專利名稱：一種無磁性立方織構(gòu)NiV金復合基帶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高溫涂層超導體用立方織構(gòu)鎳基合金復合基帶的制備方法，屬于高溫涂層超導基帶制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著超導技術(shù)在我們生活中廣泛應用(例如超導變壓器、超導電機、超導濾波器和超導磁懸浮列車等)，科學界越來越關(guān)注如何去制備ー種在高場下具有高的臨界電流密度的超導體以應用到需求更苛刻的環(huán)境條件下(例如電磁軌道炮和托卡馬克裝置)。自從上世紀80年代第二代高溫超導體(釔鋇銅氧(YBa2Cu3CVx))被科學家發(fā)現(xiàn)以來，其高場下較高的電流密度得到了業(yè)界廣泛的關(guān)注。在應用RABiTS路線制備ニ代涂層超導體中，制備高立方織構(gòu)含量、無磁性、高強度的基帶是獲得高性能涂層導體的關(guān)鍵。 目前，NiW合金基帶是科學界研究最廣泛的基帶材料之一。但單層的NiW合金基帶難以兼顧高立方織構(gòu)含量、無磁性、高強度這幾點需求；而NiV合金基帶由于其隨著V的原子百分含量増加層錯能變化不大易于得到無磁性和高立方織構(gòu)的基帯。鑒于此，將這兩種熔煉得到的坯錠通過熱疊軋復合方法是ー種制備無磁性立方織構(gòu)Ni基合金復合基帶行之有效的思路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了ー種無磁性立方織構(gòu)NiV合金復合基帶的制備技術(shù)，其特征在于，具體步驟如下(I)將純度均為99. 9%以上的Ni塊和W塊，分按照Ni的摩爾百分含量為88% 91%和W的摩爾百分含量為9% 12%配比；將這兩種原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-W鑄錠；然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-W坯錠，記為B ；將純度均為99. 9%以上的Ni塊和V塊，分按照Ni的摩爾百分含量為88% 91 %和V的摩爾百分含量為9% 12%進行配比；將這兩種原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-V鑄錠，然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-V坯錠，記為A ；(2)將步驟(I)中的坯錠A和B表面機械去氧化皮并拋光，控制表面粗糙度< 0. 005mm以便疊軋時能將板順利結(jié)合在一起，用こ醇或丙酮超聲波清洗；按照相同尺寸，并且厚度比為1: (I 3) I的A-B-A結(jié)構(gòu)整齊地疊放在一起，并用氬弧焊將三塊坯錠的側(cè)面焊合固定，將得到的復合坯錠的一端機械加工成錐形以便軋制時咬入；(3)將復合坯錠置于熱處理爐中加熱，同時通入保護氣氛；升溫速率為5°C /min,升溫至1000° C 1200°C并保溫Ih 2h ;同時，將軋輥預熱到200° C 400° C ；(4)將加熱后的復合坯錠取出，并采用連續(xù)熱軋技術(shù)立即以道次變形量為20% 40%進行2 3道次的熱軋，控制初軋溫度為1000° C 1200°C，終軋溫度為700°C 800° C，將復合坯錠緊密疊軋結(jié)合在一起；將熱軋后的坯錠機械去氧化皮，切去板材的邊裂和毛刺(以防后續(xù)溫軋時層間和表面開裂)，得到A-B-A結(jié)構(gòu)的初始復合坯錠；
(5)將⑷中得到的初始復合坯錠放入有保護氣氛的熱處理爐中加熱，升溫速率為5° C/min，升溫至400° C 500°C并保溫0. 5h 2h ;然后以道次變形量為5% 10%進行溫軋，每軋一次就回爐，保證每道次溫軋溫度為400° C 500° C并控制總形變量大于95% ;最終獲得0.1mm 0. 3mm厚的溫軋基帶；(6)將疊軋、溫軋后的溫軋基帶放入有保護氣氛的熱處理爐中進行兩步退火，首先升溫至600°C 800°C保溫0. 5h使立方晶粒先形核，然后升溫至1000°C 1300°C保溫I 3h使立方晶?？焖匍L大并使疊軋的結(jié)合層的元素快速擴散起到強化界面結(jié)合力的作用，最終得到一種涂層導體用Ni基合金復合基帯。以上步驟(I)、(3)、(5)、(6)中所用到的保護氣氛均為濃度達到99. 9%以上的高
