一種無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法，屬于強(qiáng)化高溫涂層超導(dǎo)體用織構(gòu)金屬基帶技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]以YBCO為代表的第二代高溫涂層超導(dǎo)材料由于其具有優(yōu)越的物理性能受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。RABiTS技術(shù)即壓延輔助雙軸織構(gòu)基帶技術(shù)是YBCO超導(dǎo)帶材的主要制備路線之一，而作為YBCO涂層導(dǎo)體用的織構(gòu)金屬基底是RABiTS制備技術(shù)的關(guān)鍵。目前，Ni5W合金基帶的制備工藝已經(jīng)很成熟，但是由于其在液氮溫區(qū)具有鐵磁性，在交流電的應(yīng)用中會造成磁滯損耗;另外，為了提高超導(dǎo)帶材的工程電流密度，降低基帶厚度的同時(shí)對基帶的機(jī)械強(qiáng)度也提出了較高的要求。為了解決M5W合金基帶鐵磁性的問題，國內(nèi)外學(xué)者研究制備出了無鐵磁性的銅鎳合金復(fù)合基帶，由于銅鎳合金復(fù)合基帶的屈服強(qiáng)度較低，仍然不是理想的涂層導(dǎo)體用的織構(gòu)金屬基帶，為了增加銅鎳合金復(fù)合基帶的機(jī)械強(qiáng)度，制備外層為無磁性銅鎳合金，芯層為高強(qiáng)度鎳鎢合金的復(fù)合基帶是改善銅鎳合金復(fù)合基帶強(qiáng)度的一條有效思路，由于銅鎳合金與鎳鎢合金的強(qiáng)度和塑性變形能力差別很大，在后續(xù)冷乳過程中很容易造成開裂或分層，因此，如何成功制備高強(qiáng)度銅鎳合金復(fù)合基帶給強(qiáng)化織構(gòu)金屬基帶帶來了一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了改善單層銅鎳合金復(fù)合基帶的機(jī)械強(qiáng)度，制備無鐵磁性、高強(qiáng)度的織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶，滿足更多領(lǐng)域的應(yīng)用要求，提供一種無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法。
[0004]本發(fā)明所提供的無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟SlOO:復(fù)合坯錠的制備
步驟SlOl:將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎳重量百分比小于60%的銅鎳合金鑄錠和鎢的原子百分含量為9%?12%的鎳鎢合金鑄錠分別經(jīng)過高溫鍛造及熱乳；
步驟S102:將步驟SlOl中得到的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠經(jīng)過線切割后用鋼絲刷將坯錠表面均勻打磨；
步驟S103:將步驟S102中得到的表面均勻打磨后的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠分別定義為A和B，內(nèi)外層厚度范圍均為3?5mm，厚度比例為1:1，以A-B-A的順序疊放在沙墊上，用高度相等的間隙柱將內(nèi)外層材料平行分隔開，間隙柱的高度為2?5mm ；
步驟S104:將步驟S103中得到的疊放在一起的坯錠表面鋪放4?8mm厚的油氈作為緩沖層，油氈表面鋪放硝銨炸藥，炸藥厚度為3?10mm，最后采用雷管將炸藥引爆得到銅鎳復(fù)合坯錠；
步驟S200:銅鎳復(fù)合坯錠的冷乳及再結(jié)晶熱處理步驟S201:將經(jīng)過步驟S104處理得到的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷乳，前三道次的道次變形量為3%，后續(xù)道次變形量為20%，冷乳至30?40um厚；
步驟S202:將步驟S201冷乳后的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，在高純氬氣保護(hù)氣氛下，采用1000°C保溫30?90min得到無鐵磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金復(fù)合基帶。
[0005]由于銅鎳合金與鎳鎢合金的塑性變形能力差別很大，采用粉末冶金等普通方法制備的外層為銅鎳合金，芯層為鎳鎢合金的復(fù)合坯錠在冷乳過程中很容易開裂或分層，通過爆炸焊復(fù)合得到的復(fù)合坯錠內(nèi)外層之間可以形成良好的冶金結(jié)合，在后續(xù)大變形量冷乳過程中基帶不會開裂或分層。
[0006]本發(fā)明采用爆炸焊可以大面積制備大尺寸的復(fù)合坯錠，制備工藝簡單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)復(fù)合基帶。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的銅鎳合金復(fù)合基帶表面的(001)面極圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制得的銅鎳合金復(fù)合基帶表面的(001)面極圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
步驟SlOO:復(fù)合坯錠的制備
步驟SlOl:將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎳重量百分比為55%的銅鎳合金鑄錠和鎢的原子百分含量為9%的鎳鎢合金鑄錠分別經(jīng)過高溫鍛造及熱乳；
步驟S102:將步驟SlOl中得到的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠經(jīng)過線切割后用鋼絲刷將坯錠表面均勻打磨；
步驟S103:將步驟S102中得到的表面均勻打磨后的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠分別定義為A和B，內(nèi)外層厚度范圍均為3mm，以A-B-A的順序疊放在沙墊上，用高度相等的間隙柱將內(nèi)外層材料平行分隔開，間隙柱的高度為2mm;
