低或无磁性、高强度Ni-W合金复合基带及其制备方法，属于高温超导涂层导体织构金属基带技术领域。本发明专利技术所提供的Ni-W合金复合基带，表层是高W含量的Ni-W合金，W的原子百分含量为7.5%~9.3%，芯层是钨原子百分含量为9.3-12%的镍钨合金。其制备方法为将熔炼法制备的W原子百分含量为7.5%~9.3%的高W含量的Ni-W合金坯锭（A），和W原子百分含量为9.3-12%的NiW混合粉末（B）按照A-B-A的顺序置于模具中；采用放电等离子体烧结技术烧结得到复合坯锭，然后热轧，并对热轧坯锭进行冷轧处理，随后再结晶退火，随后进行冷轧获得复合基带，基带在Ar/H2混合气体保护下再结晶退火获得Ni-W合金复合基带。复合基带具有高强度、低/无磁性、强立方织构，可以满足进一步提高YBCO涂层导体性能的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种低或无磁性、高強度Ni-W合金复合基带及其制备方法，属于高温超导涂层导体织构金属基带
技术介绍
随着高温超导材料性能的提高和制冷技术的不断进步，以及其本身所固有的优越的物理特性，高温超导技术将日益应用到我们生活中的各个领域，如电力、交通、运输、磁体技术、军事等。1996年美国橡树岭国家实验室的Amit Goyal等人通过对纯镍大变形量轧制及后续的再结晶退火的エ艺获得了具有鋭利双轴织构的金属基带，然后在金属基底上通过逐层外延生长方式获得了有取向的过渡层，得到沉积YBCO的模板，再用化学或物理的方法 外延生长出有织构超导层，此技术路线也被称作RABiTS技术。而基带的制备技术是RABiTS技术的关键，纯镍很容易形成强立方织构，但是纯镍具有铁磁性，在交流电的应用中会造成磁滞损耗，并且屈服強度也较低，不能满足YBCO高温涂层导体带材的生产及应用，后来人们通过溶质固熔的思想来解决上述问题，NiW合金基带是研究最广泛的ー种合金基帯，目前Ni-5at. %ff (Ni5ff)合金基带的制备エ艺已经很成熟，且已经商业化生产，但是由于其居里温度为330K，具有铁磁性(T=77K下)，屈服強度不是很高，只能满足高温涂层导体的部分应用，而随着W原子含量升高合金基带的屈服強度升高，磁性也降低，当W的原子百分含量达到9. 3%时合金基带在77K下为无磁性，但是当W原子百分含量大于5%时，通过传统的大变形量冷轧及再结晶退火很难得到强立方织构。为了制备高强度、低/无磁性合金基带，德国在 2004 年(參见文献 Trans. Indian Inst. Met. Vol. 57, No. 6, December 2004, pp.651-657)采用套管法即以Ni-5%W作为包套材料，将高强度、无磁性的Ni_10%W棒作为芯材插入包套材料中，通过热轧得到复合坯锭，由于内外层为简单的机械结合，在后续的冷轧过程中很容易开裂，基带再结晶过程受内外层材料的性质影响较严重，且加工エ艺较复杂，带材的长度也受到一定程度的限制。中国专利CN1844430(公开日2006年10月11日)公开了ー种Ni基合金复合基带的制备方法，通过逐层放置原料，采用冷等静压或放电等离子体烧结技术结合RABiTS技术制备得到了复合基带，该复合基带表层是W原子百分比为39T5%的镍钨合金，芯层是W原子百分含量为9. 3-12%的镍钨合金，该方法克服了复合坯锭在冷轧过程中容易开裂的问题，并且制备エ艺较简单，而对于制备更高强度、低/无磁性的合金基带而言，外层为高W含量(W的原子百分含量大于7%的镍钨合金)的Ni基合金复合基带具有很大的研究前景，并且具有很大的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过放电等离子体烧结技术制备具有多层结构的Ni-W合金复合基帯，提高合金基带的屈服強度，降低基带的整体磁性，为YBCO涂层导体带材提供ー种低或无磁性、高強度Ni-W合金复合基带的制备方法。本专利技术所提供的低或无磁性、高強度Ni-W合金复合基帯，由表层和芯层复合而成，表层是W的原子百分含量为7. 59T9. 3%的镍钨合金，芯层是W的原子百分含量为9. 3-12%的镍钨合金。本专利技术所提供的低或无磁性、高強度Ni-W合金复合基带的制备方法，包括以下步骤( I)初始原料的配比及模具填充将Ni块和W块，按照W的原子百分含量为7. 59T9. 3%进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Ni-W合金铸锭随后进行锻造并线切割获得高W含量的表层Ni-W合金坯锭，代号为A，将采用高能球磨获得的W的原子百分含量为9. 3-12%的NiW混合粉末，代号为B，作为芯层，将准备好的原料按照A-B-A的顺序分层置于模具中。