Ni基合金復合基帶及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種Ni基合金復合基帶,以及低成本、低耗能、過程簡便的制備Ni基合金復合基帶的方法,屬于高溫超導金屬基帶制備技術領域。
【背景技術】
[0002]目前,在高溫超導基帶領域,應用的最多的就是NiW合金基帶。低W含量的NiW合金容易得到銳利的立方織構,但其具有鐵磁性且屈服強度較低,限制了應用,人們將視野擴展到芯層為高W含量、外層為低W含量的NiW復合基帶。
[0003]NiW坯錠目前制備的方法主要有熔煉法、冷等靜壓法、熱等靜壓法及放電等離子燒結法等,這些方法均能得到性能優良、符合要求的NiW合金基帶,但每種方法有其優缺點,例如熔煉鑄造法過程,優點是坯料密度均勻,W元素能夠充分固溶,其缺點是熔煉溫度高時間長導致耗能多成本大,初始晶粒尺寸較大,導致脆性進而后期軋制過程中出現開裂,同時對再結晶立方織構的形成也有一定影響;冷等靜壓法、熱等靜壓法優點是坯料致密性好,得到均勻細化的組織,缺點是工藝周期長、操作過程復雜,費時費力;放電等離子燒結法優點是能夠得到成分均勻、組織細化的坯錠,進而得到含量高的銳利的立方織構,缺點為工藝過程復雜,不好控制,對設備要求高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種全新的制備Ni基合金復合基帶的方法,通過這種簡捷的直接粉軋方法,解決現有基帶制備技術中,制備過程復雜及生產成本高等問題,為符合高強度、低磁性、強雙軸立方織構的NiW合金帶材的工業化大量制備生產打下良好基礎。
[0005]—種Ni基合金復合基帶,由表層和芯層復合而成,表層W的原子百分含量為3-9%,芯層W原子百分含量為9-15%。
[0006]本發明所提供的制備Ni基合金復合基帶的方法,包括以下步驟:
(1)初始粉末的混合
將W原子百分含量為3-9%的NiW粉(代號A)和含量為9-15%的NiW粉(代號B)分別進行長時間球磨,得到兩種不同配比的粉末;
(2)坯錠的粉軋成型將步驟(I)中制得的兩種粉末分別采用傾斜式粉軋機粉軋成型,得到兩種粉軋坯錠;
(3)坯錠的均勻化燒結
將步驟(2)中粉軋成型好的坯錠按照A-B-A的順序疊層并放入隧道爐中,于Ar/Hjg合氣體保護氣氛下燒結4-5小時,燒結溫度為1000-1400°C ;
(4)燒結坯錠的冷軋變形
對步驟(3)中燒制成的復合坯錠進行冷軋,道次變形量小于10%,總變形量大于95%,得到最終厚度為50-200 μ m的冷軋復合基帶;
(5)冷軋基帶的再結晶熱處理將步驟(4)中的冷軋復合基帶在Ar/Hjg合氣體保護氣氛下于1000-1400 °C退火0.5-3h,得到表面具有強雙軸立方織構的Ni基合金復合基帶。
[0007]本發明的技術關鍵在于采用粉軋法制備出了成分均勻,晶粒尺寸小的Ni基合金初始還錠,還錠燒結后表面金相圖顯示出還錠的本征缺陷少。
[0008]本發明采用粉軋法制備的Ni基合金復合基帶,表面形成了有利于后續外延生長的銳利的雙軸立方織構,整體基帶機械強度高,磁性低,滿足超導基帶性能的要求。
【具體實施方式】
[0009]下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0010]實施例1
將稱量好的265g Ni粉和35g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A),將稱量好的281g Ni粉和119g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型;再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中,于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結4小時,燒結溫度為1300°C,得到初始坯錠;對燒結成的坯錠進行冷軋,道次變形量為5%,總變形量為98%,得到最終厚度約為100 μ m的冷軋基帶;冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于120(TC退火lh,得到最終NiW合金復合基帶。該基帶表層的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構,拉伸測試結果說明基帶具有很好的屈服強度,達到175MPa,滿足NiW合金基帶的性能要求。
