一種無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法與流程

本發明涉及復合基帶的制備方法，尤其涉及鎳鎢合金基帶的制備方法。

背景技術：

隨著氧化釔鋇銅(Yttrium Barium Copper Oxide，YBCO)高溫超導材料性能的提高和制冷技術的不斷進步，以及其固有的物理特性，使得YBCO涂層超導體在超導線纜、超導電機等領域具有潛在的應用價值。對于采用RABiTS技術即壓延輔助雙軸織構技術制備的YBCO涂層超導帶材而言，獲得具有強立方織構、無鐵磁性、高屈服強度的金屬基帶是制備高性能涂層超導帶材的關鍵。

目前，涂層超導帶材用的立方織構Ni-5at.％W合金基帶已經可以商業化生產，但是由于其在液氮溫區具有鐵磁性(Tc＝335K)，在交流電的應用中會造成交流損耗，并且其屈服強度較低，不是制備高性能超導帶材的首選材料。

研究表明，隨著鎢原子含量的升高，鎳鎢合金的居里溫度逐漸降低，當鎢的原子百分含量達到9％以上時，鎳鎢合金基帶在液氮溫區表現為無鐵磁性，但是難以通過傳統的金屬基帶制備技術制備強立方織構的無鐵磁性鎳鎢合金基帶。

因此，如何制備強立方織構、無鐵磁性、高強度的合金基帶，具有重要的現實意義，也是工業化生產織構金屬基帶面臨的一個新的挑戰。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，以制備強立方織構、無鐵磁性、高強度的鎳鎢合金基帶的制備方法。

本發明所提供的無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，包括以下步驟：

一種無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：初始合金坯錠的制備：

將鎳塊和鎢塊按照鎢的原子百分含量為5％進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得Ni-5at.％W合金鑄錠，將得到的Ni-5at.％W合金鑄錠進行鍛造及熱軋，獲得初始合金坯錠；

步驟2：初始合金坯錠的冷軋：

利用機械拋光，對所述初始合金坯錠進行表面拋光，去掉氧化皮，然后冷軋至50～75μm厚，得到鎳鎢合金冷軋基帶；

步驟3：鎳鎢合金冷軋基帶的再結晶熱處理：

將所述鎳鎢合金冷軋基帶進行再結晶熱處理獲得強立方織構的鎳鎢合金基帶，再結晶熱處理工藝為：1000℃～1080℃保溫30～60分鐘，升溫速率為1000℃～1100℃/min；

步驟4：滲鎢處理：

將所述強立方織構的鎳鎢合金基帶表面進行雙層輝光離子滲鎢處理，源極采用鎢絲，工作溫度為1350℃～1450℃，工作電壓為700V～800V，保護氣體為氬氣，最后將滲鎢處理的基帶進行高溫退火，退火溫度為1250℃～1350℃保溫3～4小時。

作為優選方式，步驟2中將所述初始合金坯錠冷軋至50μm或75μm厚，總變形量為90～93％，得到所述鎳鎢合金冷軋基帶。

作為優選方式，步驟3中的再結晶熱處理工藝為：1000℃保溫30分鐘，升溫速率為1000℃/min。

作為優選方式，步驟4中，所述工作電壓為700V或800V，并且所述退火溫度為1300℃保溫3小時。

在本申請中，“原子百分含量”是指物質的量的比(即摩爾比)的百分含量，并且用“at.％”表示“原子百分含量”，例如，5at.％是指原子百分含量為5％，而5at.％W是指在合金中W的原子百分含量為5％。

在高鎢含量的鎳鎢基帶表面難以獲得強立方織構，而本發明的方法是對容易獲得立方織構的Ni-5at.％W合金基帶表面進行滲鎢處理，然后再進行高溫退火，使Ni-5at.％W合金基帶表面的鎢原子向中心擴散，從而使基帶中的整體鎢含量達到高鎢基帶的水平，同時不破壞表面立方織構的含量，實現磁性能、屈服強度和立方織構的協調統一。

附圖說明

下面將簡要說明本申請所使用的附圖，顯而易見地，這些附圖僅用于解釋本發明的構思。

圖1是利用本發明實施例1的制備方法得到的合金基帶表面的(111)面極圖。

圖2是利用本發明實施例2的制備方法得到的合金基帶表面的(111)面極圖。

圖3是利用本發明實施例3的制備方法得到的合金基帶表面的(111)面極圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖描述本發明的一種無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法的實施例。

在此記載的實施例為本發明的特定的具體實施方式，用于說明本發明的構思，均是解釋性和實施例性的，不應解釋為對本發明實施方式及本發明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括對在此記載的實施例做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。

下面描述本發明的制備方法的實施例。

實施例1

本發明實施例1的制備方法的步驟如下：

將鎳塊和鎢塊按照鎢的原子百分含量為5％進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得Ni-5at.％W合金鑄錠，將得到的Ni-5at.％W合金鑄錠進行鍛造及熱軋，獲得初始合金坯錠；