純IS氣。 本發(fā)明的關(guān)鍵在于制定ー種特殊的涂層導體用鎳鎢、鎳釩合金復合基帶的制備エ藝；利用外層釩原子百分含量在9%以上的鎳釩合金獲得無磁性和高立方織構(gòu)，利用芯層鎢原子百分含量在9%以上的鎳鎢合金獲得無磁性和高強度；由此獲得性能優(yōu)異的復合基帶。采用連續(xù)熱疊軋并溫軋的方法，本發(fā)明可以實現(xiàn)高性能復合基帶的大規(guī)模エ業(yè)化生產(chǎn)。


圖1、復合基帶制備流程示意圖；圖2、實施例1中制備的Ni基復合基帶再結(jié)晶退火后的(001)和(111)晶面極圖；圖3、實施例2中制備的Ni基復合基帶再結(jié)晶退火后的(001)和(111)晶面極具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明做進ー步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例，復合基帶制備流程示意圖見圖1。實施例1 :將純度均為99. 99%的Ni塊、W塊按照原子百分含量比為91 9的比例配比，將純度均為99. 99%的Ni塊、V塊按照原子百分含量比為91 9的比例配比，將這兩種不同配比的原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-W和N1-V兩種鑄錠；然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-W和N1-V兩種坯錠(分別記為B和A);將上述坯錠表面機械去氧化皮并拋光，用こ醇或丙酮超聲波清洗；按照相同尺寸，厚度比為1:1 :1的A-B-A結(jié)構(gòu)疊放在一起，并用氬弧焊將三塊坯錠的側(cè)面焊合固定，將復合坯錠的一端機械加工成錐形以便軋制時咬入；將疊合好的坯錠置于熱處理爐中加熱，同時通入高純氬；升溫速率為5°C /min，升溫至1000° C并保溫Ih;同時，將軋輥預熱到200°C ;將加熱后的復合坯錠取出，并采用連續(xù)熱軋技木立即以道次變形量為35%進行2道次的熱軋，控制初軋溫度為1050° C，終軋溫度為750°C，將復合坯錠緊密疊軋結(jié)合在一起；將熱軋后的坯錠機械去氧化皮，切去板材的邊裂和毛刺，得到A-B-A結(jié)構(gòu)的初始復合坯錠；將其放入有保護氣氛的熱處理爐中加熱，升溫速率為5° C/min，升溫至400° C并保溫Ih ;然后以道次變形量為7%進行溫車し每軋一次即回爐，保證每道次溫軋溫度為400°C，總形變量為97%;最終獲得0.1mm厚的溫軋基帶；將疊軋、溫軋后的復合基帶放入通有高純氬的熱處理爐中進行多步退火；首先升溫至700° C保溫0.5h;然后升溫至1100°C保溫2h;隨爐降溫。該復合基帶的(001)和(Ill)晶面的極圖如圖2所示，由圖2可知，該合金基帶具有強立方織構(gòu)。實施例2 將純度均為99. 99%的Ni塊、W塊按照原子百分含量比為88 12的比例配比，將純度均為99. 99%的Ni塊、V塊按照原子百分含量比為88 12的比例配比，將這兩種不同配比的原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-W和N1-V兩種鑄錠；然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-W和N1-V兩種坯錠(分別記為B和A);將上述坯錠表面機械去氧化皮并拋光，用こ醇或丙酮超聲波清洗；按照相同尺寸，厚度比為1: 1.5 I的A-B-A結(jié)構(gòu)疊放在一起，并用氬弧焊將三塊坯錠的側(cè)面焊合固定，將復合坯錠的一端機械加工成錐形以便軋制時咬入；將疊合好的坯錠置于熱處理爐中加熱，同時通入高純氬；升溫速率為5° C/min，升溫至1150°C并保溫1.5h;同時，將軋輥預熱到350° C ;將加熱后的復合坯錠取出，并采用連續(xù)熱軋技術(shù)立即以道次變形量為30%進行3道次的熱軋，控制初軋溫度為1150° C，終軋溫度為850°C，將復合坯錠緊密疊軋結(jié)合 在一起；將熱軋后的坯錠機械去氧化皮，切去板材的邊裂和毛刺，得到A-B-A結(jié)構(gòu)的初始復合坯錠；將其放入有保護氣氛的熱處理爐中加熱，升溫速率為5° C/min，升溫至550° C并保溫2h ;然后以道次變形量為5%進行溫軋，每軋一次即回爐，保證每道次溫軋溫度為550° C，總形變量為96% ;最終獲得0. 