[發明專利]一種無磁性、高強度的織構Cu基三元合金基帶的制備方法

有效

• 申請號: 201310412582.X
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103421985A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 劉志勇;張娜;宋桂林;楊炳方;常方高
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22F1/08
• 代理公司: 北京修典盛世知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 楊方成;許向華

技術領域

本發明涉及一種無磁性、高強度的強立方織構Cu基三元合金基帶的制備方法，屬于高溫涂層導體織構金屬基帶制備技術領域。

背景技術

第二代釔系高溫涂層超導帶材由于比第一代鉍系超導材料具有更優越的性能，因而有望在超導變壓器、超導電機、超導限流器等領域實現規模化應用。在第二代高溫涂層超導體的制備中，RABiTS技術即壓延輔助雙軸織構基帶制備技術是一種常用的基帶制備技術。作為涂層超導用的織構金屬基帶需要有強的立方織構來外延生長過渡層和超導層，而在超導帶材連續沉積的過程中需要金屬基帶能夠承受一定的應力，同時在涂層導體應用方面需要織構金屬基帶具有高的機械強度，因此為了滿足涂層導體生產的需求并拓寬其應用范圍需要金屬基帶具有強立方織構及更高的機械強度。盡管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，在液氮溫區具有鐵磁性，在輸運交流電時會造成磁滯損耗，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，但是由于無磁性二元CuNi合金基帶的機械強度較低，不能滿足涂層超導進一步廣泛的應用；另外，中國專利CN101786352A（公開日2010.07.28）公開了一種層狀的無磁性Cu基合金復合基帶，該復合基帶的機械強度與單層基帶相比有明顯的提高，但是其制備工藝復雜，成本較高，效率低，為了提高生產效率、節省成本，為產業化生產第二代涂層超導體用高性能織構金屬基帶奠定良好的基礎，本發明的無磁性、高強度、強立方織構的Cu基三元合金基帶具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種無磁性、高強度的立方織構銅Cu基合金基帶的制備方法。本發明通過在利用熔煉方法制備的CuNi合金鑄錠中再加入一定含量的礬V元素制備得到無磁性三元合金基帶，提高基帶的機械強度。

本發明所提供的一種無磁性、高強度、強立方織構的銅Cu基三元合金基帶的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制備初始坯錠：

將純度均為99.9%以上的銅Cu塊及鎳Ni塊，按照銅Cu的原子百分含量在54%～60%之間進行配比，將配比后的混合材料置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉，獲得Cu-Ni二元合金鑄錠，然后將Cu-Ni二元合金鑄錠與純度為99.95%以上的礬V塊置于電磁感應真空熔煉爐中熔煉獲得Cu-Ni-V三元合金鑄錠，礬V的原子百分含量為4%～9%；隨后將得到的Cu-Ni-V三元合金鑄錠在850～950℃保溫1～2h，然后進行熱鍛，熱鍛最后一道次之后將Cu-Ni-V三元合金鑄錠放回熱處理爐中保溫30～60min，最后進行熱軋處理，道次變形量為3%～10%，總變形量為30%～50%，得到初始坯錠；

步驟2：對初始坯錠進行冷軋：

對前述步驟1熱軋后的初始坯錠進行道次變形量為10～15%、總變形量為99%的冷軋處理，獲得厚度為50～60μm的合金基帶；

步驟3：對前述冷軋后的合金基帶進行再結晶退火：

將前述冷軋后的合金基帶在Ar/H₂的混合氣體保護下進行再結晶熱處理，其中氫氣H₂體積含量為4～5%，以10～15℃/min的升溫速率升溫至1000～1050℃使合金基帶保溫30～60min，最終得到具有雙軸的織構銅Cu基三元合金基帶。

本發明的核心技術是：將一次熔煉得到的Cu-Ni二元合金鑄錠和一定量的礬V塊再采用真空感應熔煉得到Cu-Ni-V三元合金鑄錠。得到的Cu-Ni-V三元合金基帶與傳統的Cu-Ni二元合金基帶相比提高了基帶的機械強度，在Cu-Ni-V三元合金鑄錠的制備過程中Cu-Ni合金鑄錠采用了兩次熔煉方法，可以使鑄錠中的三種合金元素固溶均勻，更容易得到強立方織構，能滿足高性能金屬基帶的要求。

附圖說明

圖1是實施例1中所得織構Cu基三元合金基帶的（001）面和（111）面極圖。

圖2是實施例2中所得織構Cu基三元合金基帶的（001）面和（111）面極圖。

圖3是實施例3中所得織構Cu基三元合金基帶的（001）面和（111）面極圖。

具體實施方式

實施例1