht wird. Der richtige Wert des Winkels zwisehen der Auftrefffläche und der Stirnfläche derdiesel should be bent in a press, with / ßand already as possible at the desired angle to the surface the anode is brought. The correct value of the angle between the impact surface and the face of the

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Anode wird schliesslich durch Abschleifen der Randoberfläche erhalten.Finally, the anode is obtained by grinding the edge surface.

Beim Entfernen der Umhüllung, beim Rein- und Glattschleifen des geschichteten Körpers und bei dem Vorgang, bei dem die Auftreffflache durch Schleifen unter den richtigen Winkel gebracht wird, wird eine grosse Menge Material abgetragen. Die Scheibe, axis der die Auftreffläche für die Elektronen gebildet wird, kann z.B. aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung bestehen, die bis zu 10 Gew.$ Rhenium enthält. Rhenium und die Metalle aus der Gruppe der Platinmetalle, die ebenfalls als Legierungsmetall für die Auftreffflache vorgeschlagen worden sind, sind kostspielig. Aus dem Abrieb lassen sie sich aber schwer wiedergewinnen.When removing the cover, when grinding the layered body clean and smooth, and when Process in which the impact surface by grinding is brought under the correct angle, a large amount of material is removed. The disc, axis the the impact surface for the electrons is formed, can e.g. consist of a tungsten-rhenium alloy that contains up to 10% rhenium by weight. Rhenium and the Metals from the group of platinum metals, which are also proposed as alloy metals for the impact surface are costly. However, they are difficult to recover from the abrasion.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Ilerstellung von Röntgendrehanoden zu schaffen, bei dem die Verluste an kostspieligen Metallen beschränkt werden.The aim of the invention is to provide a method for producing of X-ray rotating anodes in which the losses of expensive metals are limited.

Dies wird mit einem Verfahren erreicht, das nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass eine geschichtete.Scheibe mit einer oberen Schicht aus Wolfram, Molybdän oder einer Legierung dieser Metalle und einer darunter liegenden endgültig die Auftrefffläche für die Elektronen bildenden Schicht mit der von der oberen Schicht abgekehrten Seite mittels des schnell verformeiidon Schlagvorgangs mit dem Trägerkörper verbunden wird, wonach durch mechanische Bearbeitung aus dem erha!tenen geschichteten Körper eine Drehanode unter Entfernung dxii- oberen Schicht hergestellt wird.This is achieved with a method which, according to the invention, is characterized in that a layered disk with an upper layer of tungsten, molybdenum or an alloy of these metals and an underlying finally the impact surface for the electron-forming layer with that of the upper The side facing away from the layer is connected to the carrier body by means of the rapidly deforming impact process, after which a rotary anode is produced from the layered body obtained by mechanical processing while removing the upper layer.

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ΓHN 7*3-7 20.5.75ΓHN 7 * 3-7 5/20/75

