一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法。本發明的技術方案要點為：一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，包括以下步驟：制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯，熱軋板坯的均勻化熱處理，對均勻化熱處理后的合金基帶進行開坯冷軋，對開坯冷軋后的合金基帶進行剪切和精軋，對鎳鎢合金冷軋基帶進行再結晶熱處理。本發明通過對軋制中張力、軋制力、軋制速度的合理分配能夠制備出性能優良的千米級強立方織構鎳鎢合金基帶。
【專利說明】一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高溫涂層導體產業化織構金屬基帶的制備【技術領域】，具體涉及一種千 米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法。
【背景技術】
[0002] 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。對于采用RABiTS路線制備的YBC0涂層導體用的織構基帶而言，需要有高織構度。其 中，研究最廣泛的是鎳鎢合金基帶，目前Ni_5at. %W合金基帶的制備工藝已經很成熟，且已 經商業化生產，由于涂層導體主要是用來制作電纜，因此制備長的高織構度的鎳鎢合金基 帶是目前RABiTS技術路線中的關鍵問題。盡管Ni-5at. %W合金基帶已經商業化生產，但是 目前可以商業化生產的Ni-5at. %W合金基帶長度只能達到10-250m，限制了更長的涂層導 體的制備及應用，而Ni-5at. %W合金長基帶的制備過程中的斷帶、板形較差以及厚度不均 勻導致織構的不均勻性是目前難以制得千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的關鍵問題。因 此，采用合適的工藝成功制備性能優異的千米級Ni-5at. %W合金基帶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，本發明的千米級強立方織構鎳鎢合金 基帶具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0003] 本發明為解決現有技術中長合金基帶在軋制過程中出現的斷帶、板形不良、厚度 及織構度不均勻等問題而提供了一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法。
[0004] 本發明的技術方案為：一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，其特征 在于包括以下步驟：（1)制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯，將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按 照鎢的原子百分含量為5%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，獲得鎳鎢合金鑄錠，將鎳鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后于120(TC保溫6h后熱鍛成厚 度為40mm的方坯，熱鍛后對鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后于1200°C保溫6h后進行 熱軋處理，道次變形量為25%，得到厚度為6. 5mm的熱軋坯料，最后由卷取機卷成熱軋板坯； (2)熱軋板坯的均勻化熱處理，將步驟（1)得到的熱軋板坯在井室爐中均勻化熱處理，工藝 參數為1250°C保溫10h ;(3)對均勻化熱處理后的合金基帶進行開坯冷軋，將步驟（2)均勻 化熱處理后的合金基帶頭尾均采用點焊焊接厚度為2-2. 5mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后 采用四輥軋機進行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第 一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道 次的基礎上減少400T，乳制速度控制在20-50m/min ; (4)對開坯冷軋后的合金基帶進行剪 切和精軋，將步驟（3 )開坯冷軋后的合金基帶進行縱向剪切，具體工藝參數為合金基帶兩側 邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后的合金基帶頭尾均采用點焊焊接厚度 為0. 1-0. 2mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后采用二十輥軋機進行精軋，具體軋制工藝為一 共軋制15道次，其中每道次軋制力為30-60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別 為1900T和2100T，下一道次的前張力和后張力均在前一道次的基礎上減少100T，乳制速 度控制在100-200m/min，在軋制過程中采用潤滑油軋制，將冷軋完的合金基帶進行縱向剪 切，具體工藝參數為合金基帶兩側邊均剪切5_，并將頭尾牽引帶材切掉，最終得到長度達 1000-2000m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷軋基帶；（5)對鎳鎢合金冷軋 基帶進行再結晶熱處理，將步驟（4)得到的鎳鎢合金冷軋基帶頭尾均采用點焊焊接厚度為 0. 08-0. 1mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后在臥式連續退火爐中進行再結晶熱處理即得到 千米級強立方織構鎳鎢合金基帶，再結晶熱處理的具體工藝為加熱溫度為ll〇〇°C，走帶速 度為2m/min，爐內張力為0. 5T，保護氣氛為氫氣。
