[發明專利]一種無磁性強立方織構的Cu基合金基帶的制備方法

有效

• 申請號: 201110376412.1
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102430572A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 索紅莉;王金華;邱火勤;馬麟;王毅;田輝;袁冬梅;王營霞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B21B1/26
• 分類號: B21B1/26;C22F1/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種無磁性強立方織構Cu基合金基帶的制備方法，屬于高溫超導涂層導體織構金屬基帶技術領域。

背景技術

以Y₁Ba₂Cu₃O_7-σ(YBCO)為主的稀土類第二代高溫涂層超導材料由于本身固有的物理特性，使得高溫超導體在電力、交通、運輸、磁體技術、軍事等諸多方面有著潛在應用，對于通過RABiTS路線制備的YBCO涂層導體用的織構基帶而言，需要有高織構度、較小的交流損耗、高的屈服強度。鎳鎢合金基帶是研究最廣泛的一種合金基帶，目前Ni-5at.％W合金基帶已經商業化生產，但是由于其居里溫度為330K，具有鐵磁性(T＝77K下)，在交流電中會造成磁滯損耗，為了解決這個問題，有一些小組對無磁性合金基帶進行了研究，在Ni中加入9at.％V，Mo，W，和13at.％Cr后制備得到的無磁性合金基帶有高含量的立方織構。然而，鎳的價格相對比較高，銅的價格比鎳便宜6倍，并且銅和鎳可以形成完全固熔體，研究發現，銅的含量在54at.％以上時，銅鎳合金基帶在T＝77K下是無磁性的，中國專利CN1408889A(公開日2003.4.9)公開了在Cu中加入重量百分含量小于40％的Ni元素，制備出無磁性的銅鎳合金基帶，但是并沒有對基帶的晶界質量進行表征，而在涂層導體用織構金屬合金基帶中，退火孿晶和大角度晶界的存在會嚴重影響超導中臨界電流密度，所以對合金基帶晶界質量的表征具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種無磁性具有高晶界質量的立方織構Cu基合金基帶的制備方法，并詳細表征再結晶退火后基帶的立方織構及晶界質量。本發明通過在高溫鍛造和冷軋之間加入熱軋工藝，采用兩步再結晶退火的方法得到了晶界質量很高的立方織構Cu基合金基帶。

本發明所提供的一種無磁性強立方織構Cu基合金基帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)初始坯錠的制備：

將純度均為99.9％的電解Cu及電解Ni，按照銅的含量在54at.％以上進行配比，將兩種原材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉，獲得CuNi合金初始錠子；隨后將合金初始坯錠在850℃保溫2小時后進行熱鍛成坯錠，然后進行熱軋處理，工藝為隨爐升溫至850℃保溫2h后進行熱軋，道次變形量為3％～10％，總變形量為30％～50％。

(2)坯錠的冷軋

對步驟(1)熱軋后的坯錠進行道次變形量小于10％、總變形量大于或等于99％的冷軋處理，獲得厚度為80～100μm的合金基帶。

(3)冷軋基帶的再結晶退火

冷軋基帶在Ar/H₂(H₂體積含量4％)混合氣體保護下采用兩步退火工藝，以5～10℃/min的升溫速率升溫至550℃保溫30min，再以5～10℃/min的升溫速率升溫至950℃保溫30min，最終得到無磁性的具有雙軸織構的Cu基合金基帶。

本發明的核心技術是：在高溫鍛造和冷軋之間加入優化的熱軋工藝，得到冷軋前的初始織構和組織，采用冷軋工藝得到銳利的銅型軋制織構，這是得到銳利的再結晶立方織構的前提，采用兩步再結晶退火工藝的思想是：將合金基帶先升至低溫保溫一段時間，有利于立方晶粒的形核優勢，形成大量的立方晶核，再升至高溫進行保溫，利用立方晶粒的長大優勢吞并其他非立方晶粒，從而在基帶中獲得較高含量的再結晶立方織構，同時基帶中的晶界質量也會相應提高。在兩步熱處理工藝中，第一步熱處理是一個很重要的參數。所制備的CuNi合金基帶具有銳利的立方織構及良好的晶界質量，并且在液氮溫區沒有磁性，可以很好的滿足外延生長過度層和超導層的要求。

附圖說明

圖1是實施例1中所得合金基帶的(001)面和(111)面極圖。

圖2是實施例2中所得合金基帶的(001)面和(111)面極圖。

圖3是實施例3中所得合金基帶的(001)面和(111)面極圖。

圖4是實施例1、2、3中合金基帶表面晶界微取向角的分布曲線。

具體實施方式

實施例1