[发明专利]一种高性能镍基合金复合带材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能镍基合金复合带材的制备方法，包括以下步骤：(1)复合坯锭的制备；(2)坯锭的冷轧；(3)冷轧带材的再结晶退火，最终得到高性能镍基合金复合带材。本发明的一种高性能镍基合金复合带材的制备方法通过采用连续挤压的方法获得高钨含量的镍钨复合带材，层间界面结合力较好，同时，连续挤压使表层组织均匀、细小，冷轧过程中形成有利的形变织构，有利于后续再结晶退火从而获得强立方织构的镍基合金复合带材。

技术领域

本发明涉及一种高强度、无铁磁性的强立方织构镍基合金复合带材的制备方法，属于高温涂层超导带材用的织构金属基带技术领域。

背景技术

第二代高温超导带材具有优越的物理性能，在电力、交通及军事等领域有着潜在的应用价值。第二代高温超导带材是由多层结构复合而成，由高强度金属作为基底，外延生长过渡层及超导层薄膜，对于高性能超导带材而言，高性能基底带材的制备是关键技术之一，高性能的基底带材不仅需要具有强立方织构，还应具有优良的力学性能，同时在液氮温区无铁磁性。

目前通过特殊的加工方式可以获得高钨含量的镍钨合金带材，表现为优良的综合性能，但钨原子百分含量通常在9％以内，钨含量更高的镍钨合金带材还难以实现强立方织构的获得，镍钨合金带材作为涂层超导带材的基底材料，其力学性能仍有待于进一步提高。

层状复合材料是一种具有潜力的替代传统基底的材料体系，新型复合带材的开发是拓展涂层超导带材应用领域的基础，目前，复合带材的制备及合金体系的开发是新型复合带材的研发重点。

因此，如何制备高性能的金属基带是目前实现工业化生产超导带材的重点和难点。

发明内容

本发明的实施例旨在克服以上缺陷，提供一种高性能镍基合金复合带材的制备方法，其通过新型的复合带材的设计思路和制备方法，开发适合高温超导材料用的高性能金属基底带材。

为了解决以上问题，本发明提供了一种高性能镍基合金复合带材的制备方法，包括以下步骤：

(1)复合坯锭的制备

首先采用真空感应熔炼制备Ni-9at.％W和Ni-12at.％W合金坯锭，将两种合金坯锭均直接热轧至15mm厚，其中热轧温度为1280℃，然后以Ni-9at.％W热轧板为表层材料，Ni-12at.％W热轧板为芯层材料，将各层逐步放置，通过连续挤压的方法获得10mm～15mm厚的Ni-9at.％W/Ni-12at.％W/Ni-9at.％W三层结构的复合带材；

(2)坯锭的冷轧

对步骤(1)中复合后的坯锭进行冷轧变形，获得厚度为80～100μm的合金基带，每道次厚度压下量控制在5％～20％；

(3)冷轧带材的再结晶退火

将步骤(2)中得到的冷轧带材在气体保护条件下进行再结晶退火，具体工艺为以5～10℃/min的升温速率升温至1200℃保温60min～120min，最终得到高强度、无铁磁性的具有强立方织构的镍钨复合带材。

优选地，步骤(2)还包括：冷轧带材的中间退火工艺

在步骤(2)的冷轧过程中加入低温退火，具体工艺为将坯锭冷轧至5mm厚时在480℃条件下保温30min～60min，然后在冷轧至1mm厚时在400℃条件下保温20min～50min。

优选地，步骤(1)中通过连续挤压的方法获得10mm、12mm或15mm厚的Ni-9at.％W/Ni-12at.％W/Ni-9at.％W三层结构的复合带材。

优选地，步骤(2)中对复合后的坯锭进行冷轧变形，获得厚度为80μm、90μm或100μm的合金基带，每道次厚度压下量控制在5％～20％。

优选地，步骤(2)中每道次厚度压下量控制在5％、10％、15％或20％。