一種百米級高溫超導Ni-W合金基帶的制造方法，屬于高溫超導涂層韌性基帶技術領域。采用真空感應熔煉制備Ni-W合金坯錠，使其純度＞99.99%，然后經過熱鍛、熱軋、切割得到初始坯錠；采用牽引軋制在千級超凈間里進行，利用精密二輥軋機在室溫下初始坯錠進行軋制，基帶平均厚度為40～80um；采用立式動態退火裝置，進行動態退火，在保護氣氛下，基帶由放帶輪向收帶輪以連續行進，同時加熱系統對基帶進行退火。本發明專利技術以其獨特的牽引軋制和動態退火工藝，避免了基帶軋制過程中出現的蛇形現象且有很好的平行度，同時動態退火工藝也保證了穩定的立方織構。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種立方織構鎳基帶的制造方法，尤其涉及百米級高溫超導N1-W合金基帶的制造方法，屬于高溫超導涂層韌性基帶
技術介紹
釔鋇銅氧(YBa2Cu3CVx)涂層高溫超導帶材是通常生長在帶有隔離層的雙軸織構金屬基帶上制備而成的。純鎳是一種被廣泛使用的一種基帶材料，這是因為純鎳具有良好的工作性能，退火后容易形成強立方織構。但是純鎳的強度不高，機械性能較差；常溫下呈現鐵磁性，使得涂層導體在高場下應用比較困難。鎳的合金化是解決純鎳強度不高和去除鐵磁性的有效途徑，其中鎳鎢合金得到了廣泛的關注。鎳鎢合金在劇烈冷軋和再結晶退火后可以得到強的立方織構，且合金的機械性能和抗氧化性更好.因此，Ni W合金更易于商業化生產能在液氮溫度(77k)和承載大電流的磁場環境中使用。目前對于立方織構鎳基帶的工藝有一些報道，但多屬于短帶樣品(1-1Om)，有關百米級鎳基帶的生產工藝還未有過報道。
技術實現思路
本專利技術的目的就是提供一種百米級立方織構鎳基帶的制造方法，能夠制備出具有強立方織構{100}〈001〉的鎳基合金，以滿足外延生長高質量YBCO膜的基帶材料的需要。本專利技術的一種百米級高溫超導N1-W合金基帶的制造方法，其特征在于，采用真空感應熔煉制備N1-W合金坯錠，使其純度> 99.99%，然后經過熱鍛、熱軋、牽引軋制和動態退火處理得到百米級的基帶，具體包括以下步驟:(1)坯錠的制備采用真空感應熔煉制備N1-W合金坯錠，使其純度> 99.99%，合金成分W的摩爾百分比為5 9% ;按照長2 5cm，寬4 IOcm的尺寸進行鍛造，然后經熱軋得到厚度為10 30mm,長度和寬度分別為30 50mm的長方體NiW合金板材，將此長方體NiW合金板材進行電火花線切割得到10 20mm厚的初始坯錠。上述坯錠的制備更優選為:原料Ni粉和W粉的純度均在99.9%以上，將鎳粉和鎢粉按一定比例配料，使得合金成分W的摩爾百分比為5 9%.放入真空感應爐中，在氬氣的保護下以30KW的功率熔煉5 lOmin，之后調整為25KW保持2 5min，待熔清后在精煉3 5min,空冷后獲得所需的鑄錠；將熔煉后的鑄錠去除冒口，按照長2 5cm，寬4 IOcm的尺寸進行鍛造，然后經熱軋得到厚度為10 30mm，長度和寬度為30 50mm的長方體NiW合金板材，將長方體NiW合金板材進行電火花線切割得到10 20mm厚的初始坯錠。(2)牽引軋制軋制過程在千級超凈間里進行，利用精密二輥軋機在室溫下對步驟(I)得到的10 20mm厚的初始坯錠坯錠進行軋制，道次變形量控制在5%以內，總變形量大于97%，軋制后獲得基帶，基帶平均厚度為40 80um，軋制過程中采用牽引軋制的方法，見圖2:軋制速度為I 300mm/s，牽引力為小于等于IOOON (優選小于等于300N，更優選為小于等于100N)，軋制力為小于等于3000N (優選小于等于1000N，更優選為小于等于300N)。