专利名称：一种NiTi合金立方织构基带及其制备方法
技术领域：
一种NiTi合金立方织构基带及其制备方法，涉及一种YBCO涂层导体用的具有较高机械强度的合金型立方织构NiTi基带及其制作方法。
背景技术：
YBCO涂层导体具有良好的高场超导性能，是一种有很好应用前景的高温超导材料。美国、日本、欧洲以及我国都在竞相开发这种材料。立方织构Ni基带是制备YBCO涂层导体的关键材料。过去已有过立方织构Ni基带的制备技术和专利[ZL 97 1 21916.8]。纯Ni立方织构基带虽然也能满足制备YBCO涂层导体的需要，但存在着材质太软，机械强度低，具有磁性等缺点。为了增加Ni基带的强度，降低磁性，国外普遍采用合金化方法。例如美国橡树岭国家实验室研制开发了Ni-Cr，Ni-W等合金。国内利用自己的资源和技术优势独立开发了Ni-Ti合金新型YBCO涂层导体用的立方织构基带材料。由于纯金属Ti比纯金属Cr，W比重低，制出的合金也具有比强度高的优点。因此，基于Ni-Ti合金系开发一种工艺简单、可靠，能制作具有良好机械强度，较低磁性，具有高质量立方织构的NiTi基带技术是非常有意义的。
发明内容
本发明目的是为了克服纯金属Ni立方织构基带材质软的缺点，提供一种具有较高强度的NiTi合金立方织构基带及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种NiTi合金立方织构基带，其特征在于它是一种Ni基Ni-Ti固溶体合金，其Ti原子比含量为1％-9％。
本发明的一种NiTi合金立方织构基带制备方法，其特征在于制备过程为a.将金属Ni和金属Ti通过熔化、铸成铸锭后，进行常规的开坯、璇锻、轧制的冷加工过程，制成所需形状和尺寸的带材，总冷加工率80％-95％；b.在真空或高纯Ar气氛下，在950℃-1100℃温度下将加工成最终尺寸和形状的复合带处理0.5-6小时，生成立方织构。
由于纯金属Ti和金属Ni同为立方晶型，具有较好的室温和高温机械特性，本发明通过将Ni-Ti做成合金材料，不仅保留了原来纯Ni基带容易形成立方织构的优点，而且达到了增加机械强度，减小磁性的目的。使用的原材料可以是高纯Ni(纯度高于99.99％)，也可以是普通纯度Ni(纯度高于99％)，用普通纯度Ni为原材料也可以达到高于95％体积分数立方织构的结构特性，大大降低了产品的成本。
本发明的方法工艺简单，易于大规模生产，重复性好。用普通纯度Ni为原材料也可以达到高于95％体积分数立方织构的结构特性，大大降低了产品的成本。合金中立方织构的体积分数可以通过改变工艺参数达到控制，可以在95％-99％或更高数值之间变化。这样可以根据不同需要，制备具有不同立方织构体积分数的合金基带，既降低了成本，又能满足不同应用场合的需要。制备的合金基带不仅具有很好的立方织构，而且具有机械强度高，磁性低的特点。
图1为实施例1的用普通纯度Ni制备的Ni-2Ti合金基带在真空下950℃保温4小时后的X射线衍射图，立方织构的体积分数高于95％。
图2是实施例2的用普通纯度Ni制备的Ni-2Ti合金基带在真空下950℃保温1小时的X射线衍射图，立方织构的体积分数约为100％。
图3是实施例3的用普通纯度Ni制备的Ni-6Ti合金基带在真空下950℃保温5小时后的X射线衍射图，立方织构的体积分数高于95％。
具体实施例方式
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
一种NiTi合金立方织构基带，它是一种Ni基Ni-Ti固溶体合金，其Ti原子比含量为1％-9％。合金具有较好的冷加工性能和室温机械特性。使用的原材料可以是高纯Ni(纯度高于99.99％)，也可以是普通纯度Ni(纯度高于99％)，用普通纯度Ni为原材料也可以达到高于95％体积分数立方织构的结构特性，大大降低了产品的成本。制备时将金属Ni和金属Ti通过熔化，铸成铸锭，开坯，璇锻，轧制等，冷加工成所需形状和尺寸的带材，在冷加工过程中进行合适的中间退火。总冷加工率80％-95％。在高真空(真空度高于10-4Pa)，或高纯Ar气氛下，在950℃-1100℃温度范围将加工成最终尺寸和形状的复合带处理0.5-6小时，生成立方织构。本发明的方法通过改变工艺参数可以按需求控制合金型Ni-Ti基带中立方织构的体积分数，立方织构的体积分数可以在95％-99％或更高数值之间变化。可以制得具有较好立方织构和机械特性的基带。合金具有较好的冷加工性能和室温机械特性。
