CN106381418B - 一种强立方织构Ni‑10at.%W合金基带的制备方法 - Google Patents

一种强立方织构Ni‑10at.%W合金基带的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种强立方织构Ni‑10at.%W合金基带的制备方法，属于高温涂层导体产业化织构金属基带的制备技术领域。本发明的技术方案要点包括以下步骤：初始镍钨硫合金坯锭的制备；初始镍钨硫合金坯锭的冷轧和镍钨硫合金基带的再结晶退火。本发明制备工艺简单，且制得的Ni‑10at.%W合金基带在液氮温区无铁磁性，机械强度较高，适合工业化生产。

Description

一种强立方织构Ni-10at.%W合金基带的制备方法
技术领域
本发明属于高温涂层导体产业化织构金属基带的制备技术领域，具体涉及一种强立方织构Ni-10at.%W合金基带的制备方法。
背景技术
自从以YBCO为代表的第二代高温超导发现以来，人们已经研究了Ag、Cu、Ni等多种金属及其合金作为高温超导涂层导体的基带材料。Ni-W合金由于其抗氧化能力强及力学性能优良，使之成为涂层超导带材织构基带的研究重点。在第二代高温涂层超导体的研究中，Ni-5at.%W合金基带被广泛作为高温涂层超导带材的基底材料外延生长过渡层和超导层，目前已经商业化生产，但是其屈服强度仍然较低且在液氮温区具有铁磁性（居里温度为335K），不能满足更多领域的要求。研究表明，当钨的原子百分含量大于9.3at.%时，镍钨合金基带在液氮温区无铁磁性，并且其室温下的屈服强度较高，但是难以通过传统的基带制备路线获得强立方织构。公开号为CN 101635185A的专利采用粉末冶金制备初始合金坯锭然后进行长时间的均匀化退火，后续进行冷轧及退火获得一定含量的立方织构，但是粉末冶金制备的基带表面质量较差，不利于后续制备高性能的过渡层及超导层，并且需要对坯锭进行长时间的均匀化退火，效率较低、成本较高，不适合工业化生产。因此，如何通过合理的制备工艺来获得强立方织构的无铁磁性高强度镍钨合金基带具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提高无铁磁性、高机械强度Ni-W合金基带表面的立方织构含量，提供了一种强立方织构Ni-10at.%W合金基带的制备方法。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案，一种强立方织构Ni-10at.%W合金基带的制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤1、初始镍钨硫合金坯锭的制备
将纯度均为99.999%的镍块、钨块和硫按照钨和硫的原子百分含量分别为10%和0.006%-0.01%进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼获得镍钨硫合金铸锭，再将镍钨硫合金铸锭在1160-1180℃保温1-1.5h后进行锻造及热轧获得冷轧前的初始镍钨硫合金坯锭；
步骤2、初始镍钨硫合金坯锭的冷轧
将初始镍钨硫合金坯锭表面的氧化皮去掉，然后进行冷轧至40-50μm厚获得镍钨硫合金基带，总变形量为90%-95%；
步骤3、镍钨硫合金基带的再结晶退火
将镍钨硫合金基带进行再结晶退火获得最终产品强立方织构Ni-10at.%W合金基带，其具体工艺条件为：加热温度为1260-1280℃，保温时间为120-150min，保护气氛为纯氢，露点温度为-50℃。
本发明在纯度较高的镍钨合金中加入一定含量的硫，在再结晶退火过程中使硫元素与氢气反应生成H2S气体吸附在基带表面，有利于发挥立方取向晶粒在再结晶退火时的形核及长大优势进而形成强立方织构的Ni-10at.%W合金基带，该方法工艺简单，容易控制，适合工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的Ni-10at.%W合金基带表面的（001）面极图；
图2是本发明实施例2制得的Ni-10at.%W合金基带表面的（001）面极图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将纯度均为99.999%的镍块、钨块和硫按照钨和硫的原子百分含量分别为10%和0.006%进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼获得镍钨硫合金铸锭，再将镍钨硫合金铸锭在1160℃保温1.5h后进行锻造及热轧获得冷轧前的初始镍钨硫合金坯锭；将初始镍钨硫合金坯锭表面的氧化皮去掉，然后进行冷轧至40-50μm厚获得镍钨硫合金基带，总变形量为90%；将镍钨硫合金基带进行再结晶退火获得最终产品Ni-10at.%W合金基带，其具体工艺条件为：加热温度为1280℃，保温时间为120min，保护气氛为纯氢，露点温度为-50℃。该Ni-10at.%W合金基带表面的（001）面极图如图1所示，由图可知该Ni-10at.%W合金基带表面获得了强的立方织构。
实施例2
将纯度均为99.999%的镍块、钨块和硫按照钨和硫的原子百分含量分别为10%和0.01%进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼获得镍钨硫合金铸锭，再将镍钨硫合金铸锭在1180℃保温1h后进行锻造及热轧获得冷轧前的初始镍钨硫合金坯锭；将初始镍钨硫合金坯锭表面的氧化皮去掉，然后进行冷轧至40-50μm厚获得镍钨硫合金基带，总变形量为95%；将镍钨硫合金基带进行再结晶退火获得最终产品Ni-10at.%W合金基带，其具体工艺条件为：加热温度为1260℃，保温时间为150min，保护气氛为纯氢，露点温度为-50℃。该Ni-10at.%W合金基带表面的（001）面极图如图2所示，由图可知该Ni-10at.%W合金基带表面获得了强的立方织构。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (1)

1.一种强立方织构Ni-10at.%W合金基带的制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤1、初始镍钨硫合金坯锭的制备
将纯度均为99.999%的镍块、钨块和硫按照钨和硫的原子百分含量分别为10%和0.006%-0.01%进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼获得镍钨硫合金铸锭，再将镍钨硫合金铸锭在1160-1180℃保温1-1.5h后进行锻造及热轧获得冷轧前的初始镍钨硫合金坯锭；
步骤2、初始镍钨硫合金坯锭的冷轧
将初始镍钨硫合金坯锭表面的氧化皮去掉，然后进行冷轧至40-50μm厚获得镍钨硫合金基带，总变形量为90%-95%；
步骤3、镍钨硫合金基带的再结晶退火
将镍钨硫合金基带进行再结晶退火获得最终产品强立方织构Ni-10at.%W合金基带，其具体工艺条件为：加热温度为1260-1280℃，保温时间为120-150min，保护气氛为纯氢，露点温度为-50℃。
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