上述的軋制過程優選:調準軋制線，軋機潤滑冷卻系統啟動供液，卷取機轉動給基帶前張力，機組運轉開始第一道次的軋制。第二道軋制時，帶材反向運動，第二道次工作開始時卷取機反向運行將鋼帶在卷筒上纏繞1-3圈。在牽引帶軋制行進中，軋機前牽引力應大于后牽引力(一般為軋機前牽引力大于后牽引力5N)，保證出帶端帶材的平直。對軋制過程的帶材的厚度應及時測量，測量過程中應略去軋制中油膜的影響達到精確測量。(3)動態退火采用立式動態退火裝置，可參見圖3，收帶輪位于放帶輪的垂直下方，保護氣氛采用NH3分解氣或采用Ar+H2混合氣氛(其中體積4%H2)，保護氣氛從上部氣體入口進入，于下部氣體出口流出，基帶由放帶輪向收帶輪以連續行進，實現帶材的整個連續熱處理過程；同時加熱系統(退火爐)對基帶進行退火，加熱系統以5 30°C /min升溫至1000 1200°C，保溫0.5 3h后，2-3h冷卻到室溫。進一步步驟(3)同時在收帶輪處有保護裝置，在所收帶材的同時增加包覆紙以保護最終帶材不受損傷。本專利技術方法制備的百米級鎳鎢合金基帶，立方織構含量> 95% 10° );表面光潔度為5 20nm ;小角度晶界> 90% (<10° );平均晶粒尺寸為30 50 μ m ;基帶長度為30 500m，尤其更能實現100-500m。百米級的鎳鎢合金基帶以其獨特的牽引軋制和動態退火工藝，避免了基帶軋制過程中出現的蛇形現象且有很好的平行度，同時動態退火工藝也保證了穩定的立方織構。附圖說明圖1是本專利技術工藝流程圖；圖2牽引軋制示意圖；圖3立式動態退火裝置示意圖；圖4動態爐溫度場分布圖。 圖5百米級基帶的立方織構圖。具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。實施例1:第一步，初始坯錠 的準備將純度在99.9%以上的Ni粉和W粉按原子比95Ni和5W的比例配料，放入真空感應爐中，在氬氣的保護下以30KW的功率熔煉5min，之后調整為25KW保持5min，待熔清后在精煉3min，空冷后獲得所需的鑄錠。將熔煉后的鑄錠去除冒口，按照長5cm，寬IOcm的尺寸進行鍛造，然后經熱軋得到厚度為20mm，寬度為50mm的長方體NiW合金板材，將長方體板材坯錠進行電火花線切割得到厚度為15mm的初始坯錠。第二步，牽引軋制牽引軋制在千級超凈間里進行，利用精密二輥軋機在室溫下對步驟(I)得到的坯錠初始厚度為15mm進行軋制。軋制速度為lOmm/s ;牽引力為IOON ;軋制力為300N。卷取機轉動給基帶前張力，機組運轉開始第一道次的軋制。第二道軋制時，基帶反向運動，第二道次工作開始時卷取機反向運行將帶材在卷筒上纏繞I一3圈；依次類推，道次變形量控制在5%以內，總變形量大于99%，軋制后獲得的基帶的厚度為60um。第三步，動態退火采用采用立式動態退火裝置，如下圖3(亦可參考申請號為2012100460665公開的內容)所示保護氣氛采用NH3分解氣混合氣氛，氣體上部入口進入，于下部氣體出口流出，實現帶材的整個連續熱處理過程。基帶以30°C /min升溫至1000°C，保溫2h后快速冷卻到室溫，基帶由放帶輪(上)向收帶輪(下)以連續行進，同時在收帶輪處采用包覆紙(由卷紙輪提供)保護最終帶材不受損傷。動態退火爐的溫度場分布見圖4所示。對于產品性能指標的檢測方法，采用電子背散射衍射(EBSD)技術結合X衍射儀(XRD)對基帶的立方織構含量、小角度晶界和晶粒尺寸進行檢查，立方織構含量> 95% 10° );表面光潔度為5 20nm ;小角度晶界> 90% 10° );平均晶粒尺寸為30 50 μ m ;從圖5可以看出，百米級基帶的立方織構含量達到`了 99% (<10° )。