[发明专利]一种高强度无铁磁性织构Ni-W合金基带的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度无铁磁性织构Ni‑W合金基带的制备方法。首先采用真空感应熔炼获得钨的原子百分比为17％～22％的镍钨合金铸锭，然后以获得的镍钨合金铸锭为原材料再通过连铸连轧工艺获得初始合金坯锭；将上述得到的初始合金坯锭进行固溶处理，然后将处理后的初始合金坯锭放入热处理炉保温10min后淬火；将上述得到的合金坯锭去掉氧化皮，然后冷轧至100μm～150μm厚，冷轧变形量为77％～83％，得到镍钨合金冷轧基带；将上述得到的镍钨合金冷轧基带进行时效热处理；将上述时效热处理后的镍钨合金冷轧基带进行再结晶退火，保护气体为氢气。本发明制备方法制备的合金基带具有高强度、无铁磁性、较高的屈服强度，并且可以满足制备高性能涂层超导带材的要求。

技术领域

本发明涉及一种高强度无铁磁性织构Ni-W合金基带的制备方法，属于高温涂层超导体用织构金属基带技术领域。

背景技术

第二代高温涂层超导体在超导线缆、超导电机等领域具有潜在的应用价值。采用具有强立方织构的金属带材作为基底材料(基带)依次外延生长过渡层及超导层是制备第二代涂层超导带材的主要技术路线之一。

目前，涂层超导带材用的立方织构Ni-5at.％W合金基带已经可以商业化生产，但是由于其在液氮温区具有铁磁性(Tc＝335K)，在交流电的应用中会造成交流损耗，并且其屈服强度较低，不是制备高性能超导带材的首选材料。

为了获得高性能的织构金属基带，研究人员通过复合材料的制备思路获得了具有层状结构的复合基带，这种复合基带可以有效提高基带整体的力学性能，并降低磁性能，但是复合基带的制备工艺较复杂，需要制备混合粉末，工序较长，成本较高，目前也没有批量化生产。研究表明，随着钨原子含量的升高，镍钨合金的居里温度逐渐降低，且基带的力学性能逐渐升高，当钨的原子百分含量达到9％以上时，镍钨合金基带在液氮温区表现为无铁磁性，钨的原子百分含量达到12％以上时无法获得单一的固溶体。

因此，如何制备高钨含量(特别是钨原子百分含量为12％以上)的金属基带是涂层超导研究领域里的重点和难点。

发明内容

本发明的实施例旨在克服以上缺陷，提供一种高强度无铁磁性织构Ni-W合金基带的制备方法，其制备的合金基带具有强立方织构、无铁磁性、高强度，并且满足更多领域的应用要求。

为了解决以上问题，本发明提供了一种高强度无铁磁性织构Ni-W合金基带的制备方法，包括以下步骤：

(1)初始合金坯锭的制备

首先采用真空感应熔炼获得钨的原子百分比为17％～22％的镍钨合金铸锭，然后以获得的镍钨合金铸锭为原材料再通过连铸连轧工艺获得初始合金坯锭；

(2)初始合金坯锭的固溶处理

将上述得到的初始合金坯锭进行固溶处理，所述固溶处理工艺过程为：将热处理炉加热至1480℃，然后将所述初始合金坯锭放入热处理炉保温10min后淬火；

(3)合金坯锭的冷轧

将上述得到的合金坯锭去掉氧化皮，然后冷轧至100μm～150μm厚，冷轧变形量为77％～83％，得到镍钨合金冷轧基带；

(4)镍钨合金冷轧基带的时效热处理

将上述得到的镍钨合金冷轧基带进行时效热处理，所述时效热处理工艺过程为：以200℃/min的升温速率加热至400℃～430℃保温5～12min后随炉冷却至室温；

(5)时效热处理后的镍钨合金冷轧基带进行再结晶热处理

将上述时效热处理后的镍钨合金冷轧基带进行再结晶退火，所述再结晶退火处理工艺过程为：随炉升温至1400℃～1430℃，保温10～12h，保护气体为氢气。