一種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)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(qiáng)度織構(gòu)Ni-W合金基帶的制備方法。本發(fā)明采用真空感應(yīng)熔煉獲得Ni-9.6at.%W合金鑄錠，對鑄錠進(jìn)行熱鍛及熱軋，通過一道次的冷軋?jiān)俳Y(jié)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(yīng)力退火并在冷軋過程中進(jìn)行縱向剪切帶材的裂邊；最后通過連續(xù)再結(jié)晶熱處理成功獲得了無磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的百米級(jí)Ni-9.6at.%W合金基帶，為實(shí)現(xiàn)第二代高溫超導(dǎo)體的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。
【專利說明】—種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-W合金基帶的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-W合金基帶的制備方法，屬于高溫涂層導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化織構(gòu)金屬基帶制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]以釔鋇銅氧(YBCO)為代表的第二代高溫超導(dǎo)帶材比第一代高溫超導(dǎo)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(diǎn)，因此成為目前最具有可能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的超導(dǎo)材料之一。在第二代高溫涂層超導(dǎo)體的制備中，RABiTS技術(shù)即壓延輔助雙軸織構(gòu)基帶制備技術(shù)是一種常用的基帶制備技術(shù)，對于采用RABiTS路線制備的YBCO涂層導(dǎo)體用的織構(gòu)基帶而言，不僅需要有強(qiáng)立方織構(gòu)，而且要具有無磁性、高機(jī)械強(qiáng)度。盡管現(xiàn)在百米級(jí)N1-5at.%ff合金基帶已經(jīng)可以商業(yè)化生產(chǎn),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(jī)械強(qiáng)度也有待提高，這將限制涂層超導(dǎo)體的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用，研究表明，隨著W原子含量的提高，鎳鎢合金的機(jī)械強(qiáng)度增加，居里溫度降低，當(dāng)W原子含量達(dá)到9%時(shí)，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(qiáng)度的織構(gòu)鎳鎢合金基帶具有更廣闊的應(yīng)用價(jià)值，而當(dāng)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(qiáng)立方織構(gòu)，在國際上這類材料是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)第二代涂層超導(dǎo)體，研究如何采用合適的工藝成功制備高性能的百米級(jí)織構(gòu)N1-9.6at.%ff合金基帶具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)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(jī)械強(qiáng)度和立方織構(gòu)的兼顧問題而提供了一種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-W合金基帶的制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)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(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于真空感應(yīng)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(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進(jìn)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(jìn)行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進(jìn)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(jìn)行溫軋
將步驟(2)去掉氧化皮后的鎳鎢合金進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)冷軋至厚度為2_和0.5mm時(shí)分別進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，退火工藝均為:480°C保溫1.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)?，第一次去?yīng)力退火后進(jìn)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(jìn)行再結(jié)晶熱處理 將步驟(4)冷軋后的鎳鎢合金基帶在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于1370-1410°C的溫度保溫3.5h的條件下進(jìn)行連續(xù)再結(jié)晶熱處理制得無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-W合金基帶。
[0005]通過本發(fā)明的方法制備的無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-9.6at.%W合金基帶具有以下優(yōu)
點(diǎn)。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(dòng)態(tài)再結(jié)晶使晶粒細(xì)化，產(chǎn)生的晶界較多，本發(fā)明在熱軋保溫時(shí)適當(dāng)延長保溫時(shí)間更有利于溶質(zhì)原子的擴(kuò)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(jìn)行一次冷軋使熱軋產(chǎn)生的氧化皮破碎，并結(jié)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(huì)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(jié)合冷軋中間去應(yīng)力退火，在最后的連續(xù)再結(jié)晶熱處理過程中可以形成強(qiáng)立方織構(gòu)；
4、在冷軋過程中進(jìn)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(fù)退火之后基帶的硬度適當(dāng)?shù)亟档?，此時(shí)進(jìn)行切邊可以保證切邊的質(zhì)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(shí)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(shí)施例2制得的鎳鎢合金基帶的(001)面極圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0008]實(shí)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(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于真空感應(yīng)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(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進(jìn)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(jìn)行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)冷軋至厚度為2mm和0.5mm時(shí)分別進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，退火工藝為:480°C保溫1.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)猓渲?，在第一次去?yīng)力退火后進(jìn)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(jìn)行連續(xù)再結(jié)晶熱處理，具體工藝為:1370°C保溫3.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)猓罱K得到了長度達(dá)160m的強(qiáng)立方織構(gòu)N1-9.6at.°麗合金基帶，厚度公差為±1μπι，室溫下的屈服強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)的立方織構(gòu)。
[0009]實(shí)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(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于真空感應(yīng)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(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，道次變形量?5%-18%，得到厚度為14mm的熱軋坯料；將熱軋后的鎳鎢合金進(jìn)行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)冷軋至厚度為2mm和0.5mm時(shí)分別進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，退火工藝為:480°C保溫1.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)?，其中，在第一次去?yīng)力退火后進(jìn)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(jìn)行連續(xù)再結(jié)晶熱處理，具體工藝為:1410°C保溫3.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)?，最終得到了長度達(dá)105m的強(qiáng)立方織構(gòu)N1-9.6at.°麗合金基帶，厚度公差為±1μπι，室溫下的屈服強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)的立方織構(gòu)。
[0010] 以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)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(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于真空感應(yīng)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(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫5h后進(jìn)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(jìn)行一道次的冷軋，變形量為15%，然后再進(jìn)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(jìn)行溫軋 將步驟(2)去掉氧化皮后的鎳鎢合金進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)冷軋至厚度為2_和0.5mm時(shí)分別進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，退火工藝均為:480°C保溫1.5h，保護(hù)氣氛為氮?dú)猓谝淮稳?yīng)力退火后進(jìn)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(jìn)行再結(jié)晶熱處理 將步驟(4)冷軋后的鎳鎢合金基帶在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于1370-1410°C的溫度保溫3.5h的條件下進(jìn)行連續(xù)再結(jié)晶熱處理制得無磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)N1-W合金基帶。
【文檔編號(hào)】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(quán)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(xué)