CN109811310B - 无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带及制备方法 - Google Patents
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Abstract
无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带的制备方法，包括：(1)热轧：将Ni‑12at.％W合金铸锭热轧，工艺为：开轧温度1280℃～1310℃，终轧温度1000℃～1030℃，变形量89％～92％；(2)冷轧及再结晶热处理：将热轧板冷轧，至厚度50μm，将冷轧带材在纯氢气中再结晶热处理，工艺为：1280℃～1320℃保温5min；(3)溅射薄膜：在Ni‑12at.％W再结晶带材表面用磁控溅射沉积Ni‑9at.％W合金薄膜，工艺为：以Ni‑9at.％W合金铸锭为靶材，功率190W～210W，厚度5nm～20nm。磁控溅射的Ni‑9at.％W合金薄膜不影响基带整体的机械和磁性能，为强立方织构，基带具有高强度、强立方织构。
Description
技术领域
本发明涉及高温涂层超导体带材用织构金属基带，尤其涉及无铁磁性织构镍钨合金复合基带及其制备方法。
背景技术
在第二代高温涂层超导带材用的织构金属基带制备技术中，高强度、无铁磁性的强立方织构金属基底是获得高性能超导带材的关键。
目前，Ni-5at.％W合金基带已被广泛应用于第二代高温涂层超导体的研究之中，但是Ni-5at.％W合金基带的机械强度和磁性能还不能满足高性能涂层超导带材的要求。铜镍合金虽然具有无铁磁性，立方织构容易制备，但其强度目前还无法得到有效提高，而高钨含量的镍钨合金具有高的强度，但是难以通过传统的RABiTS技术获得强立方织构。复合基带可以提高基带的强度，降低磁性能，但是其强度提高有限。如何获得更高强度的织构金属基带是目前涂层超导带材研究领域的热点和难点。
发明内容
本发明目的之一是提供一种高强度的镍钨合金复合基带的制备方法，以得到高性能镍钨合金基带，从而满足更多领域的应用要求。
本发明另一目的是提供一种制备高强度的镍钨合金复合基带的方法，以得到高性能镍钨合金基带，从而满足更多领域的应用要求。
为此，本发明提供一种无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带，包括带材基体和用磁控溅射的方法沉积在该带材基体表面上的一层Ni-9at.％W合金薄膜，所述带材基体是Ni-12at.％W铸锭经热轧、冷轧及再结晶处理后得到的带材，该带材的厚度为50μm，所述Ni-9at.％W合金薄膜的厚度为5nm～20nm。
另一方面，本发明提供一种无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带的制备方法，包括以下步骤：(1)合金铸锭的热轧：将采用熔炼获得的Ni-12at.％W镍钨合金铸锭热轧，热轧工艺为：开轧温度为1280℃～1310℃，终轧温度为1000℃～1030℃，热轧变形量为89％～92％；(2)热轧板的冷轧及再结晶热处理：将所得到的热轧板进行冷轧，轧至厚度为50μm，然后将冷轧带材在纯氢气中进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为：1280℃～1320℃保温5min；以及(3)溅射薄膜：在上述得到的Ni-12at.％W再结晶带材表面采用磁控溅射的方法沉积一层Ni-9at.％W合金薄膜，沉积工艺为：以熔炼法制备的Ni-9at.％W合金铸锭为靶材，溅射功率为190W～210W，薄膜厚度为5nm～20nm。
作为优选方式，在步骤(2)中，再结晶热处理工艺为：1300℃保温5min。
作为优选方式，在步骤(3)中，所述熔炼法为真空感应熔炼法。
作为优选方式，在步骤(3)中，所述溅射功率为200W。
作为优选方式，在步骤(3)中，所述薄膜厚度为8nm。
与现有技术相比，本发明的基带在高强度的Ni-12at.％W合金带材表面溅射一层Ni-9at.％W合金薄膜，由于薄膜厚度较薄，不影响基带整体的机械性能和磁性能，且薄膜为强立方织构。由此，本发明能够获得高强度、强立方织构的镍钨复合基带。
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中复合基带的(111)面极图。
图2是本发明实施例2中复合基带的(111)面极图。
具体实施方式
下面将描述本发明的无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合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。
本发明的一种无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带，包括带材基体和用磁控溅射的方法沉积在该带材基体表面上的一层Ni-9at.％W合金薄膜，所述带材基体是Ni-12at.％W铸锭经热轧、冷轧及再结晶处理后得到的带材，该带材的厚度为50μm，所述Ni-9at.％W合金薄膜的厚度为5nm～20nm。
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：
(1)合金铸锭的热轧
将采用熔炼获得的Ni-12at.％W镍钨合金铸锭热轧，热轧工艺为：开轧温度为1300℃，终轧温度为1000℃，热轧变形量为90％；