[0005] 本發明制備千米級鎳鎢合金基帶的初始坯錠較大，難以通過熔煉方法獲得成分和 性能均一的合金坯料，通過對熱軋坯料采用均勻化退火來改善成分和性能的均勻性，為后 續軋制過程中板形及織構的控制提供了前提條件。本發明在不同厚度范圍內采用合適的牽 引帶材能很好的使其和鎳鎢合金基帶焊接在一起，使得在卷曲過程中焊口不會勒傷合金基 帶，并且合金基帶在較大的張力下不會在焊口處斷帶。
[0006] 在一定的變形量下鎳鎢合金帶材會出現裂邊等缺陷造成軋制過程中的斷帶，而本 發明在一定的冷軋變形量后進行縱向切邊是成功獲得千米級鎳鎢合金帶材的關鍵。在冷軋 過程中軋制參數對合金基帶是否斷裂、最終合金基帶的板形、厚度均勻性以及織構均勻性 有直接的影響，本發明通過對軋制中張力、乳制力、乳制速度的合理分配能夠制備出性能優 良的千米級強立方織構鎳鎢合金基帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發明實施例1制得的鎳鎢合金基帶的（111)面極圖，圖2是本發明實施 例2制得的鎳鎢合金基帶的（001)面極圖。
【具體實施方式】
[0008] 以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本 發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發 明的范圍。
[0009] 實施例1 (1)將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%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，獲得質量為l〇〇kg的鎳鎢合金鑄錠，將鎳 鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后在1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方坯，熱鍛后對 鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫6h后進行熱軋處理，其中道次變形量為 25%，獲得厚度為6. 5mm的熱乳述料，最后由卷取機卷成熱乳板述；（2)對熱乳后的板述放在 井室爐中均勻化熱處理，工藝參數為1250°C保溫10h ; (3)將均勻化熱處理后的合金基帶 頭尾均采用點焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均為2mm，然后 采用四輥軋機進行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第 一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道 次的基礎上減少400T，乳制速度控制在20m/min ; (4)將開坯冷軋后的合金基帶進行縱向 剪切，具體工藝參數為合金基帶兩側邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后 的合金基帶頭尾均采用點焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均 為0. 1mm，然后采用二十輥軋機進行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次軋 制力為30T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次的前 張力和后張力均在前一道次的基礎上減少100T，乳制速度控制在100m/min，在軋制過程中 采用潤滑油軋制，最終得到長度達l〇〇〇m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷 軋基帶；（5)將鎳鎢合金冷軋基帶在臥式連續退火爐中進行再結晶熱處理，再結晶熱處理 的具體工藝為加熱溫度為1KKTC，走帶速度為2m/min，保護氣氛為氫氣，最終得到長度達 1000米的強立方織構鎳鎢合金基帶，該鎳鎢合金基帶表面的（111)面極圖如圖1所示，說明 該鎳鎢合金基帶表面獲得了強的立方織構。