[0011]實施例2
將稱量好的255g Ni粉和45g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A),將稱量好的289g Ni粉和Illg W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型;再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中,于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結5小時,燒結溫度為1200°C,得到初始坯錠;對燒結成的坯錠進行冷軋,道次變形量為5%,總變形量為98%,得到最終厚度約為100 μ m的冷軋基帶;冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于120(TC退火1.5h,得到最終NiW合金復合基帶。該基帶表層的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構,拉伸測試結果說明基帶具有很好的屈服強度,達到183MPa,滿足NiW合金基帶的性能要求。
[0012]實施例3
將稱量好的250g Ni粉和50g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號A),將稱量好的297g Ni粉和103g W粉末通過長時間球磨混合成定量的NiW粉末(代號B);然后將上述粉末分別通過直接采用粉軋機粉軋成型;再將粉軋坯錠按照A-B-A順序疊層放入隧道爐中,于417^2混合氣體保護氣氛下燒結6小時,燒結溫度為1100°C,得到初始坯錠;對燒結成的坯錠進行冷軋,道次變形量為4%,總變形量為99%,得到最終厚度約為120 μ m的冷軋基帶;冷軋基帶在氫氣燃燒保護氣氛下于130(TC退火lh,得到最終NiW合金復合基帶。該基帶的(111)面極圖顯示該基帶具有強的雙軸立方織構,拉伸測試結果說明基帶具有很好的屈服強度,達到169MPa,滿足NiW合金基帶的性能要求。
【主權項】
1.一種Ni基合金復合基帶,由表層和芯層復合而成,表層W的原子百分含量為3-9%,芯層W原子百分含量為9-15%。
2.—種Ni基合金復合基帶的制備方法,其特征在于該方法包括以下步驟: (1).將Ni粉和W粉末均勻混合成NiW粉末; (2).將兩種混合粉末分別采用傾斜式粉軋機直接粉軋成型,得到W原子百分含量為3-9%,代號A,和W原子百分含量為9-15%,代號B,的兩種不同配比的粉軋還錠; (3).將粉軋成型好的坯錠按照A-B-A粉軋坯錠順序疊層置于隧道爐中進行高溫均勻化燒結,于Ar/H2混合氣體保護氣氛下燒結4-5小時,燒結溫度為1000-1400°C,得到復合坯錠; (4).對燒制成的復合坯錠進行冷軋,道次變形量控制小于10%,總變形量大于95%,得到最終冷軋復合基帶; (5).將冷軋復合基帶在Ar作2混合氣體保護氣氛下于1000-140(TC退火0.5_3h,得到表面具有強雙軸立方織構的Ni基合金復合基帶。
【專利摘要】本發明涉及一種Ni基合金復合基帶,以及低成本、低耗能、過程簡便的制備Ni基合金復合基帶的方法,屬于高溫超導金屬基帶制備技術領域。該方法制備表層W原子百分含量為3-9%、芯層含量為9-15%的NiW合金復合基帶。采用Ni粉和W粉混合成NiW粉末,然后直接利用粉軋法壓制成型,再將W含量分別為3-9%(A)和9-15%(B)的NiW粉軋坯錠,按照A-B-A順序置于隧道爐中,高溫燒結得到成分均勻的初始復合坯錠;冷軋初始復合坯錠,道次變形量小于10%,總變形量大于95%,得到冷軋基帶;冷軋基帶在1000-1400℃下退火得到Ni基合金復合基帶。該基帶整體機械強度高,磁性低并且表面具有強的雙軸立方織構,可以很好的用作涂層導體金屬基帶。
【IPC分類】B22F3-18, B21B1-22
【公開號】CN104625069
【申請號】CN201510034332
【發明人】羅穆偉, 王振, 李邦懌, 姚俊濤, 丁志春, 朱玉斌
【申請人】上海大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月23日