一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法
一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法，属于强化高温涂层超导体织构金属基带技术领域。
【背景技术】
[0002]轧制辅助双轴织构技术(RABiTS)是制备第二代高温涂层超导带材的主要技术路线之一，而作为涂层超导带材用的金属基底材料需要有高的机械强度、强立方织构及低或无铁磁性。目前，织构Ni_5at.%W合金基带已被广泛应用于第二代高温涂层超导带材用的基底材料的研宄中。然而Ni_5at.% W合金基带的机械强度和磁性能已不能满足高性能涂层导体带材的要求。高W含量的镍钨合金基带具有高的机械强度及低或无铁磁性，但是随着W原子含量的提高，镍钨合金的层错能逐渐降低，特别是W原子百分含量超过5%以上时，通过传统的基带制备路线难以得到强立方织构。研宄表明，铜的含量在54at.%以上时，铜镍合金基带在液氮温区下是无磁性的，并且铜的价格相对镍和钨较便宜，但是铜镍合金基带的屈服强度较低，中国专利CN101786352A公开了无磁性立方织构铜基合金复合基带的制备方法，其结构为三层材料复合而成，由于三层结构受到内外层厚度比的限制，使得其机械强度仍有待于提高。因此，如何合理设计制备思路来进一步提高铜镍复合基带的机械强度具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了满足更多领域的应用要求，提供一种用于高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法。
[0004]本发明所提供的一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，该复合基带由铜原子百分含量为46 %的铜镍合金和钨原子百分含量为12 %的镍钨合金两层材料复合而成。
[0005]本发明还提供了一种高强度织构铜镍/镍钨双层复合基带的制备方法，包括以下步骤:
[0006](I)复合坯锭的制备
[0007]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7?10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭；
[0008](2)复合坯锭的冷轧及再结晶热处理
[0009]将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μm的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C?1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
[0010]本发明制备的复合基带由容易得到强立方织构的N1-46at.% Cu合金和无铁磁性、高强度的N1-12at.%W两种材料复合而成，尽管N1-46at.%Cu合金在液氮温区具有铁磁性，但是在高温下进行再结晶退火，可以使两层材料之间进行互扩散得到无铁磁性、高强度的铜镍/镍钨复合基带。另外，利用N1-46at.% Cu合金材料中立方取向可以优先形核，并逐渐吞并N1-12at.% W合金中的非立方取向晶粒得到双面均具有强立方织构的复合基带。
【附图说明】
[0011]图1是实施例1中复合基带的(111)面极图；
[0012]图2是实施例2中复合基带的(111)面极图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0014]一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，该复合基带由铜原子百分含量为46 %的铜镍合金和钨原子百分含量为12 %的镍钨合金两层材料复合而成。
[0015]实施例1
[0016]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7_，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭。将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μπι的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。该合金基带表面的(111)面极图如图1所示，该复合基带在室温下的屈服强度为360MPa。
[0017]实施例2
[0018]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭。将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μ m的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。该合金基带表面的(111)面极图如图2所示，该复合基带在室温下的屈服强度为378MPa。
[0019]应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，其特征在于，该复合基带由铜原子百分含量为46%的铜镍合金和钨原子百分含量为12%的镍钨合金两层材料复合而成。2.一种制备如权利要求1所述的高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)复合坯锭的制备 将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7?10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭； (2)复合坯锭的冷轧及再结晶热处理 将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μm的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C?1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法，该制备方法将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46％的铜镍合金经过高温锻造及热轧获得坯锭，定义为A；将钨原子百分含量为12％的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭，将得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40μm的带材，然后将冷轧复合基带在高温下进行再结晶热处理，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
【IPC分类】B32B15/01, B23P15/00
【公开号】CN104890315
【申请号】CN201510234042
【发明人】刘志勇, 何庭伟, 黎文峰, 杨炳方
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法，属于强化高温涂层超导体织构金属基带技术领域。
