一種無磁性、高強度織構Ni-W合金基帶的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無磁性、高強度織構Ni-W合金基帶的制備方法。本發(fā)明采用真空感應熔煉獲得Ni-9.6at.%W合金鑄錠，對鑄錠進行熱鍛及熱軋，通過一道次的冷軋再結合噴丸處理去掉熱軋坯料表面的氧化皮；通過一定變形量的溫軋、冷軋以及在冷軋過程中引入兩次去應力退火并在冷軋過程中進行縱向剪切帶材的裂邊；最后通過連續(xù)再結晶熱處理成功獲得了無磁性、高強度、強立方織構的百米級Ni-9.6at.%W合金基帶，為實現(xiàn)第二代高溫超導體的工業(yè)化生產奠定了良好的基礎。
【專利說明】—種無磁性、高強度織構N1-W合金基帶的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無磁性、高強度織構N1-W合金基帶的制備方法，屬于高溫涂層導體產業(yè)化織構金屬基帶制備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]以釔鋇銅氧(YBCO)為代表的第二代高溫超導帶材比第一代高溫超導材料具有更高的臨界電流度、高的不可逆場和低的交流損耗等優(yōu)點，因此成為目前最具有可能產業(yè)化應用的超導材料之一。在第二代高溫涂層超導體的制備中，RABiTS技術即壓延輔助雙軸織構基帶制備技術是一種常用的基帶制備技術，對于采用RABiTS路線制備的YBCO涂層導體用的織構基帶而言，不僅需要有強立方織構，而且要具有無磁性、高機械強度。盡管現(xiàn)在百米級N1-5at.%ff合金基帶已經可以商業(yè)化生產,但是由于N1-5at.%ff合金基帶在液氮溫區(qū)仍然具有鐵磁性，機械強度也有待提高，這將限制涂層超導體的進一步廣泛應用，研究表明，隨著W原子含量的提高，鎳鎢合金的機械強度增加，居里溫度降低，當W原子含量達到9%時，鎳鎢合金的居里溫度降低到液氮溫區(qū)以下，因此，高W含量特別是無磁性、高強度的織構鎳鎢合金基帶具有更廣闊的應用價值，而當W原子含量大于5%之后難以通過傳統(tǒng)的基帶制備工藝路線獲得強立方織構，在國際上這類材料是研究的重點和難點。因此，為實現(xiàn)工業(yè)化生產第二代涂層超導體，研究如何采用合適的工藝成功制備高性能的百米級織構N1-9.6at.%ff合金基帶具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為解決目前高鎢含量的鎳鎢合金基帶中磁性、機械強度和立方織構的兼顧問題而提供了一種無磁性、高強度織構N1-W合金基帶的制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術方案為:一種無磁性、高強度織構N1-W合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯
將純度均為99.99%的鎳塊及鎢塊，按照鎢的摩爾百分含量為9.6%進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠在1200°C保溫2.5h后熱鍛成寬X厚為25mmX25mm的還錠,熱鍛后對鍛還進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進行熱軋?zhí)幚恚来巫冃瘟繛?5%-18%，得到厚度為12_14mm的熱軋坯料；
(2)去除熱軋坯料表面的氧化皮
將步驟(1)熱軋后的鎳鎢合金進行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進行噴丸處理去掉表面的氧化皮；
(3)對去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋
將步驟(2)去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋，具體工藝參數(shù)為:在480°C保溫1.5h后軋制，道次變形量為3%-15%，軋制到厚度為5mm的鎳鎢合金；(4)對溫軋后的鎳鎢合金進行冷軋
