[发明专利]Ni基合金复合基带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ni基合金复合基带，以及低成本、低耗能、过程简便的制备Ni基合金复合基带的方法，属于高温超导金属基带制备技术领域。

背景技术

目前，在高温超导基带领域，应用的最多的就是NiW合金基带。低W含量的NiW合金容易得到锐利的立方织构，但其具有铁磁性且屈服强度较低，限制了应用，人们将视野扩展到芯层为高W含量、外层为低W含量的NiW复合基带。

NiW坯锭目前制备的方法主要有熔炼法、冷等静压法、热等静压法及放电等离子烧结法等，这些方法均能得到性能优良、符合要求的NiW合金基带，但每种方法有其优缺点，例如熔炼铸造法过程，优点是坯料密度均匀，W元素能够充分固溶，其缺点是熔炼温度高时间长导致耗能多成本大，初始晶粒尺寸较大，导致脆性进而后期轧制过程中出现开裂，同时对再结晶立方织构的形成也有一定影响；冷等静压法、热等静压法优点是坯料致密性好，得到均匀细化的组织，缺点是工艺周期长、操作过程复杂，费时费力；放电等离子烧结法优点是能够得到成分均匀、组织细化的坯锭，进而得到含量高的锐利的立方织构，缺点为工艺过程复杂，不好控制，对设备要求高。

发明内容

本发明的目的是提出一种全新的制备Ni基合金复合基带的方法，通过这种简捷的直接粉轧方法，解决现有基带制备技术中，制备过程复杂及生产成本高等问题，为符合高强度、低磁性、强双轴立方织构的NiW合金带材的工业化大量制备生产打下良好基础。

一种Ni基合金复合基带，由表层和芯层复合而成，表层W的原子百分含量为3-9%，芯层W原子百分含量为9-15%。

本发明所提供的制备Ni基合金复合基带的方法，包括以下步骤：

(1) 初始粉末的混合

将W原子百分含量为3-9%的NiW粉（代号A）和含量为9-15%的NiW粉（代号B）分别进行长时间球磨，得到两种不同配比的粉末；

(2) 坯锭的粉轧成型

将步骤(1)中制得的两种粉末分别采用倾斜式粉轧机粉轧成型，得到两种粉轧坯锭;

    (3) 坯锭的均匀化烧结

将步骤(2)中粉轧成型好的坯锭按照A-B-A的顺序叠层并放入隧道炉中，于Ar/H₂混合气体保护气氛下烧结4-5小时，烧结温度为1000-1400℃；

(4) 烧结坯锭的冷轧变形

对步骤(3)中烧制成的复合坯锭进行冷轧，道次变形量小于10%，总变形量大于95%，得到最终厚度为50-200μm的冷轧复合基带；

(5) 冷轧基带的再结晶热处理

将步骤(4)中的冷轧复合基带在Ar/H₂混合气体保护气氛下于1000-1400℃退火0.5-3h，得到表面具有强双轴立方织构的Ni基合金复合基带。

本发明的技术关键在于采用粉轧法制备出了成分均匀，晶粒尺寸小的Ni基合金初始坯锭，坯锭烧结后表面金相图显示出坯锭的本征缺陷少。

本发明采用粉轧法制备的Ni基合金复合基带，表面形成了有利于后续外延生长的锐利的双轴立方织构，整体基带机械强度高，磁性低，满足超导基带性能的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

将称量好的265g Ni粉和35g W粉末通过长时间球磨混合成定量的NiW粉末（代号A），将称量好的281g Ni粉和119g W粉末通过长时间球磨混合成定量的NiW粉末（代号B）；然后将上述粉末分别通过直接采用粉轧机粉轧成型；再将粉轧坯锭按照A-B-A顺序叠层放入隧道炉中，于Ar/H₂混合气体保护气氛下烧结4小时，烧结温度为1300℃，得到初始坯锭；对烧结成的坯锭进行冷轧，道次变形量为5%，总变形量为98%，得到最终厚度约为100μm的冷轧基带；冷轧基带在氢气燃烧保护气氛下于1200℃退火1h，得到最终NiW合金复合基带。该基带表层的（111）面极图显示该基带具有强的双轴立方织构，拉伸测试结果说明基带具有很好的屈服强度，达到175MPa，满足NiW合金基带的性能要求。

实施例2