Ni基合金復(fù)合基帶及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Ni基合金復(fù)合基帶，以及低成本、低耗能、過程簡便的制備Ni基合金復(fù)合基帶的方法，屬于高溫超導(dǎo)金屬基帶制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在高溫超導(dǎo)基帶領(lǐng)域，應(yīng)用的最多的就是NiW合金基帶。低W含量的NiW合金容易得到銳利的立方織構(gòu)，但其具有鐵磁性且屈服強度較低，限制了應(yīng)用，人們將視野擴展到芯層為高W含量、外層為低W含量的NiW復(fù)合基帶。
[0003]NiW坯錠目前制備的方法主要有熔煉法、冷等靜壓法、熱等靜壓法及放電等離子燒結(jié)法等，這些方法均能得到性能優(yōu)良、符合要求的NiW合金基帶，但每種方法有其優(yōu)缺點，例如熔煉鑄造法過程，優(yōu)點是坯料密度均勻，W元素能夠充分固溶，其缺點是熔煉溫度高時間長導(dǎo)致耗能多成本大，初始晶粒尺寸較大，導(dǎo)致脆性進而后期軋制過程中出現(xiàn)開裂，同時對再結(jié)晶立方織構(gòu)的形成也有一定影響；冷等靜壓法、熱等靜壓法優(yōu)點是坯料致密性好，得到均勻細化的組織，缺點是工藝周期長、操作過程復(fù)雜，費時費力；放電等離子燒結(jié)法優(yōu)點是能夠得到成分均勻、組織細化的坯錠，進而得到含量高的銳利的立方織構(gòu)，缺點為工藝過程復(fù)雜，不好控制，對設(shè)備要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種全新的制備Ni基合金復(fù)合基帶的方法，通過這種簡捷的直接粉軋方法，解決現(xiàn)有基帶制備技術(shù)中，制備過程復(fù)雜及生產(chǎn)成本高等問題，為符合高強度、低磁性、強雙軸立方織構(gòu)的NiW合金帶材的工業(yè)化大量制備生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。
[0005]—種Ni基合金復(fù)合基帶，由表層和芯層復(fù)合而成,表層W的原子百分含量為3-9%,芯層W原子百分含量為9-15%。
[0006]本發(fā)明所提供的制備Ni基合金復(fù)合基帶的方法，包括以下步驟:
(1)初始粉末的混合
將W原子百分含量為3-9%的NiW粉(代號A)和含量為9-15%的NiW粉(代號B)分別進行長時間球磨，得到兩種不同配比的粉末；
(2)坯錠的粉軋成型將步驟(I)中制得的兩種粉末分別采用傾斜式粉軋機粉軋成型，得到兩種粉軋坯錠；
(3)坯錠的均勻化燒結(jié)
將步驟(2)中粉軋成型好的坯錠按照A-B-A的順序疊層并放入隧道爐中，于Ar/Hjg合氣體保護氣氛下燒結(jié)4-5小時，燒結(jié)溫度為1000-1400°C ；
(4)燒結(jié)坯錠的冷軋變形
對步驟(3)中燒制成的復(fù)合坯錠進行冷軋，道次變形量小于10%，總變形量大于95%，得到最終厚度為50-200 μ m的冷軋復(fù)合基帶；
(5)冷軋基帶的再結(jié)晶熱處理將步驟(4)中的冷軋復(fù)合基帶在Ar/Hjg合氣體保護氣氛下于1000-1400 °C退火0.5-3h，得到表面具有強雙軸立方織構(gòu)的Ni基合金復(fù)合基帶。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于采用粉軋法制備出了成分均勻，晶粒尺寸小的Ni基合金初始還錠，還錠燒結(jié)后表面金相圖顯示出還錠的本征缺陷少。
[0008]本發(fā)明采用粉軋法制備的Ni基合金復(fù)合基帶，表面形成了有利于后續(xù)外延生長的銳利的雙軸立方織構(gòu)，整體基帶機械強度高，磁性低，滿足超導(dǎo)基帶性能的要求。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0010]實施例1
將稱量好的265g Ni粉和35g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A)，將稱量好的281g Ni粉和119g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型；再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中，于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結(jié)4小時，燒結(jié)溫度為1300°C，得到初始坯錠；對燒結(jié)成的坯錠進行冷軋，道次變形量為5%，總變形量為98%，得到最終厚度約為100 μ m的冷軋基帶；冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于120(TC退火lh，得到最終NiW合金復(fù)合基帶。該基帶表層的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構(gòu)，拉伸測試結(jié)果說明基帶具有很好的屈服強度，達到175MPa，滿足NiW合金基帶的性能要求。
