CN106555142A - 一种织构Ni‑5at.%W合金基带的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂层导体用织构Ni‑5at.％W合金基带的制备方法。首先采用熔炼方法制备得到镍钨合金铸锭，采用高温锻造及热轧获得热轧坯锭，随后采用四辊轧机开坯冷轧，然后采用二十辊轧机进行精轧，采用凸度轧制控制基带的板形，在再结晶热处理后进行连续拉伸弯曲矫直处理来进一步改善合金基带的板形和机械强度。该方法适合制备宽度为320～350mm的织构Ni‑5at.％W合金基带，生产效率高。该基带具有强立方织构，机械强度得到了进一步的提高，可以充分满足制备高性能涂层超导带材的要求。

Description

一种织构Ni-5at.％W合金基带的制备方法
技术领域
本发明涉及高温涂层超导带材用织构金属基带的制备方法，尤其涉及织构Ni-5at.％W合金基带的制备方法。
背景技术
第二代高温涂层超导带材是21世纪具有战略意义的高新技术，其中，RABiTS技术即压延辅助双轴织构基带技术是制备第二代高温涂层超导带材的主要路线之一，而获得具有高强度的织构金属基带是获得高性能涂层超导带材的基础。
目前，织构Ni-5at.％W合金基带已经可以产业化生产，公开号CN101514413A的中国专利申请公开了一种Ni-5at.％W合金基带的制备方法，但是该方法制备的合金基带的宽度较窄，仅为100mm，在工业化生产中效率较低。然而，较宽的织构镍钨合金基带容易出现边浪、裂边等问题，板形不好控制。因此，如何制备具有一定宽度的高性能的织构Ni-5at.％W合金基带具有重要的现实意义。
发明内容
本发明目的之一是提供一种方法制备一定宽度的织构Ni-5at.％W合金基带，以满足更多领域的应用要求。
本发明另一目的是提供一种用于制备高性能的Ni-5at.％W合金基带的制备方法。
为此，本发明提供一种织构镍钨合金基带的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备冷轧前初始镍钨合金板坯：
将镍块和钨块按照钨的原子百分含量为5％进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼，获得Ni-5at.％W合金铸锭，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后在1230℃～1380℃保温3～4小时后热锻成宽×厚尺寸为330～360mm×25～28mm的坯锭，然后在1200℃～1330℃保温3～4小时后进行热轧，得到厚度为6.5～7mm的热轧坯料；
步骤2：对前述热轧坯锭进行冷轧开坯：
将前述热轧后的合金坯锭表面修磨去掉氧化皮后采用轧机进行开坯冷轧至1.2～1.4mm厚，道次变形量为3％～8％；
步骤3：对前述开坯后的合金带材进行精轧并切边：
将前述开坯后的合金带材采用二十辊轧机进行精轧至厚度为0.08～0.1mm，其中，道次变形量为16％～18％，最后一道次第一中间辊采用凸度轧制，轧辊端部的直径为51～63mm，中心处的直径为55～65mm；将冷轧后的合金基带进行切边获得宽度为320mm～350mm的Ni-5at.％W合金带材。
步骤4：对前述Ni-5at.％W合金冷轧基带进行再结晶热处理：
将前述厚度为0.08～0.1mm的Ni-5at.％W合金冷轧基带进行连续再结晶热处理，具体热处理工艺为：加热温度为1100℃～1230℃，保温20～25分钟。
步骤5：对前述Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理：
将上述再结晶后的Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理，具体参数为：开卷张力为200千牛～220千牛，卷曲张力为200千牛～220千牛，延伸率为0.42％～0.5％。
作为优选方式，步骤1中所述镍块和所述钨块的纯度均为99.99％。
作为优选方式，步骤1中，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后是在1230℃保温3小时，热锻得到的坯锭的宽×厚尺寸为330mm×25mm，并且是在1200℃保温3小时后进行热轧，得到的热轧坯料厚度为7mm。
作为优选方式，步骤1中，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后是在1230℃保温3小时，热锻得到的坯锭的宽×厚尺寸为360mm×25mm，并且是在1200℃保温3小时后进行热轧，得到的热轧坯料厚度为7mm。
作为优选方式，步骤2中所述合金坯锭被开坯冷轧至的厚度是1.2mm。
作为优选方式，步骤2中所述轧机是四辊轧机，并且所述轧机的工作辊辊身长度为500mm。
作为优选方式，步骤3中将所述合金带材采用二十辊轧机进行精轧至的厚度是0.08mm。
作为优选方式，步骤3中所述第一中间辊的轧辊端部的直径为51mm，中心处的直径为55mm。
作为优选方式，步骤3中将冷轧后的合金基带进行切边获得的宽度是320mm或350mm。
作为优选方式，步骤4中所述具体热处理工艺为：加热温度为1100℃，保温25分钟。
作为优选方式，步骤5中具体参数为：开卷张力为200千牛，卷曲张力为210千牛，延伸率为0.42％。
作为优选方式，步骤5中具体参数为：开卷张力为220千牛，卷曲张力为220千牛，延伸率为0.5％。
本发明采用了特定的制备镍钨合金基带的方法，解决了制备宽的织构Ni-5at.％W合金基带的技术障碍，能够制备宽度范围为320mm～350mm的织构Ni-5at.％W合金基带，生产效率高，所得到的合金基带能够满足更多领域的应用要求。而且，本发明的方法制备的织构Ni-5at.％W合金基带机械强度得到了提高。