將步驟(3)溫軋得到的鎳鎢合金采用噴砂后粗糙度Ra=3.2 μ m的工作輥進行冷軋，冷軋兩道次后改用Ra=0.05-0.1 μ m的工作輥冷軋至厚度為50-85 μ m的鎳鎢合金基帶，冷軋過程中的道次變形量均為2%-6%，當冷軋至厚度為2_和0.5mm時分別進行一次去應力退火，退火工藝均為:480°C保溫1.5h，保護氣氛為氮氣，第一次去應力退火后進行一次切邊處理，兩邊的切邊寬度均為2-5mm ；
(5)對冷軋后的鎳鎢合金基帶進行再結晶熱處理 將步驟(4)冷軋后的鎳鎢合金基帶在氮氣保護下于1370-1410°C的溫度保溫3.5h的條件下進行連續(xù)再結晶熱處理制得無磁性、高強度織構N1-W合金基帶。
[0005]通過本發(fā)明的方法制備的無磁性、高強度織構N1-9.6at.%W合金基帶具有以下優(yōu)
點。1、對于高鎢含量的鎳鎢合金而言，難以通過熔煉的方法使鎢原子分布均勻，由于鍛造過程中的動態(tài)再結晶使晶粒細化，產生的晶界較多，本發(fā)明在熱軋保溫時適當延長保溫時間更有利于溶質原子的擴散；
2、在長基帶的制備過程中，通常采用酸洗等工序去除熱軋后坯料表面的氧化皮，這樣既增加了成本又對環(huán)境造成了一定的破壞，本發(fā)明在熱軋后進行一次冷軋使熱軋產生的氧化皮破碎，并結合噴丸處理可以有效去除熱軋坯料表面的氧化皮；
3、在溫軋過程中，隨著基帶厚度的降低，基帶的散熱速度加快，會大大降低溫軋的效果，本發(fā)明采用溫軋軋制到一定的厚度后再結合冷軋中間去應力退火，在最后的連續(xù)再結晶熱處理過程中可以形成強立方織構；
4、在冷軋過程中進行一次切邊，消除了基帶在冷軋過程中的裂邊，避免在軋制過程中的斷帶，另外，在恢復退火之后基帶的硬度適當?shù)亟档?，此時進行切邊可以保證切邊的質量并避免損壞刀片。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明實施例1制得的鎳鎢合金基帶的(001)面極圖，圖2是本發(fā)明實施例2制得的鎳鎢合金基帶的(001)面極圖。
【具體實施方式】
[0007]以下通過實施例對本發(fā)明的上述內容做進一步詳細說明，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。
[0008]實施例1
將純度均為99.99%的鎳塊及鎢塊，按照鎢的摩爾百分含量為9.6%進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠在1200°C保溫2.5h后熱鍛成長X寬X厚為400mmX25mmX25mm的坯錠，熱鍛后對鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進行熱軋?zhí)幚?，道次變形量?5%-18%，得到厚度為12mm的熱軋坯料；將熱軋后的鎳鎢合金進行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進行噴丸處理去掉表面的氧化皮；將前述去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋，具體工藝參數(shù)為:在480°C保溫1.5h后軋制，道次變形量為3%-15%，軋制到厚度為5mm的鎳鎢合金；將前述溫軋得到的N1-9.6at.%ff合金采用噴砂后粗糙度Ra=3.2 μ m的工作輥進行冷軋，冷軋兩道次后改用Ra=0.05-0.1 μ m的工作輥冷軋至厚度為50 μ m的鎳鎢合金基帶，其中，道次變形量均為2%-6%，當冷軋至厚度為2mm和0.5mm時分別進行一次去應力退火，退火工藝為:480°C保溫1.5h，保護氣氛為氮氣，其中，在第一次去應力退火后進行一次切邊處理，兩邊的切邊寬度均為5mm ;將冷軋N1-9.6at.%W合金基帶進行連續(xù)再結晶熱處理，具體工藝為:1370°C保溫3.5h，保護氣氛為氮氣，最終得到了長度達160m的強立方織構N1-9.6at.°麗合金基帶，厚度公差為±1μπι，室溫下的屈服強度達到了 370MPa，該鎳鎢合金基帶表面的(111)面極圖如圖1所示，說明該鎳鎢合金基帶表面獲得了強的立方織構。
[0009]實施例2