[0011]實施例2
將稱量好的255g Ni粉和45g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A)，將稱量好的289g Ni粉和Illg W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型；再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中，于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結(jié)5小時，燒結(jié)溫度為1200°C，得到初始坯錠；對燒結(jié)成的坯錠進行冷軋，道次變形量為5%，總變形量為98%，得到最終厚度約為100 μ m的冷軋基帶；冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于120(TC退火1.5h，得到最終NiW合金復(fù)合基帶。該基帶表層的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構(gòu)，拉伸測試結(jié)果說明基帶具有很好的屈服強度，達到183MPa，滿足NiW合金基帶的性能要求。
[0012]實施例3
將稱量好的250g Ni粉和50g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A)，將稱量好的297g Ni粉和103g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型；再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中，于417^2混合氣體保護氣氛下燒結(jié)6小時，燒結(jié)溫度為1100°C，得到初始坯錠；對燒結(jié)成的坯錠進行冷軋，道次變形量為4%，總變形量為99%，得到最終厚度約為120 μ m的冷軋基帶；冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于130(TC退火lh，得到最終NiW合金復(fù)合基帶。該基帶的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構(gòu)，拉伸測試結(jié)果說明基帶具有很好的屈服強度，達到169MPa，滿足NiW合金基帶的性能要求。
【主權(quán)項】
1.一種Ni基合金復(fù)合基帶，由表層和芯層復(fù)合而成，表層W的原子百分含量為3-9%,芯層W原子百分含量為9-15%。
2.—種Ni基合金復(fù)合基帶的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1).將Ni粉和W粉末均勻混合成NiW粉末； (2).將兩種混合粉末分別采用傾斜式粉軋機直接粉軋成型，得到W原子百分含量為3-9%,代號A,和W原子百分含量為9-15%,代號B,的兩種不同配比的粉軋還錠； (3).將粉軋成型好的坯錠按照A-B-A粉軋坯錠順序疊層置于隧道爐中進行高溫均勻化燒結(jié)，于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結(jié)4-5小時，燒結(jié)溫度為1000-1400°C，得到復(fù)合坯錠； (4).對燒制成的復(fù)合坯錠進行冷軋，道次變形量控制小于10%，總變形量大于95%，得到最終冷軋復(fù)合基帶； (5).將冷軋復(fù)合基帶在Ar作2混合氣體保護氣氛下于1000-140(TC退火0.5_3h，得到表面具有強雙軸立方織構(gòu)的Ni基合金復(fù)合基帶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Ni基合金復(fù)合基帶，以及低成本、低耗能、過程簡便的制備Ni基合金復(fù)合基帶的方法，屬于高溫超導(dǎo)金屬基帶制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法制備表層W原子百分含量為3-9%、芯層含量為9-15%的NiW合金復(fù)合基帶。采用Ni粉和W粉混合成NiW粉末，然后直接利用粉軋法壓制成型，再將W含量分別為3-9%(A)和9-15%(B)的NiW粉軋坯錠，按照A-B-A順序置于隧道爐中，高溫?zé)Y(jié)得到成分均勻的初始復(fù)合坯錠；冷軋初始復(fù)合坯錠，道次變形量小于10%，總變形量大于95%，得到冷軋基帶；冷軋基帶在1000-1400℃下退火得到Ni基合金復(fù)合基帶。該基帶整體機械強度高，磁性低并且表面具有強的雙軸立方織構(gòu)，可以很好的用作涂層導(dǎo)體金屬基帶。
【IPC分類】B22F3-18, B21B1-22
【公開號】CN104625069
【申請?zhí)枴緾N201510034332
【發(fā)明人】羅穆偉, 王振, 李邦懌, 姚俊濤, 丁志春, 朱玉斌
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月23日