[發明專利]一種高性能立方織構金屬基帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201811540577.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109371284B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉志勇;劉朋飛;黎文峰;尚淑英;劉海瑞
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02;C22F1/18;C21D9/52;C23C14/16;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明公開了一種高性能立方織構金屬基帶及其制備方法。采用熔煉法獲得Ti?Al合金鑄錠，其中Al的質量分數為7％～10％，通過冷軋得到最終厚度為30μm～40μm的冷軋Ti合金帶材；將冷軋Ti合金帶材固溶處理后，然后在其表面采用磁控濺射的方法沉積一層厚度為100nm～500nm的Ni?9.3at.％W合金，其中真空度為0.2～0.8Pa，濺射功率為200W～270W；最后將磁控濺射后的合金帶材進行熱處理，具體工藝為：1260℃～1300℃保溫15min。本發明工藝簡單，且在液氮溫區無鐵磁性，屈服強度較高，適合織構金屬基帶的工業化生產。

技術領域

本發明涉及高溫涂層超導帶材產業化織構金屬基帶制備技術，尤其涉及高性能立方織構金屬基帶及其制備方法。

背景技術

對于涂層超導帶材用的織構金屬基底，Ni基合金由于具有良好的綜合性能是研究人員首選的材料。織構Ni-5at.％W合金基帶是研究最成熟的基帶，目前已經有多家單位可以商業化生產，但是其力學性能還有待于提高，并且Ni-5at.％W合金在液氮溫區具有鐵磁性，在交流電的應用中會造成磁滯損耗，涂層超導帶材的性能還有待于進一步提高。

近年來出現了關于復合基帶的報道，復合基帶可以有效解決Ni-5at.％W合金力學性能及鐵磁性的問題，但是復合基帶的制備工藝較為復雜，成本也較高，因而在工業化生產中具有缺陷。研究表明，當鎢的原子百分含量大于9.3at.％時，鎳鎢合金基帶在液氮溫區無鐵磁性，并且其力學性能也有所提高，但是通過冷軋及再結晶退火形成的立方織構強度較低，如何在高鎢合金中形成強立方織構是制備高性能鎳鎢合金基帶的關鍵。

發明內容

本發明目的之一是提供一種高性能立方織構金屬基帶，以在高鎢含量的鎳鎢合金中形成強立方織構。

本發明另一目的是提供一種制備高性能立方織構金屬基帶的方法，以在高鎢含量的鎳鎢合金中形成強立方織構。

為此，本發明提供一種高性能立方織構金屬基帶，包括厚度為30μm～40μm的冷軋Ti合金帶材以及在該Ti合金帶材表面通過磁控濺射形成的Ni-9.3at.％W合金薄膜，所述Ti合金帶材中Al的質量分數為7％～10％，所述Ni-9.3at.％W合金薄膜厚度為100nm～500nm，并且，在通過磁控濺射形成所述Ni-9.3at.％W合金薄膜前，所述冷軋Ti合金帶材被加熱至1390℃～1420℃保溫10min～15min，然后被立即空冷，在形成所述Ni-9.3at.％W合金薄膜后，所述冷軋Ti合金帶材在1260℃～1300℃的溫度保溫15min。

另一方面，本發明提供一種高性能立方織構金屬基帶的制備方法，包括以下步驟：步驟1：Ti合金帶材的制備：采用熔煉法獲得Ti-Al合金鑄錠，其中Al的質量分數為7％～10％，通過冷軋得到最終厚度為30μm～40μm的冷軋Ti合金帶材；步驟2：對冷軋Ti合金進行固溶處理：將上述冷軋Ti合金帶材加熱至1390℃～1420℃保溫10min～15min，然后立即空冷；步驟3：Ti合金表面采用磁控濺射Ni-9.3at.％W合金薄膜：將上述固溶處理后的Ti合金帶材表面采用磁控濺射的方法沉積一層厚度為100nm～500nm的Ni-9.3at.％W合金，其中真空度為0.2～0.8Pa，濺射功率為200W～270W；步驟4：對前述Ni-9.3at.％W合金薄膜進行熱處理：將磁控濺射后的合金帶材進行熱處理，具體工藝為：1260℃～1300℃保溫15min。

作為優選方式，步驟1中，Al的質量分數為8％，通過冷軋得到的冷軋Ti合金帶材的最終厚度為40μm。

作為優選方式，步驟1中，Al的質量分數為7％，通過冷軋得到的冷軋Ti合金帶材的最終厚度為30μm。

作為優選方式，步驟2中，將所述冷軋Ti合金帶材加熱至1390℃保溫10min～15min，然后立即空冷。

作為優選方式，步驟2中，將所述冷軋Ti合金帶材加熱至1420℃保溫10min～15min，然后立即空冷。