In dei" Praxis wird der schnell verforniende Schlagvorgang vorzugs\>reise mittels eines einzigen Schlages grossen Energieinhalts durchgeführt. Es hat sich herausgestellt, dass dabei die Pressblöcke gewöhnlich nicht sofort nach dem Schlag zur Ruhe kommen, sondern eine oder mehrere Vibrationen vollführen können. Dabei können Teile des Topfes von dem geschichteten Körper losgerissen, aufgerollt und gefaltet und mit der doppelten Dicke gegen den Körper gepresst werden, wodurch sich in der Oberfläche des Körpers Gruben bilden. Bei Beschädigungen des schützenden Topfes während des Schlagvorgangs kann während der anschliessenden Abkühlung Luft in den Topf eindringen und die Materialien an der Oberfläche des geschichteten Körpers oxidieren. Beim Wegschleifen des Topfes und der genannten Unebenheiten und Oxidationsschichten kann eine verhältnismässig grosse Menge des Legierungsmetalls, wie Rhenium, das zu einem wesentlichen Teil den Selbstkostenpreis einer Drehanode bestimmen kann, verloren gehen. All diese Nachteile werden vermieden, wenn nach der Erfindung eine obere Schicht aus Wolfram, Molybdän oder einer Legierung dieser Metalle verwendet wird. Die Dicke der Schicht wird dabei derart gewählt, dass die Unebenheiten in der Oberfläche, die sich während des schnell verformenden Schlagvorgangs bilden können, völlig in der oberen Schicht aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung cuifgenommen werden, und dass eine etwaige Oxidation der oberen Schicht nicht derart weit fortscliroiton kann,In practice, the rapidly deforming striking process preferential travel by means of a single stroke carried out with a large energy content. It has been found that the press blocks usually do not come to rest immediately after the impact, but can perform one or more vibrations. Here you can Portions of the pot torn loose from the layered body, rolled up and folded and with twice the thickness pressed against the body, causing pits to form in the surface of the body. In case of damage of the protective pot during the beating process can air into the during the subsequent cooling Penetrate pot and oxidize the materials on the surface of the layered body. When grinding away of the pot and the bumps and oxidation layers mentioned, a relatively large amount of the Alloy metal, such as rhenium, which become an essential Part of the cost price of a rotating anode can be lost. All of these drawbacks are avoided if, according to the invention, an upper layer made of tungsten, molybdenum or an alloy of these Metals is used. The thickness of the layer is chosen so that the unevenness in the Surface that is deforming rapidly during the Impact process can form, taken entirely in the upper layer of molybdenum or a molybdenum alloy and that any oxidation of the upper layer cannot cliroiton so far

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dass die unterliegende Schicht aus Wolfraiiunit Rhenium oder einem Metall aus der Gruppe der Platinmetalle angegriffen werden kann.'that the underlying layer of Wolfraiiunit rhenium or a metal from the group of platinum metals can be attacked. '

Bed/! em erfindungsgemässen Verfahren wird der Unterschied in Farbe oder in Schattierung derselben Farbe zwischen den verschiedenen völlig odor teilweise wegzuschleifenden Schichten aus verschiedenen Metallen und Legierungen dazu benutzt, festzustellen, ob eine genügende Materialmenge von der oberen Schicht abgeschliffen ist.Bed /! The inventive method is the Difference in color or in shade of the same color between the different completely odor partially Layers of different metals to be ground away and alloys are used to determine if a sufficient amount of material has been abraded from the top layer is.

Die geschichtete Scheibe, die mit dem Trägerkörper verbunden werden wird, kann durch Zusammenschmieden vorgesinterter gegossener Scheiben, durch Aufspritzen von Schichten auf vorgesinterte oder gegossene Scheiben, z.B. durch Plasmaspritzenund Nachsinterung der aufgespritzten Schicht, erhalten werden. Vorzugsweise wird ein geschichteter Sinterkörper verwendet, der dadurch erhalten wird, dass Schichten aus Pulver der in Betracht kommenden Metalle oder Legierungen nach Kompression in einer Pressform gesintert werden. Um, wenn dies in der Präzis erforderlich ist, eine bessere Haftung odor eine gloichmässigere Durchnies servergrösserung der geschichteten Scheibe und des Trägerkörpers während des- schnell verformenden Schlagvorgangs zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, wenn die geschichtete Scheibe aus drei oder mehr Schichtenj und zwar der bereits beschriebenen oberen Schicht, einer endgültig die Auftrofffläche" bildenden Schicht und einer oderThe layered disk that will be bonded to the support body can be forged together pre-sintered cast discs, by spraying layers on pre-sintered or cast discs, e.g. by plasma spraying and subsequent sintering of the sprayed-on layer. Preferably a layered sintered body is used, which is obtained by layering powder of the eligible metals or alloys are sintered after compression in a press mold. Around, If this is required in the precision, a better adhesion or a more global size of the server enlargement the layered disc and the carrier body To achieve during the fast deforming impact process, it can be advantageous if the layered Disc of three or more layers, namely the upper layer already described, one final the layer forming the application surface and one or

