[发明专利]一种高性能立方织构金属基带及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能立方织构金属基带及其制备方法。采用熔炼法获得Ti‑Al合金铸锭，其中Al的质量分数为7％～10％，通过冷轧得到最终厚度为30μm～40μm的冷轧Ti合金带材；将冷轧Ti合金带材固溶处理后，然后在其表面采用磁控溅射的方法沉积一层厚度为100nm～500nm的Ni‑9.3at.％W合金，其中真空度为0.2～0.8Pa，溅射功率为200W～270W；最后将磁控溅射后的合金带材进行热处理，具体工艺为：1260℃～1300℃保温15min。本发明工艺简单，且在液氮温区无铁磁性，屈服强度较高，适合织构金属基带的工业化生产。

技术领域

本发明涉及高温涂层超导带材产业化织构金属基带制备技术，尤其涉及高性能立方织构金属基带及其制备方法。

背景技术

对于涂层超导带材用的织构金属基底，Ni基合金由于具有良好的综合性能是研究人员首选的材料。织构Ni-5at.％W合金基带是研究最成熟的基带，目前已经有多家单位可以商业化生产，但是其力学性能还有待于提高，并且Ni-5at.％W合金在液氮温区具有铁磁性，在交流电的应用中会造成磁滞损耗，涂层超导带材的性能还有待于进一步提高。

近年来出现了关于复合基带的报道，复合基带可以有效解决Ni-5at.％W合金力学性能及铁磁性的问题，但是复合基带的制备工艺较为复杂，成本也较高，因而在工业化生产中具有缺陷。研究表明，当钨的原子百分含量大于9.3at.％时，镍钨合金基带在液氮温区无铁磁性，并且其力学性能也有所提高，但是通过冷轧及再结晶退火形成的立方织构强度较低，如何在高钨合金中形成强立方织构是制备高性能镍钨合金基带的关键。

发明内容

本发明目的之一是提供一种高性能立方织构金属基带，以在高钨含量的镍钨合金中形成强立方织构。

本发明另一目的是提供一种制备高性能立方织构金属基带的方法，以在高钨含量的镍钨合金中形成强立方织构。

为此，本发明提供一种高性能立方织构金属基带，包括厚度为30μm～40μm的冷轧Ti合金带材以及在该Ti合金带材表面通过磁控溅射形成的Ni-9.3at.％W合金薄膜，所述Ti合金带材中Al的质量分数为7％～10％，所述Ni-9.3at.％W合金薄膜厚度为100nm～500nm，并且，在通过磁控溅射形成所述Ni-9.3at.％W合金薄膜前，所述冷轧Ti合金带材被加热至1390℃～1420℃保温10min～15min，然后被立即空冷，在形成所述Ni-9.3at.％W合金薄膜后，所述冷轧Ti合金带材在1260℃～1300℃的温度保温15min。

另一方面，本发明提供一种高性能立方织构金属基带的制备方法，包括以下步骤：步骤1：Ti合金带材的制备：采用熔炼法获得Ti-Al合金铸锭，其中Al的质量分数为7％～10％，通过冷轧得到最终厚度为30μm～40μm的冷轧Ti合金带材；步骤2：对冷轧Ti合金进行固溶处理：将上述冷轧Ti合金带材加热至1390℃～1420℃保温10min～15min，然后立即空冷；步骤3：Ti合金表面采用磁控溅射Ni-9.3at.％W合金薄膜：将上述固溶处理后的Ti合金带材表面采用磁控溅射的方法沉积一层厚度为100nm～500nm的Ni-9.3at.％W合金，其中真空度为0.2～0.8Pa，溅射功率为200W～270W；步骤4：对前述Ni-9.3at.％W合金薄膜进行热处理：将磁控溅射后的合金带材进行热处理，具体工艺为：1260℃～1300℃保温15min。

作为优选方式，步骤1中，Al的质量分数为8％，通过冷轧得到的冷轧Ti合金带材的最终厚度为40μm。

作为优选方式，步骤1中，Al的质量分数为7％，通过冷轧得到的冷轧Ti合金带材的最终厚度为30μm。

作为优选方式，步骤2中，将所述冷轧Ti合金带材加热至1390℃保温10min～15min，然后立即空冷。

作为优选方式，步骤2中，将所述冷轧Ti合金带材加热至1420℃保温10min～15min，然后立即空冷。