具体来说，本发明的新方法利用了二十辊轧机精轧工艺，采用合理的道次变形量及轧辊凸度有效地控制了基带的板形，适合较宽带材的轧制，在再结晶热处理后合金基带的强度会显著降低，而采用连续拉伸矫直处理不仅可以进一步调整合金基带的板形问题，还可以进一步提高基带的机械强度。
由此，本发明提供一种新的制备高强度的织构金属基带的方法，为获得高性能涂层超导带材提供了新的途径。
附图说明
下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。
图1是利用本发明实施例1的制备方法得到的合金基带表面的(001)面极图。
图2是利用本发明实施例2的制备方法得到的合金基带表面的(001)面极图。
具体实施方式
下面将描述本发明的强立方织构的高强度镍钨合金基带及其制备方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
实施例1
本发明实施例1的制备方法的步骤如下：
将纯度均为99.99％的镍块及钨块，按照钨的原子百分含量为5％进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼，获得Ni-5at.％W合金铸锭，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后在1230℃保温3小时后热锻成宽×厚尺寸为330mm×25mm的坯锭，然后在1200℃保温3小时后进行热轧，得到厚度为7mm的热轧坯料；
将前述热轧后的合金坯锭表面修磨去掉氧化皮后采用四辊轧机进行开坯冷轧至1.2mm厚，道次变形量为3％～8％，工作辊辊身长度为500mm；
将前述开坯后的合金带材采用二十辊轧机进行精轧至厚度为0.08mm，其中，道次变形量为16％～18％，最后一道次第一中间辊采用凸度轧制，轧辊端部的直径为51mm，中心处的直径为55mm；
将冷轧后的合金基带进行切边获得宽度为320mm的Ni-5at.％W合金带材；
将前述厚度为0.08mm的Ni-5at.％W合金冷轧基带进行连续再结晶热处理，具体热处理工艺为：加热温度为1100℃，保温25分钟；
将上述再结晶后的Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理得到强立方织构的Ni-5at.％W合金基带，具体参数为：开卷张力为200千牛，卷曲张力为210千牛，延伸率为0.42％。
利用实施例1的方法得到的合金基带板形良好，室温下的屈服强度为180Mpa，表面的(001)面极图如图1所示，表明该合金基带表面具有强立方织构。
实施例2
本发明实施例2的制备方法的步骤如下：
将纯度均为99.99％的镍块及钨块，按照钨的原子百分含量为5％进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼，获得Ni-5at.％W合金铸锭，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后在1230℃保温3小时后热锻成宽×厚尺寸为360mm×25mm的坯锭，然后在1200℃保温3小时后进行热轧，得到厚度为7mm的热轧坯料；
将前述热轧后的合金坯锭表面修磨去掉氧化皮后采用四辊轧机进行开坯冷轧至1.2mm厚，道次变形量为3％～8％，工作辊辊身长度为500mm；将前述开坯后的合金带材采用二十辊轧机进行精轧至厚度为0.08mm，其中，道次变形量为16％～18％，最后一道次第一中间辊采用凸度轧制，轧辊端部的直径为51mm，中心处的直径为55mm；
将冷轧后的合金基带进行切边获得宽度为350mm的Ni-5at.％W合金带材；
将前述厚度为0.08mm的Ni-5at.％W合金冷轧基带进行连续再结晶热处理，具体热处理工艺为：加热温度为1100℃，保温25分钟；
将上述再结晶后的Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理得到强立方织构的Ni-5at.％W合金基带，具体参数为：开卷张力为220千牛，卷曲张力为200千牛，延伸率为0.5％。
利用实施例2的方法得到的合金基带板形良好，室温下的屈服强度为182Mpa，表面的(001)面极图如图2所示，表明该合金基带表面具有强立方织构。
以上对的实施例仅是为了说明本发明的构思而选用的特定的具体实施方式，在这些实施例中，具体的工艺参数并不一定构成为对本发明范围的限制。下面说明本发明的一些工艺参数的优选范围。
镍块及钨块的纯度并不要求仅为99.99％，在99％以上即可。
步骤1：制备冷轧前初始镍钨合金板坯：
将镍块和钨块按照钨的原子百分含量为5％进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼，获得Ni-5at.％W合金铸锭，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后在1230℃～1380℃保温3～4小时后热锻成宽×厚尺寸为330～360mm×25～28mm的坯锭，然后在1200℃～1330℃保温3～4小时后进行热轧，得到厚度为6.5～7mm的热轧坯料；
步骤2：对前述热轧坯锭进行冷轧开坯：
将前述热轧后的合金坯锭表面修磨去掉氧化皮后采用轧机进行开坯冷轧至1.2～1.4mm厚，道次变形量为3％～8％；
步骤3中将合金带材采用二十辊轧机进行精轧后的厚度为0.08～0.1mm，最后一道次第一中间辊的端部的直径为51～63mm，中心处的直径为55～65mm，将冷轧后的合金基带进行切边获得的宽度为是320mm～350mm。