【背景技术】
[0002]轧制辅助双轴织构技术(RABiTS)是制备第二代高温涂层超导带材的主要技术路线之一，而作为涂层超导带材用的金属基底材料需要有高的机械强度、强立方织构及低或无铁磁性。目前，织构Ni_5at.%W合金基带已被广泛应用于第二代高温涂层超导带材用的基底材料的研宄中。然而Ni_5at.% W合金基带的机械强度和磁性能已不能满足高性能涂层导体带材的要求。高W含量的镍钨合金基带具有高的机械强度及低或无铁磁性，但是随着W原子含量的提高，镍钨合金的层错能逐渐降低，特别是W原子百分含量超过5%以上时，通过传统的基带制备路线难以得到强立方织构。研宄表明，铜的含量在54at.%以上时，铜镍合金基带在液氮温区下是无磁性的，并且铜的价格相对镍和钨较便宜，但是铜镍合金基带的屈服强度较低，中国专利CN101786352A公开了无磁性立方织构铜基合金复合基带的制备方法，其结构为三层材料复合而成，由于三层结构受到内外层厚度比的限制，使得其机械强度仍有待于提高。因此，如何合理设计制备思路来进一步提高铜镍复合基带的机械强度具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了满足更多领域的应用要求，提供一种用于高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法。
[0004]本发明所提供的一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，该复合基带由铜原子百分含量为46 %的铜镍合金和钨原子百分含量为12 %的镍钨合金两层材料复合而成。
[0005]本发明还提供了一种高强度织构铜镍/镍钨双层复合基带的制备方法，包括以下步骤:
[0006](I)复合坯锭的制备
[0007]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7?10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭；
[0008](2)复合坯锭的冷轧及再结晶热处理
[0009]将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μm的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C?1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
[0010]本发明制备的复合基带由容易得到强立方织构的N1-46at.% Cu合金和无铁磁性、高强度的N1-12at.%W两种材料复合而成，尽管N1-46at.%Cu合金在液氮温区具有铁磁性，但是在高温下进行再结晶退火，可以使两层材料之间进行互扩散得到无铁磁性、高强度的铜镍/镍钨复合基带。另外，利用N1-46at.% Cu合金材料中立方取向可以优先形核，并逐渐吞并N1-12at.% W合金中的非立方取向晶粒得到双面均具有强立方织构的复合基带。
【附图说明】
[0011]图1是实施例1中复合基带的(111)面极图；
[0012]图2是实施例2中复合基带的(111)面极图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0014]一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，该复合基带由铜原子百分含量为46 %的铜镍合金和钨原子百分含量为12 %的镍钨合金两层材料复合而成。
[0015]实施例1
[0016]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7_，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭。将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μπι的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。该合金基带表面的(111)面极图如图1所示，该复合基带在室温下的屈服强度为360MPa。
[0017]实施例2
[0018]将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭。将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μ m的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。该合金基带表面的(111)面极图如图2所示，该复合基带在室温下的屈服强度为378MPa。
[0019]应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带，其特征在于，该复合基带由铜原子百分含量为46%的铜镍合金和钨原子百分含量为12%的镍钨合金两层材料复合而成。2.一种制备如权利要求1所述的高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)复合坯锭的制备 将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46%的铜镍合金经过高温锻造及热轧，然后线切割成厚度为5mm的坯锭，将坯锭表面打磨干净，定义为A ;将钨原子百分含量为12%的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，B的厚度为7?10mm，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭； (2)复合坯锭的冷轧及再结晶热处理 将上述得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40 μm的带材，然后将冷轧复合基带进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺为:1250°C?1300°C下保温20分钟，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度织构铜镍/镍钨合金双层复合基带及其制备方法，该制备方法将采用熔炼获得的铜原子百分含量为46％的铜镍合金经过高温锻造及热轧获得坯锭，定义为A；将钨原子百分含量为12％的镍钨混合粉末定义为B，将A和B逐层放入到模具中，采用放电等离子体烧结获得铜镍/镍钨双层复合坯锭，将得到的复合坯锭进行冷轧至厚度为40μm的带材，然后将冷轧复合基带在高温下进行再结晶热处理，最后得到高强度、无铁磁性强立方织构的铜镍/镍钨复合基带。
【IPC分类】B32B15/01, B23P15/00
【公开号】CN104890315
【申请号】CN201510234042
【发明人】刘志勇, 何庭伟, 黎文峰, 杨炳方
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
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