一種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶及其制備方法。本發(fā)明的技術方案要點為：一種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶，主要由初始原料為采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量小于50%的CuNi合金外層和初始原料為采用真空感應熔煉獲得的W原子百分含量為9%-12%的NiW合金芯層通過放電等離子燒結技術復合而成，所述的CuNi合金外層與NiW合金芯層之間設有由銀粉構成的連接層。本發(fā)明還公開了該無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶的制備方法。本發(fā)明的Cu基合金復合基帶界面結合良好，具有強立方織構，在液氮溫區(qū)無鐵磁性并且具有較高的機械強度。
【專利說明】ー種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高溫涂層超導體織構金屬基帶【技術領域】，具體涉及ー種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶及其制備方法。
【背景技術】
[0002]第二代高溫超導材料由于其具有優(yōu)越的物理性能及潛在的價格優(yōu)勢使得其在電力、交通、軍事等諸多領域有著廣泛的應用價值。RABiTS技術即壓延輔助雙軸織構基帶技術是第二代高溫涂層超導制備的主要技術之一，而作為涂層導體用的最底層即織構金屬基帶是RABiTS技術的關鍵。目前，Ni5W合金基帶容易得到強立方織構，且已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)，但是由于其在液氮溫區(qū)具有鐵磁性，且機械強度不高，不能滿足高性能涂層超導的制備及應用，為了解決以上問題，中國專利CN1408889A (
【公開日】2003.4.9)公開了在Cu中加入重量百分含量小于40%的Ni元素，制備出無磁性的銅鎳合金基帯。由于單層無磁性的銅鎳合金基帶的屈服強度不是很高，只能滿足高溫涂層導體的部分應用，為了解決Cu基合金基帶機械強度的問題，中國專利CN101786352A (
【公開日】2010.07.28)公開了ー種層狀的無磁性Cu基合金復合基帶，該復合基帶的機械強度與單層基帶相比有明顯的提高，但是其外層原料為混合粉末，燒結后坯錠中存在大量的孔洞等缺陷，不利于后續(xù)過渡層及超導層的制備，并且外層原料為混合粉末燒結得到的復合坯錠在后續(xù)要進行高溫長時間的均勻化退火，混合粉末也需要通過高能球磨得到，制備エ藝較復雜，而外層初始原料為熔煉CuNi合金坯錠，芯層為熔煉NiW合金坯錠制備的Cu基合金復合基帶不僅能提高Cu基合金復合基帶的機械強度，同時外層初始原料為熔煉坯錠制備的復合基帶表面缺陷少，初始原料制備エ藝較簡單并容易批量化生產(chǎn)，更有利于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明解決的技術問題是提供了ー種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帯，以滿足更多領域的應用要求。
[0004]本發(fā)明解決的另一個技術問題是提供了一種用于強度更高的織構Cu基合金復合基帶的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案為:ー種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帯，主要由初始原料為采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量小于50%的CuNi合金外層和初始原料為采用真空感應熔煉獲得的W原子百分含量為9%-12%的NiW合金芯層通過放電等離子燒結技術復合而成，其特征在于:所述的CuNi合金外層與NiW合金芯層之間設有由銀粉構成的連接層。
[0006]本發(fā)明所述的無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(I )、復合坯錠的結構設計與模具填充