(2)热轧板的冷轧及再结晶热处理
将所得到的热轧板进行冷轧，轧至厚度为50μm，然后将冷轧带材在纯氢气中进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为：1280℃保温5min；
(3)溅射薄膜
在上述得到的Ni-12at.％W再结晶带材表面采用磁控溅射的方法沉积一层Ni-9at.％W合金薄膜，沉积工艺为：以真空感应熔炼制备的Ni-9at.％W合金铸锭为靶材，溅射功率为200W，薄膜厚度为5nm。
本实施例制备的合金基带表面的(111)面极图如图1所示。该复合基带在室温下的屈服强度为410MPa，明显高于Ni-5at.％W合金基带的屈服强度。
方法实施例2
本发明实施例2的制备方法的步骤如下：
(1)合金铸锭的热轧
将采用熔炼获得的Ni-12at.％W镍钨合金铸锭热轧，热轧工艺为：开轧温度为1300℃，终轧温度为1030℃，热轧变形量为90％；
(2)热轧板的冷轧及再结晶热处理
将所得到的热轧板进行冷轧，轧至厚度为50μm，然后将冷轧带材在纯氢气中进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为：1300℃保温5min；
(3)溅射薄膜
在上述得到的Ni-12at.％W再结晶带材表面采用磁控溅射的方法沉积一层Ni-9at.％W合金薄膜，沉积工艺为：以真空感应熔炼制备的Ni-9at.％W合金铸锭为靶材，溅射功率为200W，薄膜厚度为8nm。
本实施例制备的合金基带表面的(111)面极图如图2所示。该复合基带在室温下的屈服强度为400MPa，明显高于Ni-5at.％W合金基带的屈服强度。
虽然在上述方法实施例1和2的步骤(3)均采用了真空感应熔炼制备Ni-9at.％W合金铸锭，但是制备本发明的Ni-9at.％W合金铸锭并不仅限于真空感应熔炼法，也可以选择采用其它熔炼法来制造Ni-9at.％W合金铸锭。
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)：合金铸锭的热轧
热轧工艺可以为：开轧温度为1280℃～1310℃，终轧温度为1000℃～1030℃，热轧变形量为89％～92％，优选是90％。
步骤(2)热轧板的冷轧及再结晶热处理
再结晶热处理可以工艺为：1280℃～1320℃保温5min；
步骤(3)溅射薄膜
溅射功率可以为190W～210W，例如195W、205W等；Ni-9at.％W合金薄膜厚度可以为5nm～20nm，例如6nm、10nm、15nm等。
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。
本发明的复合基带在高强度的Ni-12at.％W合金带材表面溅射一层Ni-9at.％W合金薄膜，由于薄膜厚度较薄，不影响基带整体的机械性能和磁性能，且薄膜为强立方织构。
本发明提供了一种新的制备无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带的制备方法，克服了技术障碍，为获得无铁磁性织构合金基带找到了新的途径。
另外，对于本发明的无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合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 (6)
1.一种无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带，包括带材基体和用磁控溅射的方法沉积在该带材基体表面上的一层Ni-9at.％W合金薄膜，所述带材基体是Ni-12at.％W铸锭经热轧、冷轧及再结晶处理后得到的带材，该带材的厚度为50μm，所述Ni-9at.％W合金薄膜的厚度为5nm～20nm。
2.一种如权利要求1所述的无铁磁性、高强度、强立方织构镍钨复合基带的制备方法，包括以下步骤：
(1)合金铸锭的热轧
将采用熔炼获得的Ni-12at.％W镍钨合金铸锭热轧，热轧工艺为：开轧温度为1280℃～1310℃，终轧温度为1000℃～1030℃，热轧变形量为89％～92％；
(2)热轧板的冷轧及再结晶热处理
将所得到的热轧板进行冷轧，轧至厚度为50μm，然后将冷轧带材在纯氢气中进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为：1280℃～1320℃保温5min；以及
(3)溅射薄膜
在上述得到的Ni-12at.％W再结晶带材表面采用磁控溅射的方法沉积一层Ni-9at.％W合金薄膜，沉积工艺为：以熔炼法制备的Ni-9at.％W合金铸锭为靶材，溅射功率为190W～210W，薄膜厚度为5nm～20nm。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，再结晶热处理工艺为：1300℃保温5min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述熔炼法为真空感应熔炼法。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述溅射功率为200W。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述薄膜厚度为8nm。
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