一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法，包括以下步驟：制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯，熱軋板坯的均勻化熱處理，對均勻化熱處理后的合金基帶進(jìn)行開坯冷軋，對開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行剪切和精軋，對鎳鎢合金冷軋基帶進(jìn)行再結(jié)晶熱處理。本發(fā)明通過對軋制中張力、軋制力、軋制速度的合理分配能夠制備出性能優(yōu)良的千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶。
【專利說明】一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高溫涂層導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化織構(gòu)金屬基帶的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種千 米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 第二代釔系高溫涂層超導(dǎo)帶材由于比第一代鉍系超導(dǎo)材料具有更優(yōu)越的性能，因 而有望在超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)限流器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。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YBC0涂層導(dǎo)體用的織構(gòu)基帶而言，需要有高織構(gòu)度。其 中，研究最廣泛的是鎳鎢合金基帶，目前Ni_5at. %W合金基帶的制備工藝已經(jīng)很成熟，且已 經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)，由于涂層導(dǎo)體主要是用來制作電纜，因此制備長的高織構(gòu)度的鎳鎢合金基 帶是目前RABiTS技術(shù)路線中的關(guān)鍵問題。盡管Ni-5at. %W合金基帶已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)，但是 目前可以商業(yè)化生產(chǎn)的Ni-5at. %W合金基帶長度只能達(dá)到10-250m，限制了更長的涂層導(dǎo) 體的制備及應(yīng)用，而Ni-5at. %W合金長基帶的制備過程中的斷帶、板形較差以及厚度不均 勻?qū)е驴棙?gòu)的不均勻性是目前難以制得千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的關(guān)鍵問題。因 此，采用合適的工藝成功制備性能優(yōu)異的千米級Ni-5at. %W合金基帶為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)第二代 涂層超導(dǎo)體用高性能織構(gòu)金屬基帶奠定良好的基礎(chǔ)，本發(fā)明的千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金 基帶具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中長合金基帶在軋制過程中出現(xiàn)的斷帶、板形不良、厚度 及織構(gòu)度不均勻等問題而提供了一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶的制備方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢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. 9%的鎳塊及鎢塊按 照鎢的原子百分含量為5%進(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于電磁感應(yīng)真空熔煉爐中熔 煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后于120(TC保溫6h后熱鍛成厚 度為40mm的方坯，熱鍛后對鍛坯進(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后于1200°C保溫6h后進(jìn)行 熱軋?zhí)幚?，道次變形量?5%，得到厚度為6. 5mm的熱軋坯料，最后由卷取機(jī)卷成熱軋板坯； (2)熱軋板坯的均勻化熱處理，將步驟（1)得到的熱軋板坯在井室爐中均勻化熱處理，工藝 參數(shù)為1250°C保溫10h ;(3)對均勻化熱處理后的合金基帶進(jìn)行開坯冷軋，將步驟（2)均勻 化熱處理后的合金基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度為2-2. 5mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后 采用四輥軋機(jī)進(jìn)行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第 一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道 次的基礎(chǔ)上減少400T，乳制速度控制在20-50m/min ; (4)對開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行剪 切和精軋，將步驟（3 )開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行縱向剪切，具體工藝參數(shù)為合金基帶兩側(cè) 邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后的合金基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度 為0. 1-0. 2mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行精軋，具體軋制工藝為一 共軋制15道次，其中每道次軋制力為30-60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別 為1900T和2100T，下一道次的前張力和后張力均在前一道次的基礎(chǔ)上減少100T，乳制速 度控制在100-200m/min，在軋制過程中采用潤滑油軋制，將冷軋完的合金基帶進(jìn)行縱向剪 切，具體工藝參數(shù)為合金基帶兩側(cè)邊均剪切5_，并將頭尾牽引帶材切掉，最終得到長度達(dá) 1000-2000m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷軋基帶；（5)對鎳鎢合金冷軋 基帶進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，將步驟（4)得到的鎳鎢合金冷軋基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度為 0. 08-0. 1mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后在臥式連續(xù)退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶熱處理即得到 千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶，再結(jié)晶熱處理的具體工藝為加熱溫度為ll〇〇°C，走帶速 度為2m/min，爐內(nèi)張力為0. 5T，保護(hù)氣氛為氫氣。
[0005] 本發(fā)明制備千米級鎳鎢合金基帶的初始坯錠較大，難以通過熔煉方法獲得成分和 性能均一的合金坯料，通過對熱軋坯料采用均勻化退火來改善成分和性能的均勻性，為后 續(xù)軋制過程中板形及織構(gòu)的控制提供了前提條件。本發(fā)明在不同厚度范圍內(nèi)采用合適的牽 引帶材能很好的使其和鎳鎢合金基帶焊接在一起，使得在卷曲過程中焊口不會勒傷合金基 帶，并且合金基帶在較大的張力下不會在焊口處斷帶。
[0006] 在一定的變形量下鎳鎢合金帶材會出現(xiàn)裂邊等缺陷造成軋制過程中的斷帶，而本 發(fā)明在一定的冷軋變形量后進(jìn)行縱向切邊是成功獲得千米級鎳鎢合金帶材的關(guān)鍵。在冷軋 過程中軋制參數(shù)對合金基帶是否斷裂、最終合金基帶的板形、厚度均勻性以及織構(gòu)均勻性 有直接的影響，本發(fā)明通過對軋制中張力、乳制力、乳制速度的合理分配能夠制備出性能優(yōu) 良的千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的鎳鎢合金基帶的（111)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】
[0008] 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。