將純度均為99.99%的鎳塊及鎢塊，按照鎢的摩爾百分含量為9.6%進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠在1200°C保溫2.5h后熱鍛成長X寬X厚為400mmX25mmX25mm的坯錠，熱鍛后對鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進行熱軋?zhí)幚恚来巫冃瘟繛?5%-18%，得到厚度為14mm的熱軋坯料；將熱軋后的鎳鎢合金進行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進行噴丸處理去掉表面的氧化皮；將前述去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋，具體工藝參數(shù)為:在480°C保溫1.5h后軋制，道次變形量為3%-15%，軋制到厚度為5mm的鎳鎢合金；將前述溫軋得到的N1-9.6at.%ff合金采用噴砂后粗糙度Ra=3.2 μ m的工作輥進行冷軋，冷軋兩道次后改用Ra=0.05-0.1 μ m的工作輥冷軋至厚度為85 μ m的鎳鎢合金基帶，其中，道次變形量均為2%-6%，當冷軋至厚度為2mm和0.5mm時分別進行一次去應力退火，退火工藝為:480°C保溫1.5h，保護氣氛為氮氣，其中，在第一次去應力退火后進行一次切邊處理，兩邊的切邊寬度均為2mm ;將冷軋N1-9.6at.%ff合金基帶進行連續(xù)再結晶熱處理，具體工藝為:1410°C保溫3.5h，保護氣氛為氮氣，最終得到了長度達105m的強立方織構N1-9.6at.°麗合金基帶，厚度公差為±1μπι，室溫下的屈服強度達到了 360MPa，該鎳鎢合金基帶表面的(111)面極圖如圖2所示，說明該鎳鎢合金基帶表面獲得了強的立方織構。
[0010] 以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發(fā)明保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種無磁性、高強度織構N1-W合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯 將純度均為99.99%的鎳塊及鎢塊，按照鎢的摩爾百分含量為9.6%進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠在1200°C保溫2.5h后熱鍛成寬X厚為25mmX25mm的還錠,熱鍛后對鍛還進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進行熱軋?zhí)幚?，道次變形量?5%-18%，得到厚度為12_14mm的熱軋坯料； (2)去除熱軋坯料表面的氧化皮 將步驟(1)熱軋后的鎳鎢合金進行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進行噴丸處理去掉表面的氧化皮； (3)對去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋 將步驟(2)去掉氧化皮后的鎳鎢合金進行溫軋，具體工藝參數(shù)為:在480°C保溫1.5h后軋制，道次變形量為3%-15%，軋制到厚度為5mm的鎳鎢合金； (4)對溫軋后的鎳鎢合金進行冷軋 將步驟(3)溫軋得到的鎳鎢合金采用噴砂后粗糙度Ra=3.2 μ m的工作輥進行冷軋，冷軋兩道次后改用Ra=0.05-0.1 μ m的工作輥冷軋至厚度為50-85 μ m的鎳鎢合金基帶，冷軋過程中的道次變形量均為2%-6%，當冷軋至厚度為2_和0.5mm時分別進行一次去應力退火，退火工藝均為:480°C保溫1.5h，保護氣氛為氮氣，第一次去應力退火后進行一次切邊處理，兩邊的切邊寬度均為2-5mm ； (5)對冷軋后的鎳鎢合金基帶進行再結晶熱處理 將步驟(4)冷軋后的鎳鎢合金基帶在氮氣保護下于1370-1410°C的溫度保溫3.5h的條件下進行連續(xù)再結晶熱處理制得無磁性、高強度織構N1-W合金基帶。
【文檔編號】C22F1/10GK103938031SQ201410183933
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權日:2014年5月5日
【發(fā)明者】劉志勇, 張娜, 宋桂林, 唐亞楠, 楊楓, 韓夢媛, 常方高 申請人:河南師范大學