將采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量小于50%的CuNi合金和W原子百分含量為9%-12%的NiW合金鑄錠經(jīng)過高溫鍛造及線切割，將得到的CuNi合金坯錠和NiW合金坯錠分別定義為A和B，將銀粉定義為C，按A-C-B-C-A的順序分層置于模具中，其中A、C和B的厚度比例為10:1:20^30 ；
(2)復合坯錠的壓制與燒結
采用放電等離子體燒結技術，將已填充了 A-C-B-C-A樣品的模具放入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為700-750°C，時間為5-10min ；
(3)復合坯錠的熱軋
將燒結得到的復合坯錠進行熱軋?zhí)幚?，熱軋溫度?50°C保溫lh，熱軋的道次變形量為109^15%，總變形量為50%飛0%，得到大變形量冷軋前的初始復合坯錠；
(4)復合坯錠的冷軋及再結晶熱處理
將熱軋得到的復合坯錠進行冷軋，道次變形量為1%，總變形量為95%，在整個冷軋過程中，總變形量在50%之前冷軋每道次之后必須保證軋制方向不變，不能顛倒基帶的上下表面或反向軋制，最后采用900°C保溫3(T60min的再結晶熱處理得到無磁性、高強度、強立方織構的Cu基合金復合基帯。
[0007]由于外層的熔煉法制備的CuNi合金與芯層的Ni9%_12%W合金的延展性差別較大，直接采用放電等離子體燒結技術制備得到的復合坯錠界面之間的結合力很差，在隨后的冷軋中很容易開裂，本發(fā)明在真空感應熔煉制備的外層和芯層材料之間加入一定厚度的銀粉作為連接層，可以增加外層和芯層之間的結合強度，并且可以有效地避免后續(xù)熱軋及大變形量冷軋導致的層間開裂。
【專利附圖】

【附圖說明】
`[0008]圖1是本發(fā)明實施例1制得的復合基帶的(001)面極圖，圖2是本發(fā)明實施例2制得的復合基帶的(001)面極圖，圖3是本發(fā)明實施例3制得的復合基帶的(001)面極圖。
【具體實施方式】
[0009]以下通過實施例形式的【具體實施方式】，對本發(fā)明的上述內容做進ー步詳細說明，但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內容實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
[0010]實施例1
將采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量為49%的CuNi合金和W的原子百分含量為9%-12%的NiW合金鑄錠經(jīng)過高溫鍛造及線切割，將得到的CuNi合金坯錠和NiW合金坯錠分別定義為A和B，將銀粉定義為C，按A-C-B-C-A的順序分層置于模具中，其中A、C和B的厚度比例為10:1:20^30 ；
采用放電等離子體燒結技木，將已填充了 A-C-B-C-A樣品的模具放入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為750-800°C，時間為5-10min ；
將燒結得到的復合坯錠進行熱軋?zhí)幚?，熱軋溫度?50°C保溫lh，熱軋的道次變形量為109^15%，總變形量為50%飛0%，得到大變形量冷軋前的初始復合坯錠；
將熱軋得到的復合坯錠進行冷軋，道次變形量為1%，總變形量為95%，在整個冷軋過程中，總變形量在50%之前冷軋每道次之后必須保證軋制方向不變，不能顛倒基帶的上下表面或反向軋制，最后采用900°C保溫60min的再結晶熱處理得到無磁性、高強度、強立方織構的Cu基合金復合基帯。
[0011]該Cu基合金復合基帶表面的(001)面極圖如圖1所示；該Cu基合金復合基帶在室溫下的屈服強度為240MPa，是相應單層CuNi合金基帶的1.9倍。
[0012]實施例2
將采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量為46%的CuNi合金和W的原子百分含量為9%-12%的NiW合金鑄錠經(jīng)過高溫鍛造及線切割，將得到的CuNi合金坯錠和NiW合金坯錠分別定義為A和B，將銀粉定義為C，按A-C-B-C-A的順序分層置于模具中，其中A、C和B的厚度比例為10:1:20^30 ；
采用放電等離子體燒結技木，將已填充了 A-C-B-C-A樣品的模具放入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為750-800°C，時間為5-10min ;將燒結得到的復合坯錠進行熱軋?zhí)幚?，熱軋溫度?50°C保溫lh，熱軋的道次變形量為109^15%，總變形量為50%飛0%，得到大變形量冷軋前的初始復合坯錠；