15_厚的溫軋基帶；將疊軋、溫軋后的復合基帶放入通有高純氬的熱處理爐中進行多步退火；首先升溫至750°C保溫Ih;然后升溫至1200° C保溫2h;隨爐降溫。該復合基帶的(001)和(111)晶面的極圖如圖3所示，由圖3可知，該合金基帶具有強立方織構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種無磁性立方織構(gòu)NiV金復合基帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將純度均為99.9%以上的Ni塊和W塊，分按照Ni的摩爾百分含量為88% 91%和W的摩爾百分含量為9% 12%配比；將這兩種原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-W鑄錠；然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-W坯錠，記為B ； 將純度均為99. 9%以上的Ni塊和V塊，分按照Ni的摩爾百分含量為88% 91%和V的摩爾百分含量為9% 12%進行配比；將這兩種原材料置于通有保護氣氛的中頻真空感應爐中熔煉獲得N1-V鑄錠，然后經(jīng)過熱鍛、冷軋得到N1-V坯錠，記為A ； (2)將步驟(I)中的坯錠A和B表面機械去氧化皮并拋光，控制表面粗糙度<0.005mm以便疊軋時能將板順利結(jié)合在一起，用乙醇或丙酮超聲波清洗；按照相同尺寸，并且厚度比為1: (I 3) I的A-B-A結(jié)構(gòu)整齊地疊放在一起，并用氬弧焊將三塊坯錠的側(cè)面焊合固定，將得到的復合坯錠的一端機械加工成錐形以便軋制時咬入； (3)將復合坯錠置于熱處理爐中加熱，同時通入保護氣氛；升溫速率為5°C/min，升溫至1000° C 1200° C并保溫Ih 2h;同時，將軋輥預熱到200° C 400° C ； (4)將加熱后的復合坯錠取出，并采用連續(xù)熱軋技術(shù)立即以道次變形量為20% 40%進行2 3道次的熱軋，控制初軋溫度為1000°C 1200°C，終軋溫度為700° C 800°C，將復合坯錠緊密疊軋結(jié)合在一起；將熱軋后的坯錠機械去氧化皮，切去板材的邊裂和毛刺，得到A-B-A結(jié)構(gòu)的初始復合坯錠； (5)將(4)中得到的初始復合坯錠放入有保護氣氛的熱處理爐中加熱，升溫速率為5° C/min，升溫至400°C 500°C并保溫0. 5h 2h ;然后以道次變形量為5% 10%進行溫軋，每軋一次就回爐，保證每道次溫軋溫度為400°C 500°C并控制總形變量大于95% ；最終獲得0.1mm 0. 3mm厚的溫軋基帶； (6)將疊軋、溫軋后的溫軋基帶放入有保護氣氛的熱處理爐中進行兩步退火，首先升溫至600° C 800°C保溫0. 5h使立方晶粒先形核，然后升溫至1000°C 1300°C保溫I 3h使立方晶粒快速長大并使疊軋的結(jié)合層的元素快速擴散起到強化界面結(jié)合力的作用。
全文摘要
一種無磁性立方織構(gòu)NiV金復合基帶的制備方法，屬于高溫涂層超導基帶制備技術(shù)領(lǐng)域。首先制備Ni-W坯錠B和Ni-V坯錠A，按照厚度比為1∶(1～3)∶1的A-B-A結(jié)構(gòu)整齊地疊放在一起，側(cè)面焊合固定，在一端機械加工成錐形以便軋制時咬入；置于熱處理爐中加熱然后采用連續(xù)熱軋技術(shù)立即以道次變形量為20％～40％進行2～3道次的熱軋，然后再進行熱處理和溫軋，得到復合基帶，最后在熱處理即可。由此獲得性能優(yōu)異的復合基帶。
文檔編號B21B47/00GK103008372SQ20121059128
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者索紅莉, 孟易辰, 王毅, 王鼎元, 馬麟, 田輝, 王金華, 李孟曉 申請人:北京工業(yè)大學