[發明專利]一種金屬粉末軋制制備涂層超導體用強立方織構復合基帶的方法

有效

• 申請號: 201410084297.4
• 申請日: 2014-03-08
• 公開（公告）號: CN103817330B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 索紅莉;孟易辰;王毅;馬麟;田輝;梁雅儒;彭發學;王盼
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22F3/18
• 分類號: B22F3/18;B22F7/02;C22C19/03;C22C19/05
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種高溫涂層超導體用立方織構鎳鎢-鎳鉻合金復合基帶的制備方法,屬于高溫涂層超導基帶技術領域。

背景技術

利用RABiTS技術路線制備涂層導體基帶的方法已經被科學界研究了近20年。織構基帶因其制備成本低廉，生產效率高，在西方發達國家已經被投入工業化生產并得到了廣泛的應用。

目前，NiW合金基帶具有優異的綜合性能（力學性能、抗氧化性能、磁性能、織構性能等），因此它是科學界研究最廣泛也是最成熟的基帶材料之一。但單層的NiW合金基帶難以同時兼顧強立方織構含量、無鐵磁性、高強度這幾點需求；而普通粉末冶金制備復合基帶坯錠的方法又難以實現大批量工業化生產。鑒于此，本發明采用粉末軋制的方法，制備得到無鐵磁性的NiCr合金為芯層，易得到強立方織構的NiW合金為外層的復合生板坯。再經過高溫長時間的燒結、連續兩道次的熱軋、多道次的冷軋以及軋制間回復熱處理。最終在高溫再結晶退火后，內外層元素發生相互擴散，得到基帶表面強立方織構含量、無鐵磁性、高強度的復合型NiW-NiCr合金基帶。

本發明的方法可以實現高性能復合基帶的大規模生產。

發明內容

本發明的目的是提出了一種強立方織構、無鐵磁性復合型NiW-NiCr合金基帶的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）將純度都大于99.9%的Ni粉和W粉，按照W的原子百分含量為7.5-8.5at%進行配比；將純度都大于99.9%的Ni粉和Cr粉，按照Cr的原子百分含量為13-15at%進行配比；將以上兩種混合金屬粉末分別在高速斜臥式混粉機中混合均勻；為防止金屬粉末氧化，混粉桶需抽真空處理，真空壓力需小于10Pa；混粉桶轉速控制在80-100轉/分鐘；混粉時間在1-2小時之間；

（2）將步驟（1）混合均勻的粉末分別倒入一體式相鄰并排的三個儲粉槽（如圖1中的1所示）中；粉末放置順序分別為：中間儲粉槽內裝有NiCr混合粉末（如圖1中2所示），外側兩個儲粉槽內均裝有NiW混合粉末（如圖1中3所示）；外層兩個儲粉槽開口寬度相同，中間儲粉槽開口寬度與外層儲粉槽開口寬度的比值在1～3之間；儲粉槽與軋輥（如圖1中4所示）成垂直式放置，兩軋輥在儲粉槽出粉口正下方，儲粉槽出粉經過兩軋輥間的空隙軋制成中間層為NiCr、兩外層為NiW的NiW-NiCr復合生板坯，軋制速度控制在0.5-1.2m/s之間；

（3）將步驟（2）制備得到的復合生板坯（如圖1中5所示）放入真空熱處理爐中，在高純Ar氣（純度大于99.9%）為保護氣氛中以1000-1100℃溫度燒結10-24小時；

（4）將（3）中燒結完成的復合板坯不冷卻直接進行兩次連續熱軋，每次熱軋的道次變形量均控制在20-25%之間，中軋溫度控制在800℃以上，終軋溫度控制在650℃以上；

（5）將步驟（4）熱軋板坯去頭尾各1-2m，去邊各0.1-0.2m，然后經過酸洗、打磨去氧化皮、表面拋光得到初始復合板坯；

（6）將步驟（5）得到的初始復合板坯在精密二輥軋機中，按照道次變形量7-10%，總變形量為95%（相對于初始復合板坯）進行往復式冷軋；

（7）將步驟（6）冷軋得到的復合帶材卷曲后放入真空熱處理爐中，在高純Ar氣為保護氣氛中以450-600℃的溫度退火0.5-2小時，然后隨爐冷卻；

（8）將（7）中得到的復合帶材在帶有牽引裝置的精密四輥軋機中，按照道次變形量7-10%，進行往復式牽引冷軋，總變形量為相對于步驟（5）所得初始復合板坯98.75-99%；

（9）將（8）中得到的冷軋復合帶材放入有高純Ar氣為保護氣氛的熱處理爐中退火；升溫速率為5℃/min，1000-1100℃保溫1-1.5h；即制備得到外層為NiW合金、芯層為NiCr合金復合基帶。

步驟（2）一體式相鄰并排的三個儲粉槽為三個并列的方直桶，位于其下的兩軋輥使得所出粉料全部落入兩軋輥的間隙進行扎制。兩軋輥的間隙與平行于出粉料層。

優選復合生板坯中三層的厚度相等。最終復合基帶的厚度優選0.08-0.1mm。

本發明的關鍵在于制定一種特殊的涂層導體用鎳鎢-鎳鉻合金復合基帶的制備工藝，以獲得性能優異的合金基帶；相較于傳統的單層鎳鎢合金基帶，在保證基帶表面強立方織構含量的前提下，改善了基帶整體的鐵磁性能，提高了強度；相較于應用普通粉末冶金制備的鎳鎢合金復合基帶，本發明更能實現大規模工業化生產。

附圖說明

圖1、1.儲粉槽；2.Ni、Cr混合粉末；3.Ni、W混合粉末；4.軋輥；5.NiW-NiCr復合生板坯；