CN109576749B - 一种新型的强立方织构金属基带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种新型的强立方织构金属基带的制备方法，包括步骤：步骤1：Fe基合金带材的制备：采用熔炼法获得Fe‑Cr‑Ni‑Mn合金铸锭，Cr、Ni、Mn质量分数分别为16％～19％、4％～7％、6％～6.5％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材，冷轧变形量为50％～90％；步骤2：Fe基合金表面电镀Ni‑12at.％W：将上述冷轧Fe基合金带材表面电镀一层厚度为200nm～800nm的Ni‑12at.％W合金；步骤3：对带镀层的合金带材热处理：将电镀后的合金带材热处理，工艺为：420℃～460℃保温8min～15min，然后在1380℃～1400℃保温42min～50min，纯氢保护气氛。本发明在高强度的Fe基合金表面镀一层薄的Ni‑12at.％W合金，可以在Ni‑12at.％W合金中形成强立方织构，工艺简单，容易控制，适合工业化生产。

Description

一种新型的强立方织构金属基带及其制备方法
技术领域
本发明涉及强化高温涂层超导体用织构金属基带，尤其涉及强立方织构金属基带及其制备方法。
背景技术
Ni-W合金与Ni-V和Ni-Cu合金相比具有优越的抗氧化能力及优良的力学性能，是涂层超导带材织构基带的研究重点和热点。
在第二代高温涂层超导体的研究中，织构Ni-5at.％W合金基带被广泛作为高温涂层超导带材的基底材料外延生长过渡层和超导层，目前已经有多家单位可以商业化生产，但是由于其屈服强度较低且在液氮温区具有铁磁性，限制了涂层超导带材的生产及进一步的应用。而且，当钨的原子百分含量大于9.3at.％时，镍钨合金基带在液氮温区无铁磁性，并且其力学性能也有所提高，但是难以通过传统的基带制备技术获得强立方织构，高钨含量的镍基合金基带具有潜在的应用价值，获得高强度、无铁磁性及强立方织构的金属基带是涂层超导带材基带领域的研究热点和难点。
因此，如何通过合理的制备技术来获得强立方织构的无铁磁性高强度金属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获得无铁磁性、高强度的立方织构金属基带，以为涂层超导带材提供理想的基底材料。
本发明另一目的是提供一种获得无铁磁性、高强度的立方织构金属基带的制备方法，以为涂层超导带材提供理想的基底材料。
为此，本发明提供一种新型的强立方织构金属基带，该金属基带由Fe-Cr-Ni-Mn合金冷轧带材表面电镀Ni-12at.％W复合而成。
另一方面，本发明提供一种新型的强立方织构金属基带的制备方法，包括以下步骤：步骤1：Fe基合金带材的制备：采用熔炼法获得Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭，其中Cr、Ni、Mn质量分数分别为16％～19％、4％～7％、6％～6.5％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材，其中冷轧变形量为50％～90％；步骤2：Fe基合金表面电镀Ni-12at.％W：将上述厚度为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材表面电镀一层厚度为200nm～800nm的Ni-12at.％W合金；以及，步骤3：对带镀层的合金带材热处理：将电镀后的合金带材进行热处理，具体工艺为：420℃～460℃保温8min～15min，然后在1380℃～1400℃保温42min～50min，保护气氛为纯氢。
作为优选方式，步骤1中，所述冷轧变形量为80％。
作为优选方式，步骤3中，所述热处理人具体工艺为：450℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
作为优选方式，步骤3中，所述热处理人具体工艺为：420℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
作为优选方式，步骤1中，采用真空感应熔炼获得Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭。
与现有技术相比，本发明在高强度的Fe基合金表面镀一层薄的Ni-12at.％W合金，可以在Ni-12at.％W合金中形成强立方织构。利用Fe基合金的高强度及Ni-12at.％W合金的无铁磁性可以获得适合高性能涂层超导带材用的合金基带。
并且，本发明工艺简单，容易控制，适合工业化生产。
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是本发明实施例1中所得合金基带表面的(111)面极图。
图2是本发明实施例2中所得合金基带表面的(111)面极图。
具体实施方式
下面将描述本发明的新型的强立方织构金属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。
本发明的新型的强立方织构金属基带由Fe-Cr-Ni-Mn合金冷轧带材表面电镀Ni-12at.％W复合而成。
下面描述本发明的方法实施例。
方法实施例1
本发明方法实施例1的制备方法的步骤如下：
步骤1：Fe基合金带材的制备
采用真空感应熔炼获得Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭，其中Cr、Ni、Mn质量分数分别为16％、7％、6％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度为70μm的冷轧Fe基合金带材，其中冷轧变形量为90％；
步骤2：Fe基合金表面电镀Ni-12at.％W
将上述厚度为70μm的冷轧Fe基合金带材表面电镀一层厚度为200nm的Ni-12at.％W合金；
步骤3：对带镀层的合金带材热处理
将电镀后的合金带材进行热处理，具体工艺为：450℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
经测定，本实施例的合金基带室温下的屈服强度为580MPa，基带表面的(111)面极图如图1所示，说明该基带表面获得了强的立方织构。
方法实施例2
本发明实施例2的制备方法的步骤如下：
步骤1：Fe基合金带材的制备
采用真空感应熔炼获得Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭，其中Cr、Ni、Mn质量分数分别为19％、7％、6.5％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度为90μm的冷轧Fe基合金带材，其中冷轧变形量为80％；
步骤2：Fe基合金表面电镀Ni-12at.％W
将上述厚度为90μm的冷轧Fe基合金带材表面电镀一层厚度为800nm的Ni-12at.％W合金；
步骤3：对带镀层的合金带材热处理
将电镀后的合金带材进行热处理，具体工艺为：420℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
经测定，本实施例的合金基带室温下的屈服强度为598MPa，基带表面的(111)面极图如图2所示，说明该基带表面获得了强的立方织构。
虽然在上述方法实施例的步骤1均采用了优选的真空感应熔炼法制造初始合金铸锭，但是制备本发明的初始合金铸锭并不仅限于真空感应熔炼法，也可以采用其它熔炼法来制造初始合金铸锭，只要能够获得Cr、Ni、Mn质量分数满足本发明要求的Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭即可。
以上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，特定的工艺虽然是本发明的特定方案的组成部分，但是在特定工艺中的具体参数只是优选的，并不一定构成为对本发明范围的限制。下面分步骤说明本发明的强立方织构金属基带的制备方法的一些工艺参数的优选范围。
步骤1：Fe基合金带材的制备
Cr、Ni、Mn质量分数范围分别为16％～19％、4％～7％、6％～6.5％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度可以为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材，其中冷轧变形量可以为50％～90％。冷轧Fe基合金带材例如可以是80μm。
步骤2：Fe基合金表面电镀Ni-12at.％W
电镀的Ni-12at.％W合金的厚度范围为200nm～800nm。
步骤3：对带镀层的合金带材热处理
具体工艺可以为：420℃～460℃保温8min～15min，然后在1380℃～1400℃保温42min～50min，保护气氛为纯氢。
需要说明的是：本发明的制备方法中包含对于工艺的具体限定，包括Fe基合金带材的制备的具体工艺、热处理的具体工艺、电镀的具体工艺，这些具体工艺是本发明为得到高性能的强立方织构金属基带而做出的特殊限定，是发明人通过艰苦的研发而确定的制备步骤。具体工艺能够使复合基带具备不同的性能。本发明的总体方案是实现本发明目的之基础，而这些具体工艺是实现本发明目的之重要保证。
本发明采用特定的工艺，本发明在高强度的Fe基合金表面镀一层薄的Ni-12at.％W合金，可以在Ni-12at.％W合金中形成强立方织构。利用Fe基合金的高强度及Ni-12at.％W合金的无铁磁性可以获得适合高性能涂层超导带材用的合金基带。由上述可知，本发明工艺简单，容易控制，适合工业化生产。
由此，本领域技术人员能够理解：本发明提供一种新型的强立方织构金属基带及其制备方法，解决了现有技术所存在的技术障碍，为获得强立方织构金属基带找到了新的途径。
以上对本发明的强立方织构金属基带及其制备方法的实施方式进行了说明。对于本发明的强立方织构金属基带及其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 (5)

