[发明专利]一种高性能织构镍基合金长复合基带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能织构镍基合金长复合基带及其制备方法，属于高温涂层超导体工业化生产高性能织构金属基带技术领域。

背景技术

钇系超导材料的不可逆场在超导电机、变压器、限流器、磁体、超导储能等强电领域具有良好的应用前景，此外强电领域应用要求制备长的高温超导材料。目前，压延辅助双轴织构基带制备技术即RABiTS技术是制备钇系涂层超导带材的主要技术路线之一。RABiTS技术是将具有立方织构的韧性金属基带通过过渡层将立方织构传递给外层的YBCO超导层，而作为涂层导体用的织构金属基带是RABiTS技术路线中制备高性能超导带材的关键。目前商业化生产的镍钨合金基带在液氮温区的铁磁性和机械强度低使得基于RABiTS路线制备的第二代高温涂层超导带材的广泛应用受到了一定的限制。而研究发现层状复合基带可以降低基带整体的铁磁性并提高机械强度，因此低/无铁磁性、高强度的层状复合基带的研究是解决以上问题的有效途径。中国专利CN102825857A(公开日2012.12.19)公开了一种无磁性织构Ni基合金复合基带及其制备方法，由于这种层状复合基带内外层材料的变形抗力有一定差别，在冷轧过程中会出现裂边的现象，而长带的冷轧需要施加一定的牵引张力，容易造成断带，因此如何连续大批量生产高性能长复合基带具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的实施例旨在克服以上缺陷，提供一种低/无铁磁性、高强度的层状结构的高性能织构镍基合金长复合基带及其制备方法。

为了解决以上问题，本发明提供了一种高性能织构镍基合金长复合基带及其制备方法。本发明提供的高性能织构镍基合金长复合基带，其中，该复合基带表层初始原料为采用真空感应熔炼制备的Ni-7.8at.％W合金，芯层初始原料为采用真空感应熔炼制备的Ni-9.8at.％W合金，将各层逐步放置，通过放电等离子加压力烧结得到Ni-7.8at.％W/Ni-9.8at.％W/Ni-7.8at.％W复合基带。

本发明提供的前述高性能织构镍基合金长复合基带的制备方法包括以下步骤：

步骤S100：复合坯锭的制备：

步骤S101：将纯度为99％以上的镍块和钨块按原子百分比92.2：7.8进行配料并粉碎成小块；

步骤S102：将步骤S101中粉碎后的的小块按镍块/钨块/镍块/钨块逐层放入真空感应熔炼炉坩埚内，加温至1600度保温30分钟后浇入模具，得到钨原子含量7.8％的镍钨坯锭(Ni-7.8at.％W坯锭)；

步骤S103：将纯度为99％以上的镍块和钨块按原子百分比90.2：9.8进行配料并粉碎成小块；

步骤S104：将步骤S103中粉碎后的小块按镍块/钨块/镍块/钨块逐层放入真空感应熔炼炉坩埚内，加温至1600度保温30分钟后浇入模具，得到钨原子含量9.8％的的镍钨坯锭(Ni-9.8at.％W坯锭)；

步骤S105：将步骤S102和步骤S104中浇铸好的坯锭切割成大小一致的长方块并按Ni-7.8at.％W/Ni-9.8at.％W/Ni-7.8at.％W的顺序分层装入模具，在压力机下进行9MPa保压2小时；

步骤S106：将步骤S105中封装好的磨具进行放电等离子加压力烧结，烧结压力为9MPa，烧结温度为750～800度，保温10～15分钟后取出并去除表面杂质层，得到初始坯锭；

步骤S200：复合坯锭的开坯冷轧：

步骤S201：将步骤S106中得到的Ni-7.8at.％W/Ni-9.8at.％W/Ni-7.8at.％W复合坯锭进行开坯冷轧，开坯冷轧的道次变形量为18％～20％，冷轧过程中采用少量机油进行润滑，得到厚度为3mm的复合薄板；

步骤S300：复合基带的去应力退火和切边：

步骤S301：将步骤S201中得到的复合薄板进行去应力退火，去应力退火采用连续退火方式，退火温度为650℃，走带速度为20mm/min，保护气氛为氮气；

步骤S302：将步骤S301中退火后的复合基带两侧切边，两侧的切边宽度均为2+(d-d₀)/2mm，其中d为坯锭初始宽度，d₀为开坯后薄板宽度；

步骤S400：复合基带的精轧：

步骤S401：将步骤S302中得到的复合基带进行大变形量冷轧，道次变形量为10％～12％，冷轧至厚度为0.09～0.12mm，轧制过程中采用水溶性轧制润滑液进行润滑；

步骤S500：复合基带的连续再结晶退火：