CN111118316A - 一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，包括以下步骤：(1)合金坯锭的制备；(2)合金坯锭的冷轧；(3)冷轧带材的再结晶退火；(4)再结晶退火后的冷轧变形，最终得到高强度强立方织构的铜基合金基带。本发明的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法通过采用水平连铸法获得薄板坯，有利于工业化生产，在铜镍中添加微量的Cr元素可以在再结晶过程中发生第二相的析出，实现析出强化，并在再结晶过程中获得强立方织构。
Description
技术领域
本发明属于高温涂层超导用金属基带技术领域，具体涉及一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法。
背景技术
第二代高温超导带材具有优越的超导性能和相对较低的成本，主要由高强度金属作为基底，外延生长过渡层及超导层薄膜获得，对于高性能超导带材而言，高性能基底带材的制备是关键技术之一，高性能的基底带材不仅需要具有强立方织构，还应具有优良的力学性能，镍钨合金基带是研究最多的基底带材。目前高性能的镍钨合金冷轧期间需要通过多次退火或大变形量的温轧实现，这种方法成本较高，温轧也不容易实现工业化生产，铜镍合金带材容易形成强立方织构，但其力学性能较差，仍有待于进一步提高。
相对于镍钨合金而言，铜基合金在原材料方面具有成本低的优势，如何在获得强立方织构的前提下提高铜基合金的力学性能是实现工业化生产高温涂层超导带材的关键。
因此，如何制备高性能的金属基带是目前实现工业化生产超导带材的重点和难点。
发明内容
本发明的实施例旨在克服以上缺陷，提供一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其通过低成本的设计思路和制备方法，开发适合高温超导材料用的高性能金属基底带材。
为了解决以上问题，本发明提供了一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，包括以下步骤：
(1)合金坯锭的制备
首先采用水平连铸法获得Cu-Ni-Cr合金坯锭，其中Ni的原子百分含量为30％～35％，Cr的原子百分含量为0.08％～0.12％，合金坯锭厚度为15mm；将合金坯锭直接热轧至8mm厚，热轧温度为980℃～1000℃；
(2)合金坯锭的冷轧
对步骤(1)中热轧后的合金坯锭进行冷轧变形，获得厚度为80～100μm的合金带材，每道次厚度压下量控制在22％～25％；
(3)冷轧带材的再结晶退火
将步骤(2)中得到的所述合金带材在气体保护作用下进行再结晶退火，具体工艺为在1020℃条件下保温10min～18min；
(4)再结晶退火后的冷轧变形
将步骤(3)中经过再结晶退火后得到的合金带材进行小变形量冷轧，厚度压下量为5％～15％，最终得到高强度强立方织构的铜基合金基带。
优选地，步骤(1)中Ni的原子百分含量为30％，Cr的原子百分含量为0.08％。
优选地，步骤(1)中Ni的原子百分含量为35％，Cr的原子百分含量为0.08％。
优选地，步骤(1)中热轧温度为980℃、990℃或1000℃。
优选地，步骤(2)中每道次厚度压下量控制在22％，得到厚度为80μm的合金带材。
优选地，步骤(2)中每道次厚度压下量控制在25％，得到厚度为100μm的合金带材。
优选地，步骤(3)中的再结晶退火工艺是在1020℃条件下保温10min、15min或18min。
优选地，步骤(4)中厚度压下量为5％、10％或15％。
优选地，步骤(3)是在氮气、氢气或氢氮混合气体保护作用下进行再结晶退火。
优选地，步骤(3)是在氩氢混合气体保护作用下进行再结晶退火。
本发明的高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明通过采用水平连铸法获得薄板坯，这样有利于工业化生产，在铜镍中添加微量的Cr元素可以在再结晶过程中发生第二相的析出，实现析出强化，并在再结晶过程中获得强立方织构。
2、本发明采用水平连铸法获得合金坯锭，这样相比于现有的真空熔炼制备方法，水平连铸法更适合连续工业化生产，并可以获得薄板坯，制备效率较高。
3、本发明的步骤2和4均是进行变形冷轧，尤其是第二次冷轧是为了提高力学性能，控制变形量保留合金基带的强立方织构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅用于解释本发明的构思。
图1是实施例1中所得带材表面的{001}面极图；
图2是实施例2中所得带材表面的{001}面极图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法的实施例。
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。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部分的结构，各附图之间不一定按照相同的比例绘制。相同或相似的参考标记用于表示相同或相似的部分。