1.一种强立方织构金属基带，该金属基带由Fe-Cr-Ni-Mn合金冷轧带材表面电镀Ni-12at.％W复合而成，其中，Fe-Cr-Ni-Mn合金冷轧带材的厚度为70μm～90μm，Ni-12at.％W电镀层的厚度为200nm～800nm。
2.一种根据权利要求1所述的强立方织构金属基带的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：Fe基合金带材的制备：
采用熔炼法获得Fe-Cr-Ni-Mn合金铸锭，其中Cr、Ni、Mn质量分数分别为16％～19％、4％～7％、6％～6.5％，通过热锻、热轧及冷轧得到厚度为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材，其中冷轧变形量为50％～90％；
步骤2：Fe基合金表面电镀Ni-12at.％W：
将上述厚度为70μm～90μm的冷轧Fe基合金带材表面电镀一层厚度为200nm～800nm的Ni-12at.％W合金；
步骤3：对带镀层的合金带材热处理：
将电镀后的合金带材进行热处理，具体工艺为：420℃～460℃保温8min～15min，然后在1380℃～1400℃保温42min～50min，保护气氛为纯氢。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤1中，所述冷轧变形量为80％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤3中，所述热处理的具体工艺为：450℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤3中，所述热处理的具体工艺为：420℃保温10min然后在1380℃保温45min，保护气氛为纯氢。
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