CN103509960A - 一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法 - Google Patents
一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法，属于坯锭技术领域。首先制备高W含量NiW合金作为内层，至于模具中将熔炼好的低W含量NiW合金在Ar/H2保护气氛下浇筑在高W含量NiW合金周围，形成以低W含量NiW合金为外层、高W含量NiW合金为内层的熔炼复合铸锭，熔炼NiW合金复合铸锭经均匀化热处理后，进行高温热锻和热轧，最后获得熔炼NiW合金复合坯锭本发明复合坯锭，内外层结合紧密，不易开裂。此熔炼法制备的NiW合金复合坯锭是制备复合长带的基础，有利于实现复合长带的工业化生产。
Description
技术领域
本发明公开了一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法，用于制备高温涂层导体用高强度、低/无铁磁性、强织构金属基带，属于坯锭技术领域。
背景技术
近年来，各个技术发达国家都将第二代涂层超导体的实用化研究作为21世纪超导材料研究和发展的热点。在采用RABiTS技术路线来发展涂层超导带材的过程中，Ni5W合金基带已经实现商业化生产，但是在其取得突破性的进展同时，也对织构基带的高强度和低磁性提出了更高的要求。目前，虽然Ni9W合金基带能满足高强度和无铁磁性的要求，但却极难形成强立方织构。因此，以容易形成强织构的低W含量NiW合金（W含量为3%～7%）为外层材料、以高强度无铁磁性的高W含量NiW合金为内层材料而制备的高强度、低/无铁磁性且强立方织构的NiW合金复合基带成了人们重点的研究的目标之一。虽然目前已公开了若干制备复合基带的专利及文章，如Ni基合金复合基带及其熔炼制备方法（公开号：CN1844429A）；一种无或低磁性、立方织构Ni-W合金复合基带的制备方法（公开号：CN103060731A）；一种无磁性织构Ni基合金复合基带及其制备方法（公开号：CN102825857A）；涂层导体用织构复合基带的界面及其扩散行为（稀有金属材料与工程，2011，40（12）：2221-2226）；复合基带外层Ni5W再结晶织构演变的研究（稀有金属材料与工程，2011，40（10）：1771-1774）等，但是它们所采用的方法多为冷等静压、放电等离子烧结等均不适于复合长带的制备。由于NiW合金复合基带实现工业化的基础是制备复合坯锭，因此，本发明提供了一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合坯锭的方法，该方法所提供的NiW合金复合坯锭不仅内外层比例容易控制，而且其内外层结合紧密，不易开裂，为复合长带的制备奠定了基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法。首先是采用熔炼的方法制备高W含量NiW合金（W摩尔含量为9%～12%），并将其作为此NiW合金复合坯锭的内层，然后通过模具将熔炼好的低W含量NiW合金（W的摩尔含量为3%～7%）在Ar/H2保护气氛下浇筑在高W含量NiW合金周围，形成以低W含量NiW合金为外层、高W含量NiW合金为内层的熔炼复合铸锭。熔炼NiW合金复合铸锭内、外层的厚度可以通过控制内层高W含量NiW合金的厚度或外层浇筑模具的直径来进行调节。此熔炼NiW合金复合铸锭经均匀化热处理后，进行高温热锻和热轧，最后获得熔炼NiW合金复合坯锭（如图1所示）。该熔炼法制备的涂层导体用NiW合金复合坯锭，内外层结合紧密，不易开裂。此熔炼法制备的NiW合金复合坯锭是制备复合长带的基础，有利于实现复合长带的工业化生产。
本发明所示的一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法，包括以下步骤：
（1）将熔炼法制备的高W含量NiW合金铸锭加工成圆柱状，其底端与模具底部的尺寸相配合（如图2和3所示），将其固定在模具底端作为此NiW合金复合坯锭的内层材料；
（2）在Ar/H2混合气体保护气氛下，将低W含量NiW合金液浇铸在步骤（1）内层高W含量NiW合金周围，形成以低W含量NiW合金为外层、高W含量NiW合金为内层的熔炼复合铸锭，模具与复合铸锭的示意图如图4所示；内层与外层的比例为1：1到4：1。
（3）对熔炼NiW合金复合铸锭进行传统的均匀化热处理，以及热锻和热轧等工艺，获得NiW合金复合坯锭，上述均匀化热处理工艺为1000-1200℃保温10-24小时；热锻温度为1100-1300℃；热轧温度为1000-1200℃，道次变形量为10%-20%。