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種百米級高溫超導Ni?W合金基帶的制造方法，其特征在于，采用真空感應熔煉制備Ni?W合金坯錠，使其純度＞99.99%，然后經過熱鍛、熱軋、牽引軋制和動態退火處理得到百米級的基帶，具體包括以下步驟：（1）坯錠的制備采用真空感應熔煉制備Ni?W合金坯錠，使其純度＞99.99%，合金成分W的摩爾百分比為5～9%；按照長2～5cm,寬4～10cm的尺寸進行鍛造，然后經熱軋得到厚度為10～30mm，長度和寬度分別為30～50mm的長方體NiW合金板材，將此長方體NiW合金板材進行電火花線切割得到10～20mm厚的初始坯錠；（2）牽引軋制軋制過程在千級超凈間里進行，利用精密二輥軋機在室溫下對步驟（1）得到的10～20mm厚的初始坯錠進行軋制，道次變形量控制在5%以內，總變形量大于97%，軋制后獲得基帶，基帶平均厚度為40～80um；軋制過程中采用牽引軋制的方法：軋制速度為1～300mm/s，牽引力為小于等于1000N，軋制力為小于等于3000N；（3）動態退火采用立式動態退火裝置，收帶輪位于放帶輪的垂直下方，保護氣氛采用NH3分解氣或采用Ar+H2混合氣氛，其中體積4%H2，保護氣氛從上部氣體入口進入，于下部氣體出口流出，基帶由放帶輪向收帶輪以連續行進，實現帶材的整個連續熱處理過程；同時加熱系統對基帶進行退火，加熱系統以5～30℃/min升溫至1000～1200℃，保溫0.5～3h后，2?3h冷卻到室溫。...
【技術特征摘要】
1.一種百米級高溫超導N1-W合金基帶的制造方法，其特征在于，采用真空感應熔煉制備N1-W合金坯錠，使其純度> 99.99%，然后經過熱鍛、熱軋、牽引軋制和動態退火處理得到百米級的基帶，具體包括以下步驟: (1)坯錠的制備 采用真空感應熔煉制備N1-W合金坯錠，使其純度> 99.99%，合金成分W的摩爾百分比為5 9% ;按照長2 5cm，寬4 IOcm的尺寸進行鍛造，然后經熱軋得到厚度為10 30mm,長度和寬度分別為30 50mm的長方體NiW合金板材，將此長方體NiW合金板材進行電火花線切割得到10 20mm厚的初始坯錠； (2)牽引軋制 軋制過程在千級超凈間里進行，利用精密二輥軋機在室溫下對步驟(I)得到的10 20mm厚的初始坯錠進行軋制，道次變形量控制在5%以內，總變形量大于97%，軋制后獲得基帶，基帶平均厚度為40 80um ;軋制過程中采用牽引軋制的方法:軋制速度為I 300mm/s，牽引力為小于等于1000N，軋制力為小于等于3000N ； (3)動態退火 采用立式動態退火裝置，收帶輪位于放帶輪的垂直下方，保護氣氛采用NH3分解氣或采用Ar+H2混合氣氛，其中體積4%H2，保護氣氛從上部氣體入口進入，于下部氣體出口流出，基帶由放帶輪向收帶輪以連續行進，實現帶材的整個連續熱處理過程；同時加熱系統對基帶進行退火，加熱系統以5 30°C /min升溫至1000 1200°C，保溫0.5 3h后，2_3h冷卻到室溫。2.按照權利要求1的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：索紅莉，王毅，馬麟，劉敏，李孟曉，孟易辰，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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