CN111979502B - 一种高强度织构金属基带的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度织构金属基带的制备方法，采用连续铸造的方式制备合金铸锭，合金组分为：25at.%Cu、25at.%Fe、25at.%V，余量为Ni，控制连续铸造温度、拉坯速度及冷却水等参数，然后对合金铸锭进行热轧及淬火，随后将热轧板进行大变形量冷轧，中间采用两次低温退火处理，控制变形量，最后进行再结晶退火获得高性能金属基带。本发明制得的高强度织构金属基带具备优异的力学性能、表面化学稳定性、强织构和无铁磁性等，是一种具有优异综合性能的金属基带。
Description
技术领域
本发明涉及第二代高温涂层超导用的织构金属基底带材的制备方法，具体涉及一种高强度织构金属基带的制备方法，属于强化高温涂层超导带材技术领域。
背景技术
以YBCO为代表的第二代高温超导体为氧化物陶瓷结构，无法直接制备成线、带材，目前，第二代高温超导主要通过涂层技术来制备，即在韧性的金属基底带材上外延生长缓冲层及YBCO超导层，其中强立方织构的金属基底带材（基带）是制备涂层超导带材的常用材料之一。对于高性能的超导带材而言，需要基带具有高强度、强立方织构、耐高温特性，并且在液氮温区无铁磁性，目前商业化的镍钨二元合金基带的力学性能仍有待于进一步提高。铜镍二元合金容易兼顾磁性能和立方织构的问题，但其力学性能较差，且容易氧化，难以大规模应用。复合基带具有优越的综合性能，但制备方法较特殊，效率较低，无法实现大规模的工业化生产。考虑到第二代高温超导带材的工业化应用需求及制备环境的要求，金属基带必须具备优异的力学性能、表面化学稳定性、强织构、无铁磁性等要素。因此，开发优异综合性能的金属基带是加速第二代高温超导带材研发的重要方向。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高强度织构金属基带的制备方法，该方法用于开发适合工业化生产的高性能金属基带。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案，一种高强度织构金属基带的制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤S1：合金成分设计及初始坯锭的制备
合金组分为：25at.% Cu、25at.% Fe、25at.% V，余量为Ni，采用连续铸造的方式获得合金铸锭，合金铸锭厚度为100mm，其中，待金属熔化后加入CaO，该CaO的含量为0.5~0.8wt.%，浇铸温度为1300~1330℃，拉坯速度为30~60mm/min，冷却水温度为28~35℃；
步骤S2：铸锭热轧
对步骤S1得到的合金铸锭进行热轧获得热轧板材，热轧工艺为：1250℃保温0.5小时，然后热轧至10~12mm厚，终轧温度控制在1020℃以上，最后一道次后水淬处理；
步骤S3：冷轧及中间退火
将步骤S2得到的热轧板材进行大变形量冷轧至6mm厚，随后进行中间退火处理获得冷轧带材，冷轧工艺为：550~600℃保温8min，然后再冷轧至1mm厚进行中间退火，退火工艺为：500~550℃保温5min，将退火处理后的带材再冷轧至100μm厚，整个冷轧阶段道次变形量均控制在20%~25%；
步骤S4：再结晶退火处理
将步骤S3得到的冷轧带材进行再结晶退火，退火工艺为：以5~8℃/min的升温速率加热至500℃保温10~15min，再以5~8℃/min的升温速率加热至700℃保温5min，最后以5~8℃/min的升温速率加热1200℃保温80min，最终获得高强度织构金属基带。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明制得的高强度织构金属基带具备优异的力学性能、表面化学稳定性、强织构和无铁磁性等，是一种具有优异综合性能的金属基带。
附图说明
图1是实施例1制得金属基带的{111}面极图；
图2是实施例2制得金属基带的{111}面极图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。本发明采用美国QUATEK INC铁电工作仪测定了所制备的聚合物基柔性复合薄膜材料的储能性能，以上性能参数皆在室温下测得。
实施例1
