CN109531067B - 一种无铁磁性织构铜镍/镍钨复合基带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带及其制备方法，包括步骤：(1)复合坯锭的制备：将铜原子百分比为52％的铜镍合金铸锭和钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金铸锭经过高温锻造及热轧至8～10mm厚，对这两种合金均冷轧至3mm厚，然后分别进行700℃保温30min和800℃～820℃保温30min的热处理，得到铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭，将这两种坯锭按照A‑B‑A的顺序叠放在一起，热挤压得到铜镍/镍钨初始复合坯锭，热挤压温度为900℃；(2)复合坯锭的冷轧：将初始复合坯锭冷轧，工艺为：道次变形量为10％，总变形量为97％以上；(3)冷轧复合带材的再结晶热处理：将冷轧复合带材采用950℃保温30～45min的再结晶热处理。基带界面结合良好的复合坯锭，屈服强度高，适合织构金属基带的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及强化高温涂层超导体用织构金属基带，尤其涉及无铁磁性织构金属基带及其制备方法。
背景技术
自以YBCO为代表的第二代高温超导材料被发现以来，就引起了世界各研究机构的广泛关注，而制备具有双轴织构的YBCO就成为获得高性能超导材料的关键。
目前，压延辅助双轴织构技术是获得高温超导带材的主要技术路线之一，即通过具有双轴织构的韧性金属基带依次外延生长具有双轴织构的过渡层及超导层进而获得高性能的高温涂层超导带材，其中无铁磁性、高强度的织构金属基带是制备高性能涂层超导带材的关键。国内外研究人员对无铁磁性铜镍合金基带进行了相关研究，但是铜镍合金基带的机械强度较低，无法满足高性能涂层超导带材的制备及应用。为了增加铜镍合金基带的机械强度，中国专利CN101786352A公开了一种层状铜基合金复合基带的制备方法，其外层为无铁磁性铜镍合金，芯层为高强度镍钨合金，与相应的单层铜镍合金基带相比，铜镍复合基带的制备提高了基带的整体机械强度，但是该现有技术中外层初始原料为混合粉末，制备的复合坯锭致密性较差，会影响后续外延生长高性能的过渡层和超导层。
因此，如何成功制备高性能铜镍复合基带是工业化生产织构金属基带面临的一个新的挑战。
发明内容
本发明目的之一是提供一种用于高性能的铜镍/镍钨合金复合基带，以改善单层铜镍合金基带的机械强度。
本发明另一目的是提供一种用于高性能的铜镍/镍钨合金复合基带的制备方法，以改善单层铜镍合金基带的机械强度。
为此，本发明提供一种无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带，包括芯层以及两个外层，所述两个外层位于该芯层的两侧经冷轧和热轧而将该芯层夹于中间复合为一体，所述外层为熔炼法制备的铜原子百分含量为52％的铜镍合金，所述芯层为熔炼法制备的钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金。
另一方面，本发明提供一种用于无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合坯锭的制备：首先将铜原子百分比为52％的铜镍合金铸锭和钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金铸锭经过高温锻造及热轧至8～10mm厚，对这两种合金均冷轧至3mm厚，然后分别进行700℃保温30min和800℃～820℃保温30min的热处理，得到铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭，将铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭分别定义为A和B，将A和B按照A-B-A的顺序叠放在一起，最后采用热挤压得到铜镍/镍钨初始复合坯锭，热挤压温度为900℃；(2)复合坯锭的冷轧：将上述得到的初始复合坯锭进行冷轧，工艺为：道次变形量为10％，总变形量为97％以上；(3)冷轧复合带材的再结晶热处理：将上述冷轧复合带材采用950℃保温30～45min的再结晶热处理得到无铁磁性、高强度、强立方织构的铜镍/镍钨合金复合基带。
作为优选方式，所述复合坯锭的冷轧的步骤中，总变形量为97.5％或97.8％。
与现有技术相比，本发明采用了特定的制备铜镍/镍钨合金复合基带的工艺，将铜镍和镍钨热轧坯料经过一定变形量的冷轧及适当的热处理可以获得晶粒尺寸细小的合金，在热挤压过程中有利于实现内外层原子的互扩散，进而获得界面结合良好的复合坯锭，屈服强度高。
并且，本发明工艺简单，容易控制，适合工业化生产。
附图说明
下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。
图1是实施例1中复合基带表面的phi-扫描曲线。
图2是实施例2中复合基带表面的phi-扫描曲线。
具体实施方式
下面将描述本发明的无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带及其制备方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本发明的无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带包括芯层以及两个外层，所述两个外层位于该芯层的两侧经冷轧和热轧而将该芯层夹于中间复合为一体，所述外层为熔炼法制备的铜原子百分含量为52％的铜镍合金，所述芯层为熔炼法制备的钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金。
