CN102430572B - 一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 - Google Patents
一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102430572B CN102430572B CN201110376412.1A CN201110376412A CN102430572B CN 102430572 B CN102430572 B CN 102430572B CN 201110376412 A CN201110376412 A CN 201110376412A CN 102430572 B CN102430572 B CN 102430572B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- hot
- rolled
- temperature
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910003336 CuNi Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 13
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 11
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N nickel tungsten Chemical compound [Ni].[W] MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法，属于高温超导涂层导体织构金属基带技术领域。按照铜的含量在54at.％以上将电解Cu及电解Ni置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得CuNi合金初始锭子；随后在850℃保温2小时后热锻成坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，对热轧后的坯锭进行冷轧处理，获得合金基带；基带在Ar/H2混合气体保护下采用两步退火工艺，以5～10℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以5～10℃/min的升温速率升温至950℃保温30min。所得合金基带具有锐利的立方织构及良好的晶界质量，并且在液氮温区没有磁性。
Description
技术领域
本发明涉及一种无磁性强立方织构Cu基合金基带的制备方法，属于高温超导涂层导体织构金属基带技术领域。
背景技术
以Y1Ba2Cu3O7-σ(YBCO)为主的稀土类第二代高温涂层超导材料由于本身固有的物理特性，使得高温超导体在电力、交通、运输、磁体技术、军事等诸多方面有着潜在应用，对于通过RABiTS路线制备的YBCO涂层导体用的织构基带而言，需要有高织构度、较小的交流损耗、高的屈服强度。镍钨合金基带是研究最广泛的一种合金基带，目前Ni-5at.％W合金基带已经商业化生产，但是由于其居里温度为330K，具有铁磁性(T＝77K下)，在交流电中会造成磁滞损耗，为了解决这个问题，有一些小组对无磁性合金基带进行了研究，在Ni中加入9at.％V，Mo，W，和13at.％Cr后制备得到的无磁性合金基带有高含量的立方织构。然而，镍的价格相对比较高，铜的价格比镍便宜6倍，并且铜和镍可以形成完全固熔体，研究发现，铜的含量在54at.％以上时，铜镍合金基带在T＝77K下是无磁性的，中国专利CN1408889A(公开日2003.4.9)公开了在Cu中加入重量百分含量小于40％的Ni元素，制备出无磁性的铜镍合金基带，但是并没有对基带的晶界质量进行表征，而在涂层导体用织构金属合金基带中，退火孪晶和大角度晶界的存在会严重影响超导中临界电流密度，所以对合金基带晶界质量的表征具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种无磁性具有高晶界质量的立方织构Cu基合金基带的制备方法，并详细表征再结晶退火后基带的立方织构及晶界质量。本发明通过在高温锻造和冷轧之间加入热轧工艺，采用两步再结晶退火的方法得到了晶界质量很高的立方织构Cu基合金基带。
本发明所提供的一种无磁性强立方织构Cu基合金基带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)初始坯锭的制备：
将纯度均为99.9％的电解Cu及电解Ni，按照铜的含量在54at.％以上进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得CuNi合金初始锭子；随后将合金初始坯锭在850℃保温2小时后进行热锻成坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，道次变形量为3％～10％，总变形量为30％～50％。
(2)坯锭的冷轧
对步骤(1)热轧后的坯锭进行道次变形量小于10％、总变形量大于或等于99％的冷轧处理，获得厚度为80～100μm的合金基带。
(3)冷轧基带的再结晶退火
冷轧基带在Ar/H2(H2体积含量4％)混合气体保护下采用两步退火工艺，以5～10℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以5～10℃/min的升温速率升温至950℃保温30min，最终得到无磁性的具有双轴织构的Cu基合金基带。