步骤4中具体热处理工艺的优选范围是：加热温度为1100℃～1230℃，保温20～25分钟。
步骤5中进行连续拉伸弯曲矫直处理的具体参数的优选范围是：开卷张力为200千牛～220千牛，卷曲张力为200千牛～220千牛，延伸率为0.42％～0.5％。
在现有技术中，所制备的Ni-5at.％W合金基带的宽度较窄，例如仅为100mm，在工业化生产中效率较低。而且，较宽的织构镍钨合金基带容易出现边浪、裂边等问题，板形不好控制。
本发明采用了特定的制备镍钨合金基带的方法，解决了现有技术中制备宽的织构Ni-5at.％W合金基带的技术障碍，从而能够制备宽度范围为320mm～350mm的织构Ni-5at.％W合金基带，使所得到的合金基带能够满足更多领域的应用要求，而且生产效率高。此外，利用本发明的方法制备的织构Ni-5at.％W合金基带机械强度得到了提高。
具体来说，参见上述的实施例说明可以理解：本发明的方法利用了二十辊轧机精轧工艺，采用合理的道次变形量及轧辊凸度有效地控制了基带的板形，适合较宽带材的轧制，在再结晶热处理后合金基带的强度会显著降低，而采用连续拉伸矫直处理不仅可以进一步调整合金基带的板形问题，还可以进一步提高基带的机械强度。
由此，本领域技术能够理解：本发明是一种新的制备高强度的织构金属基带的方法，解决了现有技术所存在的技术障碍，为获得高性能涂层超导带材提供了新的途径。
以上对本发明的织构Ni-5at.％W合金基带的制备方法的实施方式进行了说明。对于本发明的织构Ni-5at.％W合金基带的制备方法的具体特征如具体的工艺参数可以根据上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.一种织构Ni-5at.％W合金基带的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备冷轧前初始镍钨合金板坯：
将镍块和钨块按照钨的原子百分含量为5％进行配比，将配比后的混合材料置于真空感应熔炼炉中熔炼，获得Ni-5at.％W合金铸锭，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后在1230℃～1380℃保温3～4小时后热锻成宽×厚尺寸为330～360mm×25～28mm的坯锭，然后在1200℃～1330℃保温3～4小时后进行热轧，得到厚度为6.5～7mm的热轧坯料；
步骤2：对前述热轧坯锭进行冷轧开坯：
将前述热轧后的合金坯锭表面修磨去掉氧化皮后采用轧机进行开坯冷轧至1.2～1.4mm厚，道次变形量为3％～8％；
步骤3：对前述开坯后的合金带材进行精轧并切边：
将前述开坯后的合金带材采用二十辊轧机进行精轧至厚度为0.08～0.1mm，其中，道次变形量为16％～18％，最后一道次第一中间辊采用凸度轧制，轧辊端部的直径为51～63mm，中心处的直径为55～65mm；将冷轧后的合金基带进行切边获得宽度为320mm～350mm的Ni-5at.％W合金带材。
步骤4：对前述Ni-5at.％W合金冷轧基带进行再结晶热处理：
将前述厚度为0.08～0.1mm的Ni-5at.％W合金冷轧基带进行连续再结晶热处理，具体热处理工艺为：加热温度为1100℃～1230℃，保温20～25分钟。
步骤5：对前述Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理：
将上述再结晶后的Ni-5at.％W合金基带进行连续拉伸弯曲矫直处理，具体参数为：开卷张力为200千牛～220千牛，卷曲张力为200千牛～220千牛，延伸率为0.42％～0.5％。
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1中所述镍块和所述钨块的纯度均为99.99％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1中，将镍钨合金铸锭去掉表面的氧化皮后是在1230℃保温3小时，热锻得到的坯锭的宽×厚尺寸为330mm×25mm或360mm×25mm，并且是在1200℃保温3小时后进行热轧，得到的热轧坯料厚度为7mm。
4.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2中所述合金坯锭被开坯冷轧至的厚度是1.2mm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2中所述轧机是四辊轧机，并且所述轧机的工作辊辊身长度为500mm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3中将所述合金带材采用二十辊轧机进行精轧至的厚度是0.08mm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3中所述第一中间辊的轧辊端部的直径为51mm，中心处的直径为55mm。
8.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3中将冷轧后的合金基带进行切边获得的宽度是320mm或350mm。
9.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤4中所述具体热处理工艺为：加热温度为1100℃，保温25分钟。
10.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤5中具体参数为：开卷张力为200千牛或220千牛，卷曲张力为210千牛或220千牛，延伸率为0.42％或0.5％。
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