下面描述本发明的方法实施例。
方法实施例1
本发明方法实施例1的制备方法的步骤如下：
(1)复合坯锭的制备
首先将铜原子百分比为52％的铜镍合金铸锭和钨原子百分含量为9.5％的镍钨合金铸锭经过高温锻造及热轧至8～10mm厚，对这两种合金均冷轧至3mm厚，然后分别进行700℃保温30min和800℃保温30min的热处理，得到铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭，将这两种合金坯锭分别定义为A和B，将A和B按照A-B-A的顺序叠放在一起，最后采用热挤压得到铜镍/镍钨初始复合坯锭，热挤压温度为900℃；
(2)复合坯锭的冷轧
将上述得到的初始复合坯锭进行冷轧，工艺为：道次变形量为10％，总变形量为97.5％以上；
(3)冷轧复合带材的再结晶热处理
将上述冷轧复合带材采用950℃保温30min的再结晶热处理得到无铁磁性、高强度、强立方织构的铜镍/镍钨合金复合基带。
本实施例制备的复合基带表面的phi-扫描曲线如图1所示，其半高宽值为6.73；该复合基带在室温下的屈服强度为197MPa，与相应的单层铜镍合金基带相比屈服强度得到了明显的改善。
方法实施例2
本发明实施例2的制备方法的步骤如下：
(1)复合坯锭的制备
首先将铜原子百分比为52％的铜镍合金铸锭和钨原子百分含量为9.7％的镍钨合金铸锭经过高温锻造及热轧至8～10mm厚，对这两种合金均冷轧至3mm厚，然后分别进行700℃保温30min和820℃保温30min的热处理，得到铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭，将这两种合金坯锭分别定义为A和B，将A和B按照A-B-A的顺序叠放在一起，最后采用热挤压得到铜镍/镍钨初始复合坯锭，热挤压温度为900℃；
(2)复合坯锭的冷轧
将上述得到的初始复合坯锭进行冷轧，工艺为：道次变形量为10％，总变形量为97.8％以上；
(3)冷轧复合带材的再结晶热处理
将上述冷轧复合带材采用950℃保温30min的再结晶热处理得到无铁磁性、高强度、强立方织构的铜镍/镍钨合金复合基带。
本实施例制备的复合基带表面的phi-扫描曲线如图2所示，其半高宽值为6.82；该复合基带在室温下的屈服强度为203MPa，与相应的单层铜镍合金基带相比屈服强度得到了明显的改善。
需要说明的是：本发明的制备方法中包含对于工艺的具体限定，包括制备初始合金坯锭的具体工艺、冷轧合金坯锭的具体工艺、冷轧复合坯锭具体工艺、以及再结晶热处理冷轧合金基带的具体工艺，这些具体工艺是本发明为得到高性能的铜镍/镍钨合金复合基带而做出的特殊限定，是发明人通过艰苦的研发而确定的制备步骤。具体工艺能够使复合基带具备不同的性能。本发明的总体方案是实现本发明目的之基础，而这些具体工艺是实现本发明目的之重要保证。
本发明采用特定的工艺，将铜镍和镍钨热轧坯料经过一定变形量的冷轧及适当的热处理获得晶粒尺寸细小的合金，在热挤压过程中有利于实现内外层原子的互扩散，进而获得界面结合良好的复合坯锭。由上述可知，本发明工艺简单，容易控制，适合工业化生产。
由此，本领域技术人员能够理解：本发明提供一种新的制备无无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带及其制备方法，解决了现有技术所存在的技术障碍，为获得无铁磁性织构镍基合金基带找到了新的途径。
以上对本发明的无铁磁性织构镍基合金基带及其制备方法的实施方式进行了说明。对于本发明的无铁磁性织构镍基合金基带及其制备方法的具体特征如具体的工艺参数可以根据上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (3)
1.一种无铁磁性织构铜镍/镍钨合金复合基带的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合坯锭的制备
首先将铜原子百分比为52％的铜镍合金铸锭和钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金铸锭经过高温锻造及热轧至8～10mm厚，对这两种合金均冷轧至3mm厚，然后分别进行700℃保温30min和800℃～820℃保温30min的热处理，得到铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭，将铜镍合金坯锭和镍钨合金坯锭分别定义为A和B，将A和B按照A-B-A的顺序叠放在一起，最后采用热挤压得到铜镍/镍钨初始复合坯锭，热挤压温度为900℃；
(2)复合坯锭的冷轧
将上述得到的初始复合坯锭进行冷轧，工艺为：道次变形量为10％，总变形量为97％以上；以及
(3)冷轧复合带材的再结晶热处理
将上述冷轧复合带材采用950℃保温30～45min的再结晶热处理得到无铁磁性、高强度、强立方织构的铜镍/镍钨合金复合基带。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述复合坯锭的冷轧的步骤中，总变形量为97.5％或97.8％。
3.一种如权利要求无铁磁性1或2所述的方法制备的织构铜镍/镍钨合金复合基带，包括芯层以及两个外层，所述两个外层位于该芯层的两侧经冷轧和热轧而将该芯层夹于中间复合为一体，所述外层为熔炼法制备的铜原子百分含量为52％的铜镍合金，所述芯层为熔炼法制备的钨原子百分含量为9.5％～9.7％的镍钨合金。
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