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mehr Schichten besteht, deren Vei'forrabarkeitseigenschaften zwischen denen des Trägerkörpers und denen der Schicht liegen, aus der die Auftreffflache gebildet wird. Eine geeignete geschichtete Scheibe besteht z.B. aus einer oberen Schicht aus Wolfram, einer Z\\rischenschicht aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung zur Bildung der Auftreffflache (z.B. 95,5 Gewichtsteilen W und 4,5 Gewicht s te ilen ELe) und einer unteren Schicht aus Wolfram. Wenn, wie im vorliegenden Beispiel, die obere Schicht und die untere Schicht aus demselben Material bestehen, wird beim Sintern das Krunimziehen der geschichteten Scheibe vermieden. Die gleichen Ergebnisse wurden mit einer oberen Schicht erzielt, die aus einer Legierung von 50 Gew. $> W und 50 Gew. ^ Mo bestand. Ausserdem wird während des Schmiedevorgangs eine gleichmässigere Durchmesservergrösserung aller Schichten erhalten.there is more layers, whose verifiability properties lie between those of the carrier body and those of the layer from which the impact surface is formed will. A suitable layered disk consists, for example, of an upper layer of tungsten, a temporary layer made of a tungsten-rhenium alloy to form the impact surface (e.g. 95.5 parts by weight W and 4.5 weight parts are made up of ELe) and a lower layer Tungsten. If, as in the present example, the upper layer and the lower layer are made of the same material exist, the crumbling of the layered ones becomes during sintering Disc avoided. The same results were obtained with a top layer made of an alloy of 50 wt. $> W and 50 wt. ^ Mo consisted. Besides that a more uniform increase in the diameter of all layers is obtained during the forging process.

Das evfindungsgemässe Verfahren bietet weiter noch den Vorteil, dass ein Erzeugnis erhalten werden kann, das besser als bei Anwendung des bekannten Verfahrens die Anforderungen in bezug auf die Gleichmässigkeit der Dicke der die Auftreffflache für die Elektronen bildenden Schicht erfüllen kann. Zu diesem Zweck wird auf folgende Weise verfahren.The process according to the invention offers further nor the advantage that a product can be obtained that is better than when using the known method the requirements related to the uniformity of the thickness of the impact surface for the electrons forming layer can meet. To do this, the following procedure is used.

Nach Entfernung der verbleibenden Teile der Umhüllung von der Scheibe, die aus dem bei dem Verforinungsvorgang erhaltenen geschichteten Körper .gedreht worden ist, wird die obere Schicht bis auf die Auftreffflächenschicht weggeschliffen und dor Rand in einer PresseAfter removing the remaining parts of the casing from the disc, which resulted from the deformation process layered body obtained is, the top layer is down to the landing layer sanded away and the edge in a press

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abgewinkelt. Die Dicke der Auftreffflächenschicht wird mit Hilfe eines Schliffes eines Schnittes senkrecht zu der Oberflache dos geschichteten Körpers bestimmt. Dann liegt fest, welcher Betrag der Dicke der Auftreffflächenschicht nach Abwinkelung des Randes maximaJ,4abgetragen werden kann, um zu sichern,' dass diese Fläche in die richtige Lage in bezug auf den Mittelteil der Drehanode gebracht wird.angled. The thickness of the impingement surface layer is determined with the aid of a polished section of a section perpendicular to the surface of the layered body. Then it is established which amount of the thickness of the impingement surface layer can be removed maximaJ, 4 after the edge has been angled, in order to ensure that this surface is brought into the correct position in relation to the central part of the rotating anode.

