一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法，屬于強(qiáng)化高溫涂層超導(dǎo)體織構(gòu)金屬基帶【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法，采用等離子弧堆焊的方法在鎳鎢合金坯錠上下表面堆焊銅鎳合金層，得到的銅鎳合金坯錠經(jīng)過(guò)冷軋及再結(jié)晶熱處理制得高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶。本發(fā)明的銅鎳合金坯錠外層材料中的組織均勻、致密、無(wú)氣孔、無(wú)裂紋且與芯層材料之間實(shí)現(xiàn)良好的冶金結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鏡合金基帶的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法，屬于強(qiáng)化高溫涂層超導(dǎo)體織構(gòu)金屬基帶【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]軋制輔助雙軸織構(gòu)技術(shù)(RABiTS)被廣泛應(yīng)用于制備高溫涂層超導(dǎo)體用織構(gòu)金屬基帶中，目前，百米級(jí)的立方織構(gòu)Ni5W合金基帶已被廣泛應(yīng)用于第二代高溫涂層超導(dǎo)體的研究之中。隨著超導(dǎo)材料應(yīng)用的發(fā)展，Ni5W合金基帶的屈服強(qiáng)度和磁性能已不能滿(mǎn)足進(jìn)一步制備高性能YBCO涂層導(dǎo)體的要求，有研究表明，銅和鎳可以形成無(wú)限固熔體，且銅的含量在54at.%以上時(shí)，銅鎳合金基帶的居里溫度降低到77K以下，但是銅鎳合金基帶的屈服強(qiáng)度不高，限制了涂層超導(dǎo)材料的應(yīng)用范圍。為了解決銅鎳合金基帶屈服強(qiáng)度不高的問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利CN101786352A (
【公開(kāi)日】2010.07.28)公開(kāi)了一種層狀的銅基合金復(fù)合基帶，該復(fù)合基帶的初始坯錠是采用粉末冶金法制備得到的，外層合金的初始原料為銅鎳混合粉末，通過(guò)燒結(jié)后制備得到的復(fù)合基帶外層氣孔較多，嚴(yán)重影響后續(xù)過(guò)渡層及超導(dǎo)層的制備，并且通過(guò)粉末冶金的方法制備得到的復(fù)合坯錠層間結(jié)合力不好，后續(xù)需要引入溫軋或熱軋來(lái)增加層間結(jié)合力；另外，該專(zhuān)利中采用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)制備復(fù)合坯錠，這種技術(shù)對(duì)設(shè)備要求較高，維護(hù)費(fèi)用很高，也不適合工業(yè)化生產(chǎn)。因此，通過(guò)控制成本，提高生產(chǎn)效率的角度來(lái)制備高性能層狀銅鎳復(fù)合基帶更具有現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了得到更高強(qiáng)度的無(wú)鐵磁性銅鎳合金基帶，滿(mǎn)足更多領(lǐng)域的應(yīng)用要求，提供了一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(1)復(fù)合坯錠的制備，將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠經(jīng)過(guò)高溫鍛造及熱軋，然后將其表面的氧化皮打磨得到鎳鎢合金坯錠，作為復(fù)合坯錠的芯層材料，將高能球磨得到的鎳重量百分含量小于50%的銅鎳混合粉末采用等離子弧堆焊到鎳鎢合金坯錠的上下兩個(gè)表面得到復(fù)合坯錠，等離子弧堆焊的具體工藝為:非轉(zhuǎn)移弧電壓為10-15V，非轉(zhuǎn)移弧電流為40-50A，轉(zhuǎn)移弧電壓為25-27V，轉(zhuǎn)移弧電流為78A，離子氣流量為200L/h，保護(hù)氣流量為300L/h，送粉氣流量為180L/h，送粉電壓為5V，焊槍擺動(dòng)頻率速度為8mm/s，噴嘴與工件之間的距離為15-20mm ;(2)復(fù)合坯錠的冷軋及再結(jié)晶熱處理，將步驟(I)得到的復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷軋，道次變形量為1%_15%，總變形量為95%-97%，最后在真空條件下采用950°C _1120°C保溫50分鐘的再結(jié)晶熱處理得到高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶。
[0005]本發(fā)明采用等離子弧堆焊的方法在鎳鎢合金坯錠上下表面堆焊銅鎳合金層，得到的銅鎳合金坯錠外層材料中的組織均勻、致密、無(wú)氣孔、無(wú)裂紋且與芯層材料之間實(shí)現(xiàn)良好的冶金結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，有利于工業(yè)化生產(chǎn)?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的銅鎳合金基帶的(001)面極圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制得的銅鎳合金基帶的(001)面極圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例3制得的銅鎳合金基帶的
(001)面極圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0008]實(shí)施例1