本发明的核心技术是：在高温锻造和冷轧之间加入优化的热轧工艺，得到冷轧前的初始织构和组织，采用冷轧工艺得到锐利的铜型轧制织构，这是得到锐利的再结晶立方织构的前提，采用两步再结晶退火工艺的思想是：将合金基带先升至低温保温一段时间，有利于立方晶粒的形核优势，形成大量的立方晶核，再升至高温进行保温，利用立方晶粒的长大优势吞并其他非立方晶粒，从而在基带中获得较高含量的再结晶立方织构，同时基带中的晶界质量也会相应提高。在两步热处理工艺中，第一步热处理是一个很重要的参数。所制备的CuNi合金基带具有锐利的立方织构及良好的晶界质量，并且在液氮温区没有磁性，可以很好的满足外延生长过度层和超导层的要求。
附图说明
图1是实施例1中所得合金基带的(001)面和(111)面极图。
图2是实施例2中所得合金基带的(001)面和(111)面极图。
图3是实施例3中所得合金基带的(001)面和(111)面极图。
图4是实施例1、2、3中合金基带表面晶界微取向角的分布曲线。
具体实施方式
实施例1
将纯度均为99.9％的电解Cu及电解Ni，按照铜镍重量为60∶40进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Cu60Ni40合金初始锭子；随后将合金坯锭在850℃保温2小时后进行热锻成长400mm，宽30mm，高20mm的坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，道次变形量为10％，总变形量为30％，最后线切割得到长宽高尺寸分别为20mm×15mm×10mm的Cu60Ni40合金坯锭。然后对其进行道次变形量为5％，总变形量为99％的冷轧处理，获得厚度为100μm的合金基带。将冷轧基带在Ar/4％H2混合气体保护下采用两步退火工艺，先以7℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以7℃/min的升温速率升温至950℃保温30min，最终得到无磁性的具有双轴织构的Cu60Ni40合金基带。该合金基带的(001)面和(111)面极图如图1所示。合金基带表面晶界微取向角的分布曲线如图4。可见，通过两步退火获得了强立方织构的无磁性Cu60Ni40合金基带，并且小角度晶界含量和孪晶界含量与单层Ni5W合金基带在同一水平，可以满足后续外延过渡层和超导层的需求。
实施例2
将纯度均为99.9％的电解Cu及电解Ni，按照铜镍重量为70∶30进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Cu70Ni30合金初始锭子；随后将合金坯锭在850℃保温2小时后进行热锻成长450mm，宽30mm，高15mm的坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，道次变形量为8％，总变形量为30％，最后线切割得到长宽高尺寸分别为20mm×15mm×10mm的Cu70Ni30合金坯锭。然后对其进行道次变形量为4％，总变形量为99％的冷轧处理，获得厚度为100μm的合金基带。将冷轧基带在Ar/4％H2混合气体保护下采用两步退火工艺，先以5℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以5℃/min的升温速率升温至950℃保温30min，最终得到无磁性的具有双轴织构的Cu70Ni30合金基带。该合金基带的(001)面和(111)面极图如图2所示。合金基带表面晶界微取向角的分布曲线如图4。可见，通过两步退火获得了强立方织构的无磁性Cu70Ni30合金基带，并且小角度晶界含量和孪晶界含量与单层Ni5W合金基带在同一水平，可以满足后续外延过渡层和超导层的需求。
实施例3
将纯度均为99.9％的电解Cu及电解Ni，按照铜镍重量为80∶20进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Cu80Ni20合金初始锭子；随后将合金坯锭在850℃保温2小时后进行热锻成长400mm，宽33mm，高17mm的坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，道次变形量为10％，总变形量为40％，最后线切割得到长宽高尺寸分别为20mm×15mm×10mm的Cu80Ni20合金坯锭。然后对其进行道次变形量为3％，总变形量为99.2％的冷轧处理，获得厚度为80μm的合金基带。将冷轧基带在Ar/4％H2混合气体保护下采用两步退火工艺，先以10℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以10℃/min的升温速率升温至950℃保温30min，最终得到无磁性的具有双轴织构的Cu80Ni20合金基带。该合金基带的(001)面和(111)面极图如图3所示。合金基带表面晶界微取向角的分布曲线如图4。可见，通过两步退火获得了强立方织构的无磁性Cu80Ni20合金基带，并且小角度晶界含量和孪晶界含量与单层Ni5W合金基带在同一水平，可以满足后续外延过渡层和超导层的需求。
Claims (1)
1.一种无磁性具有高晶界质量的强立方织构Cu基合金基带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）初始坯锭的制备：
将纯度均为99.9%的电解Cu及电解Ni，按照铜的含量在54at.%以上进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得CuNi合金初始锭子；随后将合金初始坯锭在850℃保温2小时后进行热锻成坯锭，然后进行热轧处理，工艺为随炉升温至850℃保温2h后进行热轧，道次变形量为3%～10%，总变形量为30%～50%；
（2）坯锭的冷轧
对步骤（1）热轧后的坯锭进行道次变形量小于10%、总变形量大于或等于99%的冷轧处理，获得厚度为80～100μm的合金基带；
（3）冷轧基带的再结晶退火
