CN109735778A - 一种高强度立方织构金属基带的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高强度立方织构金属基带的制备方法，包括步骤：(1)合金熔炼及热轧：采用熔炼法获得合金铸锭，成分为：7～9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，高温锻造成70mm～90mm厚的方坯，热轧为19mm～21mm厚热轧板，工艺为：1310℃～1330℃保温25～35分钟，5道次，最后一道次热轧后卷取温度为700℃～730℃；(2)热轧板的冷轧及中间退火：将热轧板表面打磨去氧化皮后第一次冷轧，变形量70％‑80％，然后做退火处理，工艺为600℃‑650℃保温1‑2分钟；第二次冷轧，变形量70％‑80％，然后做退火处理，工艺为600℃‑650℃保温1‑2分钟；第三次冷轧，变形量80％‑90％；(3)合金带材的再结晶：将冷轧带材进行再结晶退火处理，工艺为：到温入炉的退火方式，在1090℃～1110℃保温2～5min，退火气氛为纯氢气。本发明的金属基带具有高强度、强立方织构。

Description

一种高强度立方织构金属基带的制备方法

技术领域

本发明涉及高温涂层超导体带材强化织构金属基带的制备方法，尤其涉及高强度立方织构金属基带的制备方法。

背景技术

第二代高温涂层超导带材主要由韧性的金属基底、过渡层及超导层组成，在具有强立方织构的金属基带上外延沉积过渡层及超导层薄膜是涂层超导带材的制备路线之一。

目前，镍钨合金基带是研究最多的合金材料，其中Ni-5at.％W合金基带容易获得强立方织构，但是其室温下的屈服强度较低，且在液氮温区具有铁磁性。尽管Ni-5at.％W合金基带已经商业化生产并应用在超导带材的制备中，但是仍然不能满足高性能超导带材的需求。虽然通过W含量的增加可以提高其力学性能，不过难以获得强立方织构；铜镍合金容易形成强立方织构，但是其屈服强敌太低，没有实用价值。

为了获得更高性能的涂层超导带材，研究具有高强度及强立方织构的金属基带具有重要的工业意义。

发明内容

本发明之目的是提供一种用于制备高性能的织构金属基带的方法，以提高金属基带的强度，获得强立方织构。

为此，本发明提供一种高强度立方织构金属基带的制备方法，包括以下步骤：(1)合金熔炼及热轧：采用熔炼法获得合金铸锭，其成分为：7～9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成70mm～90mm厚的方坯，随后热轧至19mm～21mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1310℃～1330℃保温25～35分钟，轧制道次为5道，最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为700℃～730℃；(2)热轧板的冷轧及中间退火：将上述热轧板表面打磨去氧化皮后进行第一次冷轧，冷轧变形量为70％-80％后进行退火处理，退火工艺为600℃-650℃保温1-2分钟；然后再进行第二次冷轧，冷轧变形量为70％-80％，冷轧后进行退火处理，退火工艺为600℃-650℃保温1-2分钟；然后再进行第三次冷轧获得冷轧带材，冷轧变形量为80％-90％；(3)合金带材的再结晶：将上述冷轧带材进行再结晶退火处理，工艺为：到温入炉的退火方式，在1090℃～1110℃保温2～5min，退火气氛为纯氢气。

作为优选方式，在步骤(1)中，所述熔炼法是真空感应熔炼。

作为优选方式，在步骤(1)中，所述合金铸锭的成分为：9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成80mm厚的方坯，随后热轧至20mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1320℃保温30分钟，轧制道次为5道，最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为730℃。

作为优选方式，在步骤(2)中，所述第一次冷轧的冷轧变形量为80％，退火工艺为600℃保温1分钟；所述第二次冷轧的冷轧变形量为80％，退火工艺为600℃保温1分钟；所述第三次冷轧的冷轧变形量为85％。

作为优选方式，在步骤(3)中，再结晶退火处理的温度为1100℃,保温时间为5min。作为优选方式，在步骤(2)中，所述终轧温度为1160℃。

与现有技术相比，本发明采用特殊成份的合金铸锭，具体来说是其成分为：7～9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe；然后，以此成份的铸锭为基础，本发明采用特定的成形和热处理工艺，即采用特定的工艺进行高温锻造、5道次热轧、三次冷轧、退火以及再结晶，形成强立方织构，最终获得高强度、强立方织构的金属基带。

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中基带的{001}面极图。

图2是本发明实施例2中基带的{001}面极图。

具体实施方式

下面将描述本发明的高强度立方织构金属基带的制备方法的实施例。

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。

实施例1

本发明实施例1的制备方法的步骤如下：

(1)合金熔炼及热轧

采用真空感应熔炼获得合金铸锭，其成分为：7at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成80mm厚的方坯，随后热轧至20mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1320℃保温30分钟，轧制道次为5道次。最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为700℃。

(2)热轧板的冷轧及中间退火

将上述热轧板表面打磨去氧化皮后进行冷轧，冷轧变形量为70％后进行退火处理，退火工艺为600℃保温1分钟；然后再进行第二次冷轧，冷轧变形量为70％，冷轧后进行退火处理，退火工艺为600℃保温1分钟；然后再进行第三次冷轧获得冷轧带材，冷轧变形量为90％；