步驟S104:將步驟S103中得到的疊放在一起的坯錠表面鋪放4mm厚的油氈作為緩沖層，油氈表面鋪放硝銨炸藥，炸藥厚度為3mm，最后采用雷管將炸藥引爆得到銅鎳復(fù)合坯錠；步驟S200:銅鎳復(fù)合坯錠的冷乳及再結(jié)晶熱處理
步驟S201:將經(jīng)過步驟S104處理得到的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷乳，前三道次的道次變形量為3%，后續(xù)道次變形量為20%，冷乳至40μπι厚；
步驟S202:將步驟S201冷乳后的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，在高純氬氣保護(hù)氣氛下，采用1000°C保溫90min得到無鐵磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金復(fù)合基帶。
[0009]制得的銅鎳合金復(fù)合基帶表面的(001)面極圖如圖1所示，該銅鎳合金復(fù)合基帶在室溫下的屈服強(qiáng)度為210MPa，與相應(yīng)的單層銅鎳合金復(fù)合基帶相比屈服強(qiáng)度得到了明顯的改善。
[0010]實(shí)施例2
步驟SlOO:復(fù)合坯錠的制備
步驟SlOl:將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎳重量百分比小于50%的銅鎳合金鑄錠和鎢的原子百分含量為12%的鎳鎢合金鑄錠分別經(jīng)過高溫鍛造及熱乳； 步驟S102:將步驟SlOl中得到的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠經(jīng)過線切割后用鋼絲刷將坯錠表面均勻打磨；
步驟S103:將步驟S102中得到的表面均勻打磨后的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠分別定義為A和B，內(nèi)外層厚度范圍均為5mm，以A-B-A的順序疊放在沙墊上，用高度相等的間隙柱將內(nèi)外層材料平行分隔開，間隙柱的高度為5mm;
步驟S104:將步驟S103中得到的坯錠表面鋪放8mm厚的油氈作為緩沖層，油氈表面鋪放硝銨炸藥，炸藥厚度為10mm，最后采用雷管將炸藥引爆得到銅鎳復(fù)合坯錠；
步驟S200:銅鎳復(fù)合坯錠的冷乳及再結(jié)晶熱處理
步驟S201:將經(jīng)過步驟S104處理得到的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷乳，前三道次的道次變形量為3%，后續(xù)道次變形量為10%，冷乳至30um厚；
步驟S202:將步驟S201冷乳后的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，在高純氬氣保護(hù)氣氛下，采用1000°C保溫30min得到無鐵磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金復(fù)合基帶。
[0011]制得的銅鎳合金復(fù)合基帶表面的(001)面極圖如圖2所示，該銅鎳合金復(fù)合基帶在室溫下的屈服強(qiáng)度為220MPa，與相應(yīng)的單層銅鎳合金復(fù)合基帶相比屈服強(qiáng)度得到了明顯的改善。
[0012]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟SlOO:復(fù)合坯錠的制備 步驟SlOl:將采用真空感應(yīng)熔煉獲得的鎳重量百分比小于60%的銅鎳合金鑄錠和鎢的原子百分含量為9%?12%的鎳鎢合金鑄錠分別經(jīng)過高溫鍛造及熱乳； 步驟S102:將步驟SlOl中得到的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠經(jīng)過線切割后用鋼絲刷將坯錠表面均勻打磨； 步驟S103:將步驟S102中得到的表面均勻打磨后的銅鎳合金坯錠和鎳鎢合金坯錠分別定義為A和B，內(nèi)外層厚度范圍均為3~5mm，厚度比例為1:1，以A-B-A的順序疊放在沙墊上，用高度相等的間隙柱將內(nèi)外層材料平行分隔開，間隙柱的高度為2?5mm ； 步驟S104:將步驟S103中得到的疊放在一起的坯錠表面鋪放4?8mm厚的油氈作為緩沖層，油氈表面鋪放硝銨炸藥，炸藥厚度為3~10mm，最后采用雷管將炸藥引爆得到銅鎳復(fù)合坯錠； 步驟S200:銅鎳復(fù)合坯錠的冷乳及再結(jié)晶熱處理 步驟S201:將經(jīng)過步驟S104處理得到的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行大變形量冷乳，前三道次的道次變形量為3%，后續(xù)道次變形量為10%?20%，冷乳至30?40um厚； 步驟S202:將步驟S201冷乳后的銅鎳復(fù)合坯錠進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，在高純氬氣保護(hù)氣氛下，采用1000°C保溫30?90min得到無鐵磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金復(fù)合基帶。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無鐵磁性、高強(qiáng)度織構(gòu)銅鎳合金復(fù)合基帶的制備方法，其表層初始原料是熔煉法制備的鎳的重量百分比小于60%的銅鎳合金，芯層初始原料是熔煉法制備的鎢的原子百分含量為9%~12%的鎳鎢合金，采用爆炸焊制備外層為銅鎳合金，芯層為鎳鎢合金的復(fù)合坯錠，然后進(jìn)行冷軋，前三道次的道次變形量為3%，后續(xù)道次變形量為10%~20%，冷軋至30~40um厚，最后在高純氬氣保護(hù)氣氛下，采用1000℃保溫30~90min的再結(jié)晶熱處理得到無鐵磁性、高強(qiáng)度、強(qiáng)立方織構(gòu)的銅鎳合金復(fù)合基帶。本發(fā)明采用爆炸焊可以大面積制備大尺寸的復(fù)合坯錠，制備工藝簡單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)復(fù)合基帶。
【IPC分類】B22D19/16, B21B1/38, C22F1/10, B22D7/02
【公開號】CN105537562
【申請?zhí)枴緾N201510956229
【發(fā)明人】劉志勇, 黎文峰, 楊楓, 張文晉, 宋孝輝
【申請人】河南師范大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月21日