冷轧基带在Ar/H2混合气体保护下采用两步退火工艺，其中H2体积含量4%，以5～10℃/min的升温速率升温至550℃保温30min，再以5～10℃/min的升温速率升温至950℃保温30min，最终得到无磁性的具有双轴织构的Cu基合金基带。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110376412.1A CN102430572B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110376412.1A CN102430572B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102430572A CN102430572A (zh) | 2012-05-02 |
| CN102430572B true CN102430572B (zh) | 2014-06-11 |
Family
ID=45979125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110376412.1A Active CN102430572B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102430572B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103009707A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 北京工业大学 | YBCO涂层导体用无磁性强立方织构Cu-Ni合金超薄基带及制备方法 |
| CN103421985B (zh) * | 2013-09-11 | 2015-06-03 | 河南师范大学 | 一种无磁性、高强度的织构Cu基三元合金基带的制备方法 |
| CN103496205B (zh) * | 2013-09-17 | 2015-12-09 | 河南师范大学 | 一种无磁性、高强度织构Cu基合金复合基带及其制备方法 |
| CN103924108B (zh) * | 2014-05-05 | 2016-03-16 | 河南师范大学 | 一种无磁性强立方织构铜基合金复合基带及其制备方法 |
| CN107267900B (zh) * | 2017-07-04 | 2018-10-16 | 焦作大学 | 一种高强度无铁磁性织构铜基合金基带的制备方法 |
| CN108300895B (zh) * | 2017-12-21 | 2020-05-08 | 东北大学 | 一种高温超导涂层导体用无磁性立方织构Cu-Ni-Cr合金基带的制造方法 |
| CN109355519B (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-12 | 河南师范大学 | 一种提高无铁磁性立方织构铜基合金基带强度的制备方法 |
| CN111074094B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-08-20 | 河南师范大学 | 一种高强度立方织构铜基合金基带的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1408889A (zh) * | 2001-09-18 | 2003-04-09 | 北京有色金属研究总院 | 无磁性立方织构铜镍合金基带及其制备方法 |
| CN101302590A (zh) * | 2008-07-01 | 2008-11-12 | 上海大学 | 高温超导涂层导体用的康铜合金基带 |
| CN101786352A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-28 | 北京工业大学 | 无磁性立方织构Cu基合金复合基带及制备方法 |
| CN101880791A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-11-10 | 北京工业大学 | 一种涂层导体用Cu基合金基带及其制备方法 |
| CN102154578A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 北京工业大学 | 一种无磁性织构NiV合金基带及其熔炼制备方法 |
| CN102154577A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 北京工业大学 | 一种无磁性织构NiV合金基带的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011190469A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-29 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金材、及びその製造方法 |
| JP5961335B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2016-08-02 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | 銅合金板材および電気・電子部品 |
-
2011
- 2011-11-23 CN CN201110376412.1A patent/CN102430572B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1408889A (zh) * | 2001-09-18 | 2003-04-09 | 北京有色金属研究总院 | 无磁性立方织构铜镍合金基带及其制备方法 |
| CN101302590A (zh) * | 2008-07-01 | 2008-11-12 | 上海大学 | 高温超导涂层导体用的康铜合金基带 |
