[發明專利]第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的制備方法

有效

• 申請號: 201611174265.9
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106816228B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 趙躍;洪智勇;金之儉
• 申請（專利權）人: 上海超導科技股份有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;陳少凌

本發明涉及一種第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的制備方法；選取高溫合金板材作為基材，將基材進行表面預處理；預處理后的基材進行異步冷軋，軋制后基材的厚度為金屬薄帶要求厚度的101?120％；軋制過程中無需高溫退火工藝；根據金屬薄帶機械強度的要求，將異步冷軋后的基材進行保護氣氛退火；將退火后的基材進行鏡面冷軋，冷軋至所述要求厚度。本發明方法采用異步冷軋“減薄”和鏡面冷軋“平整”相結合的工藝，避免了傳統冷軋工藝中反復高溫軟化退火，大幅度降低了由于高溫軟化退火引起基帶表面氧化的可能性；可顯著提高第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的表面平整度，降低后續工藝的復雜性。

技術領域

本發明涉及第二代高溫超導帶材制備技術領域，具體涉及一種第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的制備方法。

背景技術

第二代高溫超導體是功能氧化物陶瓷，其在液氮溫度以下有良好的電性能，但機械性能差。為了獲得可以實際應用的超導導線，將其以薄膜的形式沉積在金屬基帶上是目前主要的技術手段。由于在后續鍍膜工藝中，無織構金屬基帶作為襯底要承擔外延薄膜生長的功能，其厚度一般在0.15毫米以下(即金屬薄帶)，其重要的性能指標之一就是表面質量。為了生產納米級平整表面的無織構金屬薄帶，通常的技術手段是將高溫合金板材(一般大于0.5毫米)軋制減薄，然后進行電解拋光。電解拋光對金屬薄帶的初始表面成分(是否存在氧化物)及表面粗糙度(一般低于30納米)有嚴格要求。因此需對高溫合金薄帶的軋制加工工藝進行嚴格控制。高溫合金硬度大，冷軋加工過程存在明顯的加工硬化現象，即經過數道次冷軋就需要高溫退火以軟化材料，否則難以進行后續冷軋。冷軋和高溫退火的工藝要反復進行若干次才能獲得要求厚度的無織構金屬薄帶。另一方面，高溫合金材料的高溫退火工藝苛刻，對設備和退火工藝要求極高。高溫退火引起的高溫合金基帶表面氧化是生產過程中的常見現象。高溫合金基帶表面的氧化物將嚴重影響后續冷軋工藝和電解拋光的進行，大幅度降低最終無織構金屬薄帶表面質量。這限制了第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶生產成本的降低。

發明內容

本發明為了簡化生產工藝并降低生產成本，提供一種第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的制備方法。本發明采用異步冷軋“減薄”與鏡面冷軋“平整”相結合的技術路線，用于獲得高質量的第二代高溫超導帶材無織構金屬基帶。本發明主要解決目前第二代高溫超導帶材無織構金屬帶材生產過程中的技術難題，1)常規“鏡面冷軋”工藝需要對金屬基帶進行若干次“高溫退火”軟化，而“高溫退火”引起金屬基帶表面氧化，降低其后續冷軋和電解拋光工藝的難度；2)獨立采用“異步冷軋”無法使得金屬韌性模板的表面達到納米級平整水平。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種第二代高溫超導帶材無織構金屬薄帶的制備方法，所述方法包括如下步驟：

S1、選取高溫合金板材作為第二代高溫超導帶材的基材，將所述基材進行表面預處理以去除表面氧化物層；

S2、將步驟S1獲得的基材進行異步冷軋，軋制后基材的厚度為所述金屬薄帶的要求厚度的101-120％；軋制過程中無需高溫退火工藝；

S3、根據所述金屬薄帶機械強度的要求，將步驟S2獲得的基材進行保護氣氛退火；

S4、將步驟S3獲得的基材進行鏡面冷軋，冷軋至所述金屬薄帶的要求厚度。

優選的，步驟S1中，所述表面預處理為化學清洗或機械打磨，或者化學清洗和機械打磨相結合。

優選的，步驟S3中，所述保護氣氛為含有足夠比例的還原性氣體，所述足夠比例指的是能夠確保退火過程中基帶表面無氧化物生成。

優選的，所述還原性氣體為氫氣、氮氣、氬氣或氨氣。

優選的，步驟S3中，所述退火的溫度為600-1200℃，，退火時間為5分鐘-2小時。

優選的，步驟S4中，鏡面冷軋的冷軋機工作輥的表面粗糙度為50納米以下。