Die Erfindung wird nachstellend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is adjusted to one embodiment explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 teilweise im Schnitt einen Topf, in dem sich zwei aufeinander gelegte Scheiben befinden;Fig. 1, partially in section, a pot in which there are two discs placed on top of one another;

Fig. 2 teilweise im Schnitt einen geschichteten Körper mit den verbleibenden Teilen des Topfes; Fig. 3 einen geschichteten. Körper, und Fig. h im Schnitt eine Drehanode.Fig. 2 shows, partially in section, a layered body with the remaining parts of the pot; Fig. 3 is a layered one. Body, and FIG. H shows a rotary anode in section.

Eine Scheibe 1 aus einer Legierung von Molybdän mit Titan und Zirkon (Handelsname TZM) und ein geschichteter scheibenförmiger Sinterkörper (2, J, h), dessen Schicht 3 endgültig die Auftreffflache für die Elektronen der Röntgendrehanode bilden wird und aus einer Vofrara-Rlienium-Legierung mit 4,5 Gew.% Re besteht, dessen Schicht h die obere Schicht aus Wolfram und dessen Schicht 2 die ebenfalls aus Wolfram bestehende untere Schicht bildet, werden in einem Topf angeordnet, der aus zwei ineinander passenden Teilen 5 und 6 aus Molybdän besteht. Die Teile 5 und 6 können z.B. durchA disk 1 made of an alloy of molybdenum with titanium and zirconium (trade name TZM) and a layered, disk-shaped sintered body (2, J, h), the layer 3 of which will ultimately form the impact surface for the electrons of the X-ray rotary anode and made of a Vofrara-Rlienium alloy with 4.5 wt.% Re, the layer h of which forms the upper layer made of tungsten and the layer 2 of which forms the lower layer also made of tungsten, are placed in a pot consisting of two parts 5 and 6 made of molybdenum that fit into one another. The parts 5 and 6 can for example by

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PIIN 75·'?7PIIN 75 '? 7

^2O·⁵·" ^2O · ⁵ · "

Tiefziehen hergestellt sein. Wenn die Abmessungen der Scheiben 1 und (2, 3, ^) und die Abmessungen der zylindrischen Teile 5 und<6 derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine vorzugsweise saugende gegenseitige Passung der Teile erhalten wird, wird die Zufuhr von Luft zu den .Scheiben 1 und (2, 3> *0 und damit die Oxidation dieser Teile während des schnell verformenden Schlagvorgangs in erheblichem Masse verringert.Be made deep drawing. When the dimensions of the disks 1 and (2, 3, ^) and the dimensions of the cylindrical parts 5 and <6 are matched to one another in such a way that a preferably sucking mutual fit of the parts is obtained, the supply of air to the disks 1 and (2, 3> * 0 and thus the oxidation of these parts during the rapidly deforming impact process is reduced to a considerable extent.

Fig. 2 zeigt die" Situation, die nach Verformung mittels des Schlagvorgangs erhalten ist. Die Bezugsziffern 1a, 2a, 3a, und ha. bezeichnen, dass die betreffenden Teile aus den Scheiben 1 bzw. (2, 3, h) bei dem schnell verfornienden Schlagvorgang erhalten sind, wobei ausserdem die Haftung zwischen der Scheibe 1A und der Schicht 2A der geschichteten Scheibe (2a, 3a j ^a) erhalten wird. Der verbleibendende Teil 7 der zylindrischen Teile 5 und 6 wird dixrch Schleifen entfernt und aus dem verbleibenden geschichteten Körper wird die in Fig. 3'gezeigte Scheibe mit kleinerem Durchmesser gedreht; 1a, 2a, 3a und ha. haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2. Durch das Abwinkein des Randes 7 in einer Presse, das Vegschleifen der Schicht 4a und das Anbringen einer öffnung 8 wird endgültig die in Fig. k im Schnitt dargestellte Drehanode erhalten.Fig. 2 shows the "situation that is obtained after deformation by means of the impact process. The reference numerals 1a, 2a, 3a, and ha. Denote that the parts in question from the disks 1 or (2, 3, h) in the fast The remaining part 7 of the cylindrical parts 5 and 6 is removed by grinding and out of the remaining layered one Body is rotated the disc shown in Fig. 3 'with a smaller diameter; 1a, 2a, 3a and ha. Have the same meaning as in Fig. 2. By bending the edge 7 in a press, grinding the layer 4a and that If an opening 8 is made, the rotary anode shown in section in FIG. K is finally obtained.