实施例1将普通纯度Ni(纯度高于99％)，按Ni-Ti1％的原子比熔成铸锭，表面清理后经开坯，璇锻，轧制等冷加工成外径φ4mm的园线。用平辊轧制成厚度为0.3mm，宽度约为8mm的带，总加工率约为80％。将合金带在高真空中，加热至1100℃保温4小时，制成具有较好立方织构的Ni-Ti合金基带。这种合金基带中，立方织构的体积分数高于95％(用March-Doler函数估算)。显微硬度反映了材料抵抗微观塑性变形的能力，对照样品的测试结果表明，Ni-Ti2％合基带显微硬度测试值为150-190，比纯Ni基带的显微硬度值～90有了较大提高，说明合金基带的机械强度有了提高。
实施例2将普通纯度Ni(纯度高于99％)，按Ni-Ti2％的原子比熔成铸锭，表面清理后经开坯，璇锻，轧制等冷加工成外径为～φ4mm的园线。用平辊轧制成厚度为0.2mm，宽度约为8mm的带，总加工率约为95％。将合金带在高真空中，加热至950℃保温0.5小时，制成具有较好立方织构的Ni-Ti合金基带。这种复合基带中，立方织构的体积分数约为100％(用March-Doler函数估算)。显微硬度反映了材料抵抗微观塑性变形的能力，对照样品的测试结果表明，Ni-Ti2％合基带显微硬度测试值为150-190，比纯Ni基带的显微硬度值～90有了较大提高，说明合金基带的机械强度有了提高。
实施例3将普通纯度Ni(纯度高于99％)，按Ni-Ti9％的原子比熔成铸锭，表面清理后经开坯，璇锻，轧制等冷加工成外径为～φ4mm的园线。用平辊轧制成厚度为0.2mm，宽度约为8mm的带，总加工率约为90％。将合金带在高真空中，加热至950℃保温6小时，制成具有较好立方织构的Ni-Ti合金基带。这种合金基带中，立方织构的体积分数高于95％(用March-Doler函数估算)。显微硬度反映了材料抵抗微观塑性变形的能力，对照样品的测试结果表明，Ni-Ti6％合金基带显微硬度测试值为150-190，比纯Ni基带的显微硬度值～90有了较大提高，说明合金基带的机械强度有了提高。
权利要求
1.一种NiTi合金立方织构基带，其特征在于它是一种Ni基Ni-Ti固溶体合金，其Ti原子比含量为1％-9％。
2.一种NiTi合金立方织构基带制备方法，其特征在于制备过程为a.将金属Ni和金属Ti通过熔化、铸成铸锭后，进行常规的开坯、璇锻、轧制的冷加工过程，制成所需形状和尺寸的带材，总冷加工率80％-95％；b.在真空或高纯Ar气氛下，在950℃-1100℃温度下将加工成最终尺寸和形状的复合带处理0.5-6小时，生成立方织构。
全文摘要
一种NiTi合金立方织构基带及其制备方法，涉及一种YBCO涂层导体用的具有较高机械强度的合金型立方织构NiTi基带及其制作方法。其特征在于它是一种Ni基Ni－Ti固溶体合金，其Ti原子比含量为1％－9％。制备过程为a.将金属Ni和金属Ti通过熔化、铸成铸锭后，进行常规的开坯、璇锻、轧制的冷加工过程，制成所需形状和尺寸的带材，总冷加工率80％－95％；b.在真空或高纯Ar气氛下，在950℃－1100℃温度下将加工成最终尺寸和形状的复合带处理0.5－6小时，生成立方织构。其基带具有较好立方织构和机械特性的合金基带。
文档编号B23P23/00GK1621547SQ200410100978
公开日2005年6月1日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者刘春芳, 冯勇, 郗卫, 纪平, 刘向宏, 张平祥, 吴晓祖, 周廉 申请人:西北有色金属研究院