[发明专利]一种立方织构Ni-W-Al合金基带的制备方法

说明书

本发明公开了一种立方织构Ni‑W‑Al合金基带的制备方法。首先采用热压烧结的方式制备Ni‑W合金，再以Ni‑W合金和Al板为原材料，采用真空感应熔炼制备Ni‑W‑Al合金铸锭，W和Al的原子百分含量分别为5%和8%~11%，然后进行热轧，终轧温度控制在920℃以上，热轧最后一道次后立刻淬火处理，随后进行冷轧开坯及高温退火，退火过程中控制退火气氛，最后再通过精轧及低温退火处理获得高强度、强立方织构的金属基带。本发明在Ni‑W合金中添加适量的Al元素，在高温阶段形成强立方织构，在最后低温阶段析出第二相粒子，获得较高的力学性能。采用特殊的气氛可以有效增加最终第二相粒子的析出，进一步提高力学性能。

技术领域

本发明涉及涂层超导用的一种立方织构Ni-W-Al合金基带的制备方法，属于高温涂层超导带材技术领域。

背景技术

YBCO作为第二代高温超导材料，在电力行业有着潜在的应用价值，由于YBCO塑性较差，需要在韧性基底上沉积超导薄膜，具有强立方织构的金属基底材料可以外延生长过渡层及YBCO超导层，作为外延生长的金属基底材料，需要具有强立方织构的同时还需要具有高的屈服强度。目前，高W含量的Ni-W合金基带强度较高，但是难以采用传统的制备方法获得强立方织构。虽然在铜镍合金中容易形成强立方织构，但其力学性能较差，不是高性能基底带材的首选材料。层状复合基带可以获得强立方织构，并具有高的力学性能，但是其制备成本太高，效率较低，难以实现大规模的工业化生产，如何通过合金成分设计及技术改进是制备高性能金属基底的重要途径，并具有重要的工业价值。

专利CN104894415公开了一种无铁磁性、高强度、强立方织构Ni-W-Al三元合金基带的制备方法，该专利添加Al元素以固溶强化机制来提高基带的力学性能，该基带在室温下的屈服强度为240-260MPa，强化效果仍有待于进一步提高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种立方织构Ni-W-Al合金基带的制备方法，在Ni-W合金中添加适量的Al元素，可以在高温阶段形成强立方织构，同时，在最后低温阶段析出第二相粒子，获得较高的力学性能。采用特殊的气氛可以有效增加最终第二相粒子的析出，进一步提高力学性能。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种立方织构Ni-W-Al合金基带的制备方法，包括以下步骤：

（1）合金坯锭的制备

首先将Ni粉和W粉按照W原子百分含量为5%的比例混合均匀，然后采用热压烧结的方式制备Ni-W合金，再以热压烧结得到的Ni-W合金和Al板为原材料，采用真空感应熔炼制备Ni-W-Al合金铸锭，其中，Al的原子百分含量为8%~11%，铸锭为长方体，厚度为50mm~80mm。

（2）合金坯锭的热轧

将铸锭加热至1250℃保温30min后热轧至12mm厚，采用7道次热轧，且终轧温度控制在920℃以上，热轧最后一道次后立刻水淬。

（3）冷轧开坯及高温退火

将上述热轧板表面打磨去氧化皮后冷轧至3.5~4mm厚，然后进行高温退火处理，保护气氛采用高纯氮气或氮氢混合气（氮气与氢气体积比为2:1），退火工艺：采用500℃/min的升温速率加热至1200℃~1250℃保温30~40分钟，保温完立刻用液氢喷淋冷却。

（4）精轧及低温退火

将上述高温退火后的带材精轧至70~120μm厚，然后进行两步退火处理，工艺为：以到温入炉的方式，在1200℃保温1分钟，然后在500℃~650℃保温60min~100min，最终获得高性能金属基带。