Der geschichtete scheibenförmige Sinterkörper wird dadurch erhalten, dass Schichten aus Pulvern von Wolfram, Wolfram-Rhenium-Leg.i cruiig und Wolfram über-The layered disk-shaped sintered body is obtained in that layers of powders of tungsten, tungsten-rhenium alloy, cruiig and tungsten

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pun 7^r,:>7 20..5. 73 pun 7 ^r ,:> 7 20..5. 73

einander in einer Pressform angebracht, gepresst und gesintert werden, bis ein zusammenhängendes Gebilde erhalten ist.attached to each other in a mold, pressed and sintered until a coherent structure is preserved.

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Claims (3)

PIIN 20.5.75 PIIN 5/20/75 PATENTANSPRUECIIE :PATENT CLAIM: ί 1 .J Verfahren zur Herstellung einer geschichteten Röntgendrehanode mit einer Auftrofffläche für die Elektronen aus einer Legierung von Wolfram mit Rhenium oder einem Metall aus der Gruppe der Platinmetalle und einem im wesentlichen aus Molybdän bestehenden Trägerkörper, bei dem Scheiben aus den genannten Materialien mittels eines schnell verformenden Schlagvorgangs unter gleichzeitiger Durchmesservergrösserung und Dickenherabsetzung miteinander verbunden werden und dann der erhaltene geschichtete Körper durch mechanische Bearbeitung in die für eine Röntgendrehanode gewünschte Form gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschichtete Scheibe mit einer oberen Schicht (h) aus Wolfram, Molybdän oder einer Legierung dieser Metalle und einer darunter liegenden; endgültig die Auftreffflache für die Elektronen bildenden Schicht (3) mit der von der oberen Schicht abgekehrten .Seite (2) mittels des schnell verformenden Schlagvorgangs md t dem Trägerkörper (1) verbunden wird, wonach durch mechanische Bearbeitung aus dem erhaltenen geschichteten Körper eine Drehanode unter Entfernung der oberen Schicht (4a) hergestellt wird. . 'ί 1. J Process for the production of a layered X-ray rotary anode with an impact surface for the electrons made of an alloy of tungsten with rhenium or a metal from the group of platinum metals and a carrier body consisting essentially of molybdenum, in which disks made of the materials mentioned by means of a rapidly deforming impact process simultaneous increase in diameter and decrease in thickness are connected to one another and then the layered body obtained is brought into the shape desired for an X-ray rotary anode by mechanical processing, characterized in that a layered disk with an upper layer (h) made of tungsten, molybdenum or an alloy of these metals and one below; Finally, the impact surface for the electron-forming layer (3) is connected to the side (2) facing away from the upper layer by means of the rapidly deforming impact process md t the carrier body (1), after which a rotating anode is placed underneath the layered body obtained by mechanical processing Removal of the top layer (4a) is made. . ' 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Zusammensinterung von Schiebten aus Pulvern der betreffenden Metalle und/oder Legierungen erhaltene geschichtete Scheibe (2, 3, Ό verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that one by sintering together slides made of powders of the metals and / or alloys concerned obtained layered disc (2, 3, Ό is used. 3. Röntgendrehanode, die durch die Verfahren nach3. X-ray rotating anode produced by the method according to 509849/0770509849/0770 PIiN 73<"7 20.3.75PIiN 73 <"7 3/20/75 den Ansprüchen 1 und 2 einhalten ist.claims 1 and 2 must be complied with. 5098^9/07705098 ^ 9/0770 LeerseiteBlank page