將熱軋得到的復合坯錠進行冷軋，道次變形量為1%，總變形量為95%，在整個冷軋過程中，總變形量在50%之前冷軋每道次之后必須保證軋制方向不變，不能顛倒基帶的上下表面或反向軋制，最后采用900°C保溫50min的再結晶熱處理得到無磁性、高強度、強立方織構的Cu基合金復合基帯。
[0013]該Cu基合金復合基帶表面的(001)面極圖如圖2所示；該Cu基合金復合基帶在室溫下的屈服強度為220MPa，是相應單層CuNi合金基帶的1.7倍。
[0014]實施例3` 將采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量為43%的CuNi合金和W的原子百分含量為9%-12%的NiW合金鑄錠經(jīng)過高溫鍛造及線切割，將得到的CuNi合金坯錠和NiW合金坯錠分別定義為A和B，將銀粉定義為C，按A-C-B-C-A的順序分層置于模具中，其中A、C和B的厚度比例為10:1:20^30 ；
采用放電等離子體燒結技術，將已填充了 A-C-B-C-A樣品的模具放入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為750-800°C，時間為5-10min ；
將燒結得到的復合坯錠進行熱軋?zhí)幚?，熱軋溫度?50°C保溫lh，熱軋的道次變形量為109^15%，總變形量為50%飛0%，得到大變形量冷軋前的初始復合坯錠；
將熱軋得到的復合坯錠進行冷軋，道次變形量為1%，總變形量為95%，在整個冷軋過程中，總變形量在50%之前冷軋每道次之后必須保證軋制方向不變，不能顛倒基帶的上下表面或反向軋制，最后采用900°C保溫30min的再結晶熱處理得到無磁性、高強度、強立方織構的Cu基合金復合基帯。
[0015]該Cu基合金復合基帶表面的(001)面極圖如圖3所示；該Cu基合金復合基帶在室溫下的屈服強度為210MPa，是相應單層CuNi合金基帶的1.5倍。
【權利要求】
1.ー種無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶，主要由初始原料為采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量小于50%的CuNi合金外層和初始原料為采用真空感應熔煉獲得的W原子百分含量為9%-12%的NiW合金芯層通過放電等離子燒結技術復合而成，其特征在于:所述的CuNi合金外層與NiW合金芯層之間設有由銀粉構成的連接層。
2.—種權利要求1所述的無磁性、高強度織構Cu基合金復合基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)、復合坯錠的結構設計與模具填充 將采用真空感應熔煉獲得的Ni重量百分含量小于50%的CuNi合金和W原子百分含量為9%-12%的NiW合金鑄錠經(jīng)過高溫鍛造及線切割，將得到的CuNi合金坯錠和NiW合金坯錠分別定義為A和B，將銀粉定義為C，按A-C-B-C-A的順序分層置于模具中，其中A、C和B的厚度比例為10:1:20~30 ； (2)復合坯錠的壓制與燒結 采用放電等離子體燒結技術，將已填充了 A-C-B-C-A樣品的模具放入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為700-750°C，時間為5-10min ； (3)復合坯錠的熱軋 將燒結得到的復合坯錠進行熱軋?zhí)幚恚瑹彳垳囟葹?50°C保溫lh，熱軋的道次變形量為10%-15%，總變形量為50%-60%，得到大變形量冷軋前的初始復合坯錠； (4)復合坯錠的冷軋及再結晶熱處理 將熱軋得到的復合坯錠進行冷軋，道次變形量為1%，總變形量為95%，在整個冷軋過程中，總變形量在50%之前冷軋每道次之后必須保證軋制方向不變，不能顛倒基帶的上下表面或反向軋制，最后采用900°C保溫30~60min的再結晶熱處理得到無磁性、高強度、強立方織構的Cu基合金復合基帯。
【文檔編號】B32B37/10GK103496205SQ201310423794
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權日:2013年9月17日
【發(fā)明者】劉志勇, 楊楓, 宋桂林, 張卉, 安義鵬, 常方高 申請人:河南師范大學