(2)复合坯锭的烧结采用放电等离子体烧结技术，将已填充了 A-B-A样品的模具放入烧结设备中，在 真空条件下烧结，烧结温度为850-950°C，时间为10-20min ；(3)复合坯锭的轧制及再结晶退火将烧结得到的复合坯锭进行热轧，道次变形量为5-15%，总变形量大于30%，得到热轧坯錠，对热轧后的坯锭进行冷轧处理，道次变形量为5-15%，总变形量为70%，随后进行再结晶退火来细化初始坯锭的晶粒尺寸(温度和时间不能过高过长，否则晶粒会粗化，温度和时间也不能过低过短，否则就不能完全再結晶)，再结晶エ艺为随炉升温至8000C 1000°C保温30min得到用于大变形量冷轧前的初始合金坯锭。(4)复合坯锭的大变形量冷轧将步骤(3)得到的初始合金坯锭进行大变形量冷轧，道次变形量为5-15%，总变形量为97%以上，得到冷轧复合基帯。(5)冷轧基带的再结晶退火将步骤(4)得到的复合基带在Ar/H2混合气体保护下采用1100°C 1200°C保温2h的再结晶退火获得具有高強度、低/无磁性、强立方织构的Ni-W合金复合基帯。本专利技术采用逐层放置材料的方法通过放电等离子体烧结技术实现了内外层合金的冶金结合和机械结合，得到了内外层结合良好的复合坯锭，复合坯锭金相显微组织形貌图(如图I)显示出坯锭的外层与芯层材料结合良好。本专利技术通过冷轧间引入适当的中间再结晶退火来细化初始坯锭的晶粒尺寸，而具有细晶粒的初始合金坯锭在后续大变形量冷轧及再结晶退火后更容易得到强立方织构。本专利技术以高W含量(W的原子百分含量为7. 59T9. 3%)的Ni-W合金作为复合基带的外层材料，以W原子百分含量为9. 3-12%的NiW合金作为复合基带的芯层材料増加了基带的屈服强度并降低了基带的整体磁性。采用本专利技术方法制备的复合基带的屈服强度见表1，相比于Ni5W合金基带而言，该复合基带的屈服强度是Ni5W合金基带的两倍以上。附图说明图I是本专利技术复合坯锭金相显微组织形貌图。图2是实施例I中所得合金基带的(111)面极图。图3是实施例2中所得合金基带的(111)面极图。图4是实施例3中所得合金基带的(111)面极图。具体实施例方式实施例I将Ni块及W块，按照W的原子百分含量为7. 5%进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Ni-7. 5at. %ff合金铸锭随后进行锻造并线切割获得高W含量的表层Ni-W合金坯锭，代号为A，将采用高能球磨获得的W的原子百分含量为9. 3%的NiW混合粉末，代号为B，作为芯层，将准备好的原料按照A-B-A的顺序分层置于模具中；采用放电等离子体烧结技术，将已填充好原料的模具放入烧结设备(SPS-3. 20-MV型放电等离子体烧结设备)中，在真空条件下烧结，烧结温度为850°C，时间为lOmin，将烧结得到的复合坯锭进行热轧，道次变形量为5-15%，总变形量大于30%，得到热轧坯锭；对热轧后的坯锭进行冷轧处理，道次变形量为5-15%，总变形量为70%，随后进行适当的再结晶退火，具体再结晶退火エ艺为随炉升温至800°C保温30min，得到用于大变形量冷轧前的初始合金坯锭；然后将初始合金坯锭进行大变形量冷轧，道次变形量为5-15%，总变形量为97%，得到冷轧复合基带；最后将得到的复合基带在Ar-4%H2混合气体(即混合气体中H2体积含量为4%)保护 下采用1100°C保温2h的再结晶退火获得具有高強度、低磁性、强立方织构的Ni-W合金复合基帯。该合金基带的(111)面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低或无磁性、高强度Ni？W合金复合基带，其特征在于：该复合基带由表层和芯层复合而成，表层是W的原子百分含量为7.5%~9.3%的镍钨合金，芯层是W的原子百分含量为9.3？12%的镍钨合金。
【技术特征摘要】
1.一种低或无磁性、高强度Ni-W合金复合基带,其特征在于该复合基带由表层和芯层复合而成，表层是W的原子百分含量为7. 59Γ9. 3%的镍钨合金，芯层是W的原子百分含量为9. 3-12%的镍钨合金。2.根据权利要求I所述低或无磁性、高强度Ni-W合金复合基带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)初始原料的配比及模具填充 将Ni块和W块，按照W的原子百分含量为7. 59Γ9. 3%进行配比，将两种原材料置于电磁感应真空熔炼炉中熔炼，获得Ni-W合金铸锭随后进行锻造并线切割获得高W含量的表层Ni-W合金坯锭，代号为A，将采用高能球磨获得的W的原子百分含量为9. 3-12%的NiW混合粉末，代号为B，作为芯层，将准备好的原料按照A-B-A的顺序分层置于模具中； (2)复合坯锭的烧结 采用放电等离子体烧结技术，将已填充了 A-B-A样...
【专利技术属性】
技术研发人员：索红莉，王金华，马麟，王毅，李孟晓，孟易辰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。