| CN101786352A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-28 | 北京工业大学 | 无磁性立方织构Cu基合金复合基带及制备方法 |
| CN101880791A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-11-10 | 北京工业大学 | 一种涂层导体用Cu基合金基带及其制备方法 |
| CN102154578A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 北京工业大学 | 一种无磁性织构NiV合金基带及其熔炼制备方法 |
| CN102154577A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 北京工业大学 | 一种无磁性织构NiV合金基带的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102430572A (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102430572B (zh) | 一种无磁性强立方织构的Cu基合金基带的制备方法 | |
| CN102756512B (zh) | 低或无磁性、高强度Ni-W合金复合基带及其制备方法 | |
| CN102500638B (zh) | 一种高立方织构高钨含量Ni-W合金基带的制备方法 | |
| CN101635185B (zh) | 一种无/低磁性立方织构Ni-W合金基带的制备方法 | |
| CN103952592B (zh) | 无磁性高温超导涂层导体用立方织构镍基合金基带的制备方法 | |
| CN106825104B (zh) | 一种强立方织构的高强度镍钨合金基带及其制备方法 | |
| CN101514413A (zh) | 一种涂层导体用镍钨合金基带的制备方法 | |
| CN106381418B (zh) | 一种强立方织构Ni‑10at.%W合金基带的制备方法 | |
| CN104404306B (zh) | 涂层导体用高强度立方织构镍基合金基带及其制备方法 | |
| CN103421985B (zh) | 一种无磁性、高强度的织构Cu基三元合金基带的制备方法 | |
| CN103498121B (zh) | 一种高强度立方织构NiW合金复合基带及其制备方法 | |
| CN106399756A (zh) | 一种高性能立方织构镍基合金基带的制备方法 | |
| CN100371482C (zh) | 用于高温超导的高W含量Ni-W合金的制备方法 | |
| CN103531305B (zh) | 一种涂层导体用铜基/镍基复合长基带的制备方法 | |
| CN107267901B (zh) | 一种高强度无铁磁性织构Ni-W合金基带的制备方法 | |
| CN103194704B (zh) | 一种低成本高立方织构含量镍基带的制备方法 | |
| CN103924108B (zh) | 一种无磁性强立方织构铜基合金复合基带及其制备方法 | |
| CN101880791A (zh) | 一种涂层导体用Cu基合金基带及其制备方法 | |
| CN101635187B (zh) | 一种改善高钨含量Ni-W合金基带立方织构的方法 | |
| CN103496205B (zh) | 一种无磁性、高强度织构Cu基合金复合基带及其制备方法 | |
| CN103128524A (zh) | 一种高立方织构含量、高强度、低磁性Ni-5at.%W合金长带的制造方法 | |
| CN107267900A (zh) | 一种高强度无铁磁性织构铜基合金基带的制备方法 | |
| CN108300895B (zh) | 一种高温超导涂层导体用无磁性立方织构Cu-Ni-Cr合金基带的制造方法 | |
| CN102154578A (zh) | 一种无磁性织构NiV合金基带及其熔炼制备方法 | |
| CN104894415A (zh) | 一种无铁磁性、高强度、强立方织构Ni-W-Al三元合金基带的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170717 Address after: 530000 Guangxi Nanning city Shuangyong Road No. 32 South Lake Garden 4-2004 Patentee after: Guo Fuliang Address before: 100124 Chaoyang District, Beijing Ping Park, No. 100 Patentee before: Beijing University of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221017 Address after: A1501, Innovation Plaza, No. 2007, Pingshan Avenue, Liulian Community, Pingshan Street, Pingshan District, Shenzhen, Guangdong 518118 Patentee after: Shenchuang Superconductor (Shenzhen) Technology Co.,Ltd. Address before: 4-2004, Nanhu Jingyuan, No. 32, Shuangyong Road, Nanning, Guangxi 530000 Patentee before: Guo Fuliang |
|
| TR01 | Transfer of patent right |