[0010] 實施例2 (1)將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為5%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，獲得質量為130kg的鎳鎢合金鑄錠，將鎳 鎢合金鑄錠去掉表面的氧化皮后在1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方坯，熱鍛后對 鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后在1200°C保溫6h后進行熱軋處理，其中道次變形量為 25%，獲得厚度為6. 5mm的熱乳述料，最后由卷取機卷成熱乳板述；（2)對熱乳后的板述放在 井室爐中均勻化熱處理，工藝參數為1250°C保溫10h ; (3)將均勻化熱處理后的合金基帶 頭尾均采用點焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均為2. 5mm，然 后采用四輥軋機進行開坯冷軋，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中 第一道次的前張力和后張力分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一 道次的基礎上減少400T，乳制速度控制在50m/min ; (4)將開坯冷軋后的合金基帶進行縱向 剪切，具體工藝參數為合金基帶兩側邊均剪切5mm，并將頭尾牽引帶材切掉，然后對剪切后 的合金基帶頭尾均采用點焊焊接4m長的不銹鋼牽引帶材，其中不銹鋼牽引帶材的厚度均 為0. 2mm，然后采用二十輥軋機進行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次軋 制力為60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次的前 張力和后張力均在前一道次的基礎上減少100T，乳制速度控制在200m/min，在軋制過程中 采用潤滑油軋制，最終得到長度達1200m，厚度為85 μ m，厚度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷 軋基帶；（5)將鎳鎢合金冷軋基帶在臥式連續退火爐中進行再結晶熱處理，再結晶熱處理 的具體工藝為加熱溫度為1KKTC，走帶速度為2m/min，保護氣氛為氫氣，最終得到長度達 1200米的強立方織構鎳鎢合金基帶，該鎳鎢合金基帶表面的（001)面極圖如圖2所示，說明 該鎳鎢合金基帶表面獲得了強的立方織構。
[0011] 以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該 了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原 理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入 本發明保護的范圍內。
【權利要求】
1. 一種千米級強立方織構鎳鎢合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1) 制備冷軋前初始鎳鎢合金板坯，將純度均為99. 9%的鎳塊及鎢塊按照鎢的原子百分含量為 5%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，獲得鎳鎢合金鑄錠，將 鎳鶴合金鑄錠去掉表面的氧化皮后于1200°C保溫6h后熱鍛成厚度為40mm的方述，熱鍛 后對鍛坯進行修磨處理去掉氧化皮，然后于120(TC保溫6h后進行熱軋處理，道次變形量為 25%，得到厚度為6. 5mm的熱軋坯料，最后由卷取機卷成熱軋板坯；（2)熱軋板坯的均勻化熱 處理，將步驟（1)得到的熱軋板坯在井室爐中均勻化熱處理，工藝參數為1250°C保溫10h; (3)對均勻化熱處理后的合金基帶進行開坯冷軋，將步驟（2)均勻化熱處理后的合金基帶頭 尾均采用點焊焊接厚度為2-2. 5mm長4m的不銹鋼牽引帶材，然后采用四輥軋機進行開坯冷 車L，一共軋制9道次，其中每道次軋制力均為60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力 分別為5000T和5300T，下一道次的前張力和后張力均在前一道次的基礎上減少400T，乳制 速度控制在20-50m/min ;(4)對開坯冷軋后的合金基帶進行剪切和精軋，將步驟（3)開坯冷 軋后的合金基帶進行縱向剪切，具體工藝參數為合金基帶兩側邊均剪切5_，并將頭尾牽引 帶材切掉，然后對剪切后的合金基帶頭尾均采用點焊焊接厚度為〇. 1-0. 2mm長4m的不銹鋼 牽引帶材，然后采用二十輥軋機進行精軋，具體軋制工藝為一共軋制15道次，其中每道次 軋制力為30-60T，冷軋過程中第一道次的前張力和后張力分別為1900T和2100T，下一道次 的前張力和后張力均在前一道次的基礎上減少100T，乳制速度控制在100-200m/min，在軋 制過程中采用潤滑油軋制，將冷軋完的合金基帶進行縱向剪切，具體工藝參數為合金基帶 兩側邊均剪切5_，并將頭尾牽引帶材切掉，最終得到長度達1000-2000m，厚度為85 μ m，厚 度公差為± 1 μ m的鎳鎢合金冷軋基帶；（5)對鎳鎢合金冷軋基帶進行再結晶熱處理，將步 驟（4)得到的鎳鎢合金冷軋基帶頭尾均采用點焊焊接厚度為0. 08-0. 1mm長4m的不銹鋼牽 引帶材，然后在臥式連續退火爐中進行再結晶熱處理即得到千米級強立方織構鎳鎢合金基 帶，再結晶熱處理的具體工藝為加熱溫度為ll〇〇°C，走帶速度為2m/min，爐內張力為0. 5T， 保護氣氛為氫氣。
【文檔編號】C22F1/10GK104087882SQ201410312665
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】劉志勇, 黎文峰, 唐亞楠, 楊楓, 韓夢媛, 常方高 申請人:河南師范大學