利用機械拋光，對上述得到的初始合金坯錠進行表面拋光，去掉氧化皮，拋光至高光潔度，然后冷軋至50μm厚，總變形量為90％，得到鎳鎢合金冷軋基帶；

將得到的冷軋合金基帶進行再結晶熱處理獲得強立方織構的鎳鎢合金基帶，再結晶熱處理工藝為：1000℃保溫0.5小時，升溫速率為1000℃/min；

將上述再結晶退火后的鎳鎢基帶表面進行雙層輝光離子滲鎢處理，源極采用鎢絲，工作溫度為1400℃，工作電壓為700V，保護氣體為氬氣；最后將滲鎢處理的基帶進行高溫退火，退火溫度為1300℃保溫3小時。

利用實施例1的方法得到的合金基帶整體無鐵磁性，具有高的屈服強度，表面的(111)面極圖如圖1所示，表明該合金基帶表面具有強立方織構。

實施例2

本發明實施例2的制備方法的步驟如下：

將鎳塊和鎢塊按照鎢的原子百分含量為5％進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得Ni-5at.％W合金鑄錠，將得到的Ni-5at.％W合金鑄錠進行鍛造及熱軋，獲得初始合金坯錠；

利用機械拋光，對上述得到的初始合金坯錠進行表面拋光，去掉氧化皮，拋光至高光潔度，然后冷軋至70μm厚，總變形量為90％，得到鎳鎢合金冷軋基帶；

將得到的冷軋合金基帶進行再結晶熱處理獲得強立方織構的鎳鎢合金基帶，再結晶熱處理工藝為：1050℃保溫0.5小時，升溫速率為1000℃/min；

將上述再結晶退火后的鎳鎢基帶表面進行雙層輝光離子滲鎢處理，源極采用鎢絲，工作溫度為1400℃，工作電壓為700V，保護氣體為氬氣，最后將滲鎢處理的基帶進行高溫退火，退火溫度為1300℃保溫4小時。

利用實施例2的方法得到的合金基帶整體無鐵磁性，具有高的屈服強度，表面的(111)面極圖如圖2所示，表明該合金基帶表面具有強立方織構。

實施例3

本發明實施例3的制備方法的步驟如下：

將鎳塊和鎢塊按照鎢的原子百分含量為5％進行配比，將配比后的混合材料置于真空感應熔煉爐中熔煉，獲得Ni-5at.％W合金鑄錠，將得到的Ni-5at.％W合金鑄錠進行鍛造及熱軋，獲得初始合金坯錠；

利用機械拋光，對上述得到的初始合金坯錠進行表面拋光，去掉氧化皮，拋光至高光潔度，然后冷軋至75μm厚，總變形量為90％，得到鎳鎢合金冷軋基帶；

將得到的冷軋合金基帶進行再結晶熱處理獲得強立方織構的鎳鎢合金基帶，再結晶熱處理工藝為：1000℃保溫1小時，升溫速率為1000℃/min；

將上述再結晶退火后的鎳鎢基帶表面進行雙層輝光離子滲鎢處理，源極采用鎢絲，工作溫度為1400℃，工作電壓為700V，保護氣體為氬氣，最后將滲鎢處理的基帶進行高溫退火，退火溫度為1300℃保溫4小時。

利用實施例3的方法得到的合金基帶整體無鐵磁性，具有高的屈服強度，表面的(111)面極圖如圖3所示，表明該合金基帶表面具有強立方織構。

以上的實施例僅是為了說明本發明的構思而選用的特定的具體實施方式，在這些實施例中，具體的工藝參數并不一定構成為對本發明范圍的限制。下面說明本發明的一些工藝參數的優選范圍。

步驟2：初始合金坯錠的冷軋：

利用機械拋光，對所述初始合金坯錠進行表面拋光，去掉氧化皮，然后冷軋至50μm～75μm厚，得到鎳鎢合金冷軋基帶，總變形量為90～93％；

步驟3：中具體再結晶熱處理工藝的優選范圍是：1000℃～1080℃保溫30～60分鐘，升溫速率為1000℃～1100℃/min；

步驟4：滲鎢處理：

將所述強立方織構的鎳鎢合金基帶表面進行雙層輝光離子滲鎢處理，源極采用鎢絲，工作溫度為1350℃～1450℃，工作電壓為700V～800V，保護氣體為氬氣，最后將滲鎢處理的基帶進行高溫退火，退火溫度為1250℃～1350℃保溫3～4小時。

現有技術中在高鎢含量的鎳鎢基帶表面難以獲得強立方織構，而本發明的方法是對容易獲得立方織構的Ni-5at.％W合金基帶表面進行滲鎢處理，然后再進行高溫退火，使Ni-5at.％W合金基帶表面的鎢原子向中心擴散，從而使基帶中的整體鎢含量達到高鎢基帶的水平，同時不破壞表面立方織構的含量，實現磁性能、屈服強度和立方織構的協調統一。

以上對本發明的一種無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法的實施方式進行了說明。對于本發明的無鐵磁性立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法的具體特征如具體的工藝參數可以根據上述披露的特征的作用進行具體設計，這些設計均是本領域技術人員能夠實現的。而且，上述披露的各技術特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領域技術人員還可根據發明之目的進行各技術特征之間的其它組合，以實現本發明之目的為準。