实施例1
本发明实施例1的制备方法的步骤如下：
首先采用水平连铸法获得Cu-Ni-Cr合金坯锭，其中Ni的原子百分含量为30％，Cr的原子百分含量为0.08％，铸坯厚度为15mm；将铸坯直接热轧至8mm厚，热轧温度为980℃，得到热轧板；
对上述热轧板进行冷轧变形，获得厚度为80μm的合金带材，每道次厚度压下量控制在22％；
然后将冷轧带材在气体保护条件下进行再结晶退火，具体工艺为在1020℃条件下保温10min；
最后将上述再结晶退火后的冷轧带材进行小变形量冷轧，厚度压下量为15％，最终得到高强度的具有强立方织构的铜基合金基带。
该合金基带的带材表面的{001}面极图如图1所示，由图1可知，该合金基带具有强立方织构。
实施例2
本发明实施例2的制备方法的步骤如下：
首先采用水平连铸法获得Cu-Ni-Cr合金坯锭，其中Ni的原子百分含量为35％，Cr的原子百分含量为0.08％，铸坯厚度为15mm；将铸坯直接热轧至8mm厚，热轧温度为1000℃，得到热轧板；
对上述热轧板进行冷轧变形，获得厚度为100μm的合金带材，每道次厚度压下量控制在25％；
然后将冷轧带材在气体保护条件下进行再结晶退火，具体工艺为在1020℃条件条保温18min；
最后将上述再结晶退火后的冷轧带材进行小变形量冷轧，厚度压下量为15％，最终得到高强度的具有强立方织构的铜基合金基带。
该合金基带的带材表面的{001}面极图如图2所示，由图2可知，该合金基带具有强立方织构。
以上对的实施例仅是为了说明本发明的构思而选用的特定的具体实施方式，在这些实施例中，具体的工艺参数并不一定构成为对本发明范围的限制。
对于本发明的高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法中的具体特征如温度、尺寸和速率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本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 (10)
1.一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)合金坯锭的制备
首先采用水平连铸法获得Cu-Ni-Cr合金坯锭，其中Ni的原子百分含量为30％～35％，Cr的原子百分含量为0.08％～0.12％，合金坯锭厚度为15mm；将合金坯锭直接热轧至8mm厚，热轧温度为980℃～1000℃；
(2)合金坯锭的冷轧
对步骤(1)中热轧后的合金坯锭进行冷轧变形，获得厚度为80～100μm的合金带材，每道次厚度压下量控制在22％～25％；
(3)冷轧带材的再结晶退火
将步骤(2)中得到的所述合金带材在气体保护作用下进行再结晶退火，具体工艺为在1020℃条件下保温10min～18min；
(4)再结晶退火后的冷轧变形
将步骤(3)中经过再结晶退火后得到的合金带材进行小变形量冷轧，厚度压下量为5％～15％，最终得到高强度强立方织构的铜基合金基带。
2.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(1)中Ni的原子百分含量为30％，Cr的原子百分含量为0.08％。
3.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(1)中Ni的原子百分含量为35％，Cr的原子百分含量为0.08％。
4.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(1)中热轧温度为980℃、990℃或1000℃。
5.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(2)中每道次厚度压下量控制在22％，得到厚度为80μm的合金带材。
6.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(2)中每道次厚度压下量控制在25％，得到厚度为100μm的合金带材。
7.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(3)中的再结晶退火工艺是在1020℃条件下保温10min、15min或18min。
8.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(4)中厚度压下量为5％、10％或15％。
9.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(3)是在氮气、氢气或氢氮混合气体保护作用下进行再结晶退火。
10.根据权利要求1所述的一种高强度强立方织构的铜基合金基带的制备方法，其中，步骤(3)是在氩氢混合气体保护作用下进行再结晶退火。
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