(3)合金带材的再结晶

将上述冷轧带材进行再结晶退火处理，工艺为：到温入炉的退火方式，在1100℃保温2min，退火气氛为纯氢气，最终获得高性能织构金属基带。

本实施例制备的合金基带表面的{001}面极图如图1所示。该基带在室温下的屈服强度为710MPa，明显高于Ni-5at.％W合金基带的屈服强度。

实施例2

本发明实施例2的制备方法的步骤如下：

(1)合金熔炼及热轧

采用真空感应熔炼获得合金铸锭，其成分为：9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成80mm厚的方坯，随后热轧至20mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1320℃保温30分钟，轧制道次为5道次。最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为730℃。

(2)热轧板的冷轧及中间退火

将上述热轧板表面打磨去氧化皮后进行冷轧，冷轧变形量为80％后进行退火处理，退火工艺为600℃保温1分钟；然后再进行第二次冷轧，冷轧变形量为80％，冷轧后进行退火处理，退火工艺为600℃保温1分钟；然后再进行第三次冷轧获得冷轧带材，冷轧变形量为85％；

(3)合金带材的再结晶

将上述冷轧带材进行再结晶退火处理，工艺为：到温入炉的退火方式，在1100℃保温5min，退火气氛为纯氢气，最终获得高性能织构金属基带。

本实施例制备的合金基带表面的{001}面极图如图2所示。该基带在室温下的屈服强度为750MPa，明显高于Ni-5at.％W合金基带的屈服强度。

虽然在上述实施例的步骤(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，只要能够获得满足本发明要求含量的合金铸锭即可。

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层状合金基带的制备方法的一些工艺参数的优选范围。

步骤(1)：合金熔炼及热轧

合金铸锭中Ni成分范围可以为7～9at.％，例如8at.％等。高温锻造的方坯厚度范围可以是70mm～90mm。经热轧后获得的热轧板的厚度范围可以19mm～21mm，另外，热轧工艺可以为：1310℃～1330℃保温25～35分钟。最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度的范围可以为700℃～730℃。

步骤(2)：热轧板的冷轧及中间退火

第一次冷轧时，冷轧变形量可以为70％-80％，退火工艺可以为600℃-650℃保温1-2分钟。第二次冷轧时，冷轧变形量可以为70％-80％，其退火工艺可以为600℃-650℃保温1-2分钟。第三次冷轧时，冷轧变形量可以为80％-90％。

步骤(3)：合金带材的再结晶

在进行再结晶退火处理时，温度可以为1090℃～1110℃，例如1095℃、1105℃等，保温时间可以是2～5min，例如3min。

本发明所限定的具体工艺能够使合金基带具备不同的性能，是本发明经艰苦研究所得到的。

本发明采用特殊成份的合金铸锭：7～9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe；并且，以此成份的铸锭为基础，本发明采用特定的成形和热处理工艺，即采用特定的工艺进行高温锻造、5道次热轧、三次冷轧、退火以及再结晶，形成强立方织构，最终获得高强度、强立方织构的金属基带。

本发明提供了一种新的制备高强度立方织构金属基带的制备方法，克服了现有技术之缺陷，为获得无铁磁性织构合金基带找到了新的途径。

另外，对于本发明的高强度立方织构金属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，以实现本发明目的。

Claims (5)

1.一种高强度立方织构金属基带的制备方法，包括以下步骤：

(1)合金熔炼及热轧

采用熔炼法获得合金铸锭，其成分为：7～9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成70mm～90mm厚的方坯，随后热轧至19mm～21mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1310℃～1330℃保温25～35分钟，轧制道次为5道，最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为700℃～730℃；

(2)热轧板的冷轧及中间退火

将上述热轧板表面打磨去氧化皮后进行第一次冷轧，冷轧变形量为70％-80％后进行退火处理，退火工艺为600℃-650℃保温1-2分钟；然后再进行第二次冷轧，冷轧变形量为70％-80％，冷轧后进行退火处理，退火工艺为600℃-650℃保温1-2分钟；然后再进行第三次冷轧获得冷轧带材，冷轧变形量为80％-90％；

(3)合金带材的再结晶

将上述冷轧带材进行再结晶退火处理，工艺为：到温入炉的退火方式，在1090℃～1110℃保温2～5min，退火气氛为纯氢气。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述熔炼法是真空感应熔炼。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述合金铸锭的成分为：9at.％Ni，2at.％Cr，3at.％Mn，其余为Fe，然后高温锻造成80mm厚的方坯，随后热轧至20mm厚获得热轧板，其中热轧工艺为：1320℃保温30分钟，轧制道次为5道，最后一道次热轧后卷取获得热轧板，卷取温度为730℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述第一次冷轧的冷轧变形量为80％，退火工艺为600℃保温1分钟；所述第二次冷轧的冷轧变形量为80％，退火工艺为600℃保温1分钟；所述第三次冷轧的冷轧变形量为85％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，再结晶退火处理的温度为1100℃,保温时间为5min。