將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠經(jīng)過(guò)高溫鍛造及熱軋，然后將其表面的氧化皮打磨得到厚度為5mm的鎳鎢合金坯錠，作為復(fù)合坯錠的芯層材料；將高能球磨得到的鎳重量百分比為40%的銅鎳混合粉末采用等離子弧堆焊到鎳鎢合金坯錠的上下兩個(gè)表面得到外層厚度均為5mm的復(fù)合坯錠，等離子弧堆焊的具體工藝為:非轉(zhuǎn)移弧電壓為10V，非轉(zhuǎn)移弧電流為40A，轉(zhuǎn)移弧電壓為25V，轉(zhuǎn)移弧電流為78A，離子氣流量為200L/h，保護(hù)氣流量為300L/h，送粉氣流量為180L/h，送粉電壓為5V，焊槍擺動(dòng)頻率速度為8mm/s，噴嘴與工件之間的距離為15mm ;將采用等離子弧堆焊得到的復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷軋，道次變形量為7%，總變形量為97%，最后采用1120°C保溫50分鐘的再結(jié)晶熱處理得到無(wú)磁性、高強(qiáng)度且強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金基帶。該銅鎳合金基帶表面的(001)面極圖如圖1所示，該銅鎳合金基帶在室溫下的屈服強(qiáng)度為210MPa，是相應(yīng)單層銅鎳合金基帶的1.6倍。
[0009]實(shí)施例2
將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠經(jīng)過(guò)高溫鍛造及熱軋，然后將其表面的氧化皮打磨得到厚度為5mm的鎳鎢合金坯錠，作為復(fù)合坯錠的芯層材料；將高能球磨得到的鎳重量百分比為35%的銅鎳混合粉末采用等離子弧堆焊到鎳鎢合金坯錠的上下兩個(gè)表面得到外層厚度均為5mm的復(fù)合坯錠，等離子弧堆焊的具體工藝為:非轉(zhuǎn)移弧電壓為13V，非轉(zhuǎn)移弧電流為40A，轉(zhuǎn)移弧電壓為25V，轉(zhuǎn)移弧電流為78A，離子氣流量為200L/h，保護(hù)氣流量為300L/h，送粉氣流量為180L/h，送粉電壓為5V，焊槍擺動(dòng)頻率速度為8mm/s，噴嘴與工件之間的距離為18mm ;將采用等離子弧堆焊得到的復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷軋，道次變形量為7%，總變形量為95%，最后采用950°C保溫50分鐘的再結(jié)晶熱處理得到無(wú)磁性、高強(qiáng)度且強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金基帶。該銅鎳合金基帶表面的(001)面極圖如圖2所示，該銅鎳合金基帶在室溫下的屈服強(qiáng)度為195MPa，是相應(yīng)單層銅鎳合金基帶的1.5倍。
[0010]實(shí)施例3
將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠經(jīng)過(guò)高溫鍛造及熱軋，然后將其表面的氧化皮打磨得到厚度為5mm的鎳鎢合金坯錠，作為復(fù)合坯錠的芯層材料；將高能球磨得到的鎳重量百分比為30%的銅鎳混合粉末采用等離子弧堆焊到鎳鎢合金坯錠的上下兩個(gè)表面得到外層厚度均為5mm的復(fù)合坯錠，等離子弧堆焊的具體工藝為:非轉(zhuǎn)移弧電壓為15V，非轉(zhuǎn)移弧電流為50A，轉(zhuǎn)移弧電壓為27V，轉(zhuǎn)移弧電流為78A，離子氣流量為200L/h，保護(hù)氣流量為300L/h，送粉氣流量為180L/h，送粉電壓為5V，焊槍擺動(dòng)頻率速度為8mm/s，噴嘴與工件之間的距離為20mm ;將采用等離子弧堆焊得到的復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷軋，道次變形量為7%，總變形量為97%，最后采用950°C保溫50分鐘的再結(jié)晶熱處理得到無(wú)磁性、高強(qiáng)度且強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金基帶。該銅鎳合金基帶表面的(001)面極圖如圖3所示，該銅鎳合金基帶在室溫下的屈服強(qiáng)度為190MPa，是相應(yīng)單層銅鎳合金基帶的1.5倍。
[0011]以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(1)復(fù)合坯錠的制備，將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎢原子百分含量為10%的鎳鎢合金鑄錠經(jīng)過(guò)高溫鍛造及熱軋，然后將其表面的氧化皮打磨得到鎳鎢合金坯錠，作為復(fù)合坯錠的芯層材料，將高能球磨得到的鎳重量百分含量小于50%的銅鎳混合粉末采用等離子弧堆焊到鎳鎢合金坯錠的上下兩個(gè)表面得到復(fù)合坯錠，等離子弧堆焊的具體工藝為:非轉(zhuǎn)移弧電壓為10-15V，非轉(zhuǎn)移弧電流為40-50A，轉(zhuǎn)移弧電壓為25-27V，轉(zhuǎn)移弧電流為78A，離子氣流量為200L/h，保護(hù)氣流量為300L/h，送粉氣流量為180L/h，送粉電壓為5V，焊槍擺動(dòng)頻率速度為8mm/s，噴嘴與工件之間的距離為15-20mm ；(2)復(fù)合坯錠的冷軋及再結(jié)晶熱處理，將步驟(I)得到的復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷軋，道次變形量為1%_15%，總變形量為95%-97%，最后在真空條件下采用950°C _1120°C保溫50分鐘的再結(jié)晶熱處理得到高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金基帶。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK103921077SQ201410183932
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】劉志勇, 唐亞楠, 黎文峰, 宋桂林, 董麗紅, 常方高 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)