步骤（1）的内层材料和模具都可替换为方形的等其他形状。
注意事项
（1）浇铸模具由两部分组成，如图3所示，包括模具圆筒（由两个半圆柱状圆筒组成）和模具底座，模具底座中心设有凸起的圆环，圆环外径与模具圆筒的内径匹配，圆环内径与内层材料相配合。
（2）熔炼NiW合金复合坯锭外层和内层的厚度可以通过控制内层NiW合金的直径或改变外层浇筑模具的直径来进行调节。
（3）在将熔炼好的用于外层材料的NiW合金浇铸在内层NiW合金周围时需在Ar/H2保护气氛下进行，还可以设有适当的加热装置。
附图说明
图1NiW合金复合坯锭示意图；
图2NiW合金复合铸锭内层材料示意图；
图3浇铸模具示意图；
图4模具与复合铸锭示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明并不限于以下实施例。
实例1
首先采用熔炼的方法得到高W含量Ni9W合金铸锭，然后将其加工成直径为8cm的圆柱，一端与模具底座配合，选择筒内径为12cm的模具。将熔炼好的低W含量Ni3W合金液直接浇铸在模具中，浇铸过程采用Ar/H2气氛保护。对此外层为Ni3W、内层为Ni9W的铸锭在1000℃均匀化热处理10h后，于1100℃热锻后进行道次变形量为10%，加工温度为1000℃的热轧，最后获得厚度为20mm，外层和内层材料的厚度比为1：4的熔炼NiW合金复合坯锭。
实例2
首先采用熔炼的方法得到高W含量Ni9W合金铸锭，然后将其加工成直径为5cm的圆柱，一端与模具底座配合，选择筒内径为15cm的模具。将熔炼好的低W含量Ni5W合金液直接浇铸在模具中，浇铸过程采用Ar/H2气氛保护。对此外层为Ni5W、内层为Ni9W铸锭在1100℃均匀化热处理24h后，于1300℃热锻后进行道次变形量为20%，加工温度为1200℃的热轧，最后获得厚度为40mm，外层和内层材料的厚度比为1：1的熔炼NiW合金复合坯锭。
实例3
首先采用熔炼的方法得到高W含量Ni12W合金铸，然后将其加工成直径为2cm的圆柱，一端与模具底座配合，选择筒内径为10cm的模具。将熔炼好的低W含量Ni7W合金液直接浇铸在模具中，浇铸过程采用Ar/H2气氛保护。对此外层为Ni7W、内层为Ni12W的铸锭在1200℃均匀化热处理48h后，于1200℃热锻后进行道次变形量为15%，加工温度为1100℃的热轧，最后获得厚度为30mm，外层和内层材料的厚度比为2:1的熔炼NiW合金复合坯锭。
Claims (6)
1.一种熔炼法制备涂层导体用NiW合金复合基带坯锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将熔炼法制备的高W含量NiW合金铸锭加工成圆柱状，其底端与模具底部的尺寸相配合，将其固定在模具底端作为此NiW合金复合坯锭的内层材料；
（2）在Ar/H2混合气体保护气氛下，将低W含量NiW合金液浇铸在步骤（1）内层高W含量NiW合金周围，形成以低W含量NiW合金为外层、高W含量NiW合金为内层的熔炼复合铸锭；
（3）对熔炼NiW合金复合铸锭进行传统的均匀化热处理，以及热锻和热轧，获得NiW金复合坯锭。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，浇铸模具由两部分组成，包括模具圆筒和模具底座，模具圆筒由两个半圆柱状圆筒组成，模具底座中心设有凸起的圆环，圆环外径与模具圆筒的内径匹配，圆环内径与内层材料相配合。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，内层和外层的比例为1：1到4：1。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（3）中均匀化热处理工艺为1000-1200℃保温10-24小时；热锻温度为1100-1300℃；热轧温度为1000-1200℃，道次变形量为10%-20%。
5.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤（1）的内层材料和模具均可替换为方形的。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，高W含量NiW合金中W摩尔含量为9%～12%，低W含量NiW合金中W的摩尔含量为3%～7%。
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