采用连续铸造的方式获得合金铸锭，合金组分为：25at.% Cu、25at.% Fe、25at.%V，余量为Ni。合金铸锭厚度为100mm，其中，待金属熔化后加入少量的CaO，CaO的含量为0.8wt.%，浇铸温度为1330℃，拉坯速度为60mm/min，冷却水温度为28~35℃。对合金铸锭进行热轧获得热轧板材，热轧工艺为：1250℃保温0.5小时，然后热轧至10mm厚，终轧温度控制在1020℃以上，最后一道次后水淬处理。将热轧板材进行大变形量冷轧至6mm厚，随后进行中间退火处理获得冷轧带材，冷轧工艺为：600℃保温8min，再冷轧至1mm厚进行中间退火，退火工艺为：550℃保温5min，将退火后的带材再冷轧至100μm厚，整个冷轧阶段道次变形量均控制在20%。将冷轧带材进行再结晶退火，退火工艺为：以8℃/min的升温速率加热至500℃保温15min，再以8℃/min的升温速率加热至700℃保温5min，最后以8℃/min的升温速率加热1200℃保温80min，最终获得高性能金属基带。该金属基带表面的{111}面极图如图1所示；该金属基带在室温下的屈服强度为700MPa，明显高于Ni-5at.%W合金基带的屈服强度。
实施例2
采用连续铸造的方式获得合金铸锭，合金组分为：25at.% Cu、25at.% Fe、25at.%V，余量为Ni。合金铸锭厚度为100mm，其中，待金属熔化后加入少量的CaO，CaO的含量为0.5wt.%，浇铸温度为1300℃，拉坯速度为30mm/min，冷却水温度为28~35℃。对合金铸锭进行热轧获得热轧板材，热轧工艺为：1250℃保温0.5小时，然后热轧至10mm厚，终轧温度控制在1020℃以上，最后一道次后水淬处理。将热轧板材进行大变形量冷轧至6mm厚，随后进行中间退火处理获得冷轧带材，冷轧工艺为：550℃保温8min，再冷轧至1mm厚进行中间退火，退火工艺为：500℃保温5min，将退火后的带材再冷轧至100μm厚，整个冷轧阶段道次变形量均控制在20%。将冷轧带材进行再结晶退火，退火工艺为：以5℃/min的升温速率加热至500℃保温10min，再以5℃/min的升温速率加热至700℃保温5min，最后以5℃/min的升温速率加热1200℃保温80min，最终获得高性能的金属基带。该金属基带表面的{111}面极图如图2所示；该金属基带在室温下的屈服强度为730MPa，明显高于Ni-5at.%W合金基带的屈服强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (1)
1.一种高强度织构金属基带的制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤S1：合金成分设计及初始坯锭的制备
合金组分为：25at.% Cu、25at.% Fe、25at.% V，余量为Ni，采用连续铸造的方式获得合金铸锭，合金铸锭厚度为100mm，其中，待金属熔化后加入CaO，该CaO的含量为0.5~0.8wt.%，浇铸温度为1300~1330℃，拉坯速度为30~60mm/min，冷却水温度为28~35℃；
步骤S2：铸锭热轧
对步骤S1得到的合金铸锭进行热轧获得热轧板材，热轧工艺为：1250℃保温0.5小时，然后热轧至10~12mm厚，终轧温度控制在1020℃以上，最后一道次后水淬处理；
步骤S3：冷轧及中间退火
将步骤S2得到的热轧板材进行大变形量冷轧至6mm厚，随后进行中间退火处理获得冷轧带材，冷轧工艺为：550~600℃保温8min，然后再冷轧至1mm厚进行中间退火，退火工艺为：500~550℃保温5min，将退火处理后的带材再冷轧至100μm厚，整个冷轧阶段道次变形量均控制在20%~25%；
步骤S4：再结晶退火处理
将步骤S3得到的冷轧带材进行再结晶退火，退火工艺为：以5~8℃/min的升温速率加热至500℃保温10~15min，再以5~8℃/min的升温速率加热至700℃保温5min，最后以5~8℃/min的升温速率加热1200℃保温80min，最终获得高强度织构金属基带。
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| GR01 | Patent grant | ||
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