[发明专利]涂层导体用NiW合金基带的辊到辊热处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理技术领域，尤其是涉及一种涂层导体用NiW合金基带的辊到辊热处理装置及方法。

背景技术

第二代高温超导带材即涂层导体，以其77K下优越的高场性能引起了材料科学界广泛的兴趣。涂层导体是由NiW合金基带/缓冲层/超导层/保护层组成的多层结构，而NiW合金基带是涂层导体的载体，在超导带材中起主要作用的是外延生长过渡层和超导层，因此，制备具有锐利立方织构的金属NiW合金基带是获得高性能超导带材的关键技术之一。

目前，主要采用轧制辅助双轴织构技术(RABITS)，即通过轧制和再结晶退火后获得强的立方织构。NiW合金基带的再结晶热处理需要气氛保护以避免氧化，对于短样品通常采用惰性气体保护静态热处理的方法。涂层导体的工程应用需要单根导体达到百米量级，因此，需要制备百米级的NiW合金基带，然而，受炉腔体积的限制，对百米级的NiW合金基带无法进行静态热处理，必须采用动态连续再结晶热处理方法。由于动态连续再结晶热处理是在开放系统中进行的，使NiW合金基带的气氛保护变得困难，因此，在气氛保护下进行连续再结晶热处理是制备百米级NiW合金基带的关键技术之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单紧凑、设计合理、成本低且使用操作简便、使用效果好的涂层导体用NiW合金基带的辊到辊热处理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种涂层导体用NiW合金基带的辊到辊热处理装置，其特征在于：包括中部装有水平炉管的热处理炉、密封安装在炉管入口上的三通管、相配合使用且将待处理NiW合金基带绷紧后从炉管内部连续拉过的放带轮和收带轮、安装在放带轮轮轴上的张力调节器、驱动收带轮转动的电机和安装在炉管出口上的堵头；所述放带轮和收带轮分别位于炉管的入口和出口外侧且二者位置相对；所述三通管的三个接口分别为安装在炉管入口上的安装口、与安装口正对且其上装有密封塞的进带口和用于通入保护气体的进气口，进气口与安装口不在同一直线上；所述密封塞上开有供待处理NiW合金基带穿过的通孔；所述堵头的外壁与炉管的出口内壁之间存在间隙。

所述所述密封塞为氟橡胶密封塞。

所述电机为步进电机。

所述三通管为直角式三通接头，所述直角式三通接头的两个相对的接口分别为安装口和进带口。

本发明还提供了一种简单易行、可重复性好且具有良好工程实用价值的利用涂层导体用NiW合金基带的辊到辊热处理装置进行热处理的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、对待处理NiW合金基带表面油污进行清洗；

步骤二、将清洗后的待处理NiW合金基带连续缠绕在放带轮上后，再将待处理NiW合金基带的外端头从进带口穿入且经三通管和炉管内部后，从炉管出口拉出并缠绕在收带轮上；

步骤三、从进气口通入Ar/H₂混合保护气体，且Ar/H₂混合保护气体的流速为2～4L/min；所述Ar/H₂混合保护气体中H₂的体积百分比为4～8％且Ar的体积百分比相应为96～92％；

步骤四、将热处理炉的炉温升至再结晶热处理温度，所述再结晶热处理温度为1200～1300℃；

步骤五、对待处理NiW合金基带进行动态连续再结晶热处理，其再结晶热处理过程如下：

501、按公式V＝L/t计算待处理NiW合金基带在炉管内部的运行速度V，式中，t为热处理炉的再结晶热处理时间t且t＝50～150h，L为待处理NiW合金基带经动态连续再结晶热处理后的有效使用长度；需注意的是：待处理NiW合金基带的运行速度V需控制在50～100cm/h之间；

502、启动电机且对电机的转速进行调整，使得由电机进行驱动的收带轮的转速与待处理NiW合金基带的运行速度V相同；

503、电机启动后，带动收带轮转动且将待处理NiW合金基带绷紧后相应带动放带轮转动；之后，在收带轮和放带轮的配合作用下，带动待处理NiW合金基带以运行速度V从炉管内部连续拉过，以对待处理NiW合金基带进行动态连续再结晶热处理，且经时间t后动态连续再结晶热处理结束；

504、关闭电机且将热处理炉的炉温降至室温后，关闭所述Ar/H₂混合保护气体。

上述步骤四中所述的将热处理炉的炉温升至再结晶热处理温度时，以10～20℃/min的升温速率进行升温；相应地，504中所述的将热处理炉的炉温降至室温时，以10～20℃/min的降温速率进行降温。