[0009] 實(shí)施例1 (1)將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%進(jìn)行配比，將配比 后的混合材料置于電磁感應(yīng)真空熔煉爐中熔煉，獲得質(zhì)量為l〇〇kg的鎳鎢合金鑄錠，將鎳 鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后在1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方坯，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6h后進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，其中道次變形量?25%，獲得厚度為6. 5mm的熱乳述料，最后由卷取機(jī)卷成熱乳板述；（2)對熱乳后的板述放在 井室爐中均勻化熱處理，工藝參數(shù)為1250°C保溫10h ; (3)將均勻化熱處理后的合金基帶 頭尾均采用點(diǎn)焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均為2mm，然后 采用四輥軋機(jī)進(jìn)行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第 一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道 次的基礎(chǔ)上減少400T，乳制速度控制在20m/min ; (4)將開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行縱向 剪切，具體工藝參數(shù)為合金基帶兩側(cè)邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后 的合金基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均 為0. 1mm，然后采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次軋 制力為30T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次的前 張力和后張力均在前一道次的基礎(chǔ)上減少100T，乳制速度控制在100m/min，在軋制過程中 采用潤滑油軋制，最終得到長度達(dá)l〇〇〇m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷 軋基帶；（5)將鎳鎢合金冷軋基帶在臥式連續(xù)退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，再結(jié)晶熱處理 的具體工藝為加熱溫度為1KKTC，走帶速度為2m/min，保護(hù)氣氛為氫氣，最終得到長度達(dá) 1000米的強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶，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)。
[0010] 實(shí)施例2 (1)將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%進(jìn)行配比，將配比 后的混合材料置于電磁感應(yīng)真空熔煉爐中熔煉，獲得質(zhì)量為130kg的鎳鎢合金鑄錠，將鎳 鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后在1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方坯，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6h后進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，其中道次變形量?25%，獲得厚度為6. 5mm的熱乳述料，最后由卷取機(jī)卷成熱乳板述；（2)對熱乳后的板述放在 井室爐中均勻化熱處理，工藝參數(shù)為1250°C保溫10h ; (3)將均勻化熱處理后的合金基帶 頭尾均采用點(diǎn)焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均為2. 5mm，然 后采用四輥軋機(jī)進(jìn)行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中 第一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一 道次的基礎(chǔ)上減少400T，乳制速度控制在50m/min ; (4)將開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行縱向 剪切，具體工藝參數(shù)為合金基帶兩側(cè)邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后 的合金基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均 為0. 2mm，然后采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次軋 制力為60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次的前 張力和后張力均在前一道次的基礎(chǔ)上減少100T，乳制速度控制在200m/min，在軋制過程中 采用潤滑油軋制，最終得到長度達(dá)1200m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷 軋基帶；（5)將鎳鎢合金冷軋基帶在臥式連續(xù)退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，再結(jié)晶熱處理 的具體工藝為加熱溫度為1KKTC，走帶速度為2m/min，保護(hù)氣氛為氫氣，最終得到長度達(dá) 1200米的強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基帶，該鎳鎢合金基帶表面的（001)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)。
[0011] 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. 一種千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢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. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為 5%進(jìn)行配比，將配比后的混合材料置于電磁感應(yīng)真空熔煉爐中熔煉，獲得鎳鎢合金鑄錠，將 鎳鶴合金鑄錠去掉表面的氧化皮后于1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方述，熱鍛 后對鍛坯進(jìn)行修磨處理去掉氧化皮，然后于120(TC保溫6h后進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，道次變形量?25%，得到厚度為6. 5mm的熱軋坯料，最后由卷取機(jī)卷成熱軋板坯；（2)熱軋板坯的均勻化熱 處理，將步驟（1)得到的熱軋板坯在井室爐中均勻化熱處理，工藝參數(shù)為1250°C保溫10h; (3)對均勻化熱處理后的合金基帶進(jìn)行開坯冷軋，將步驟（2)均勻化熱處理后的合金基帶頭 尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度為2-2. 5mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后采用四輥軋機(jī)進(jìn)行開坯冷 車L，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力 分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道次的基礎(chǔ)上減少400T，乳制 速度控制在20-50m/min ;(4)對開坯冷軋后的合金基帶進(jìn)行剪切和精軋，將步驟（3)開坯冷 軋后的合金基帶進(jìn)行縱向剪切，具體工藝參數(shù)為合金基帶兩側(cè)邊均剪切5_，并將頭尾牽引 帶材切掉，然后對剪切后的合金基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度為〇. 1-0. 2mm長4m的不銹鋼 牽引帶材，然后采用二十輥軋機(jī)進(jìn)行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次 軋制力為30-60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次 的前張力和后張力均在前一道次的基礎(chǔ)上減少100T，乳制速度控制在100-200m/min，在軋 制過程中采用潤滑油軋制，將冷軋完的合金基帶進(jìn)行縱向剪切，具體工藝參數(shù)為合金基帶 兩側(cè)邊均剪切5_，并將頭尾牽引帶材切掉，最終得到長度達(dá)1000-2000m，厚度為85 μ m，厚 度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷軋基帶；（5)對鎳鎢合金冷軋基帶進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，將步 驟（4)得到的鎳鎢合金冷軋基帶頭尾均采用點(diǎn)焊焊接厚度為0. 08-0. 1mm長4m的不銹鋼牽 引帶材，然后在臥式連續(xù)退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶熱處理即得到千米級強(qiáng)立方織構(gòu)鎳鎢合金基 帶，再結(jié)晶熱處理的具體工藝為加熱溫度為ll〇〇°C，走帶速度為2m/min，爐內(nèi)張力為0. 5T， 保護(hù)氣氛為氫氣。
【文檔編號】C22F1/10GK104087882SQ201410312665
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】劉志勇, 黎文峰, 唐亞楠, 楊楓, 韓夢媛, 常方高 申請人:河南師范大學(xué)