一种无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带的制备方法与流程

本发明属于高温涂层超导体用韧性织构金属基带技术领域，具体涉及一种无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带的制备方法。

背景技术：

1996年美国橡树岭国家实验室（ORNL）的AmitGoyal等人发现，金属镍在大变形量（>99%）的冷轧以后，经过适当的热处理能够形成强的立方织构，并在具有织构的镍基带上外延生长得到了过渡层及超导层，从而获得了一定的临界电流密度，这种方法被称为压延辅助双轴织构技术，是目前制备第二代超导带材的主要研究方法之一。在第二代涂层超导带材的研究中，韧性织构金属基带是涂层超导带材的研究热点和难点。目前，织构Ni-5at.%W合金基带已经商业化生产，但是由于其在液氮温区具有铁磁性，在交流电的应用中会造成磁滞损耗，并且强立方织构的Ni-5at.%W合金基带的屈服强度不高，限制了超导材料进一步的广泛应用范围。尽管当W的原子百分含量达到9%以上时，镍钨合金基带在液氮温区表现为无铁磁性，但是当W的原子百分含量达到9%以上时，难以通过传统的基带制备路线获得强立方织构。为了研究无铁磁性织构镍基合金基带，有大量学者通过在纯镍中加入钒、铜等合金元素来获得镍基合金基带，尽管可以通过传统的基带制备技术获得强立方织构的镍基合金基带，但是获得的织构镍基合金基带的铁磁性和机械强度无法同时满足。因此，如何制备无铁磁性、高强度的织构镍基合金基带是韧性织构金属基带面临的一个巨大挑战。

技术实现要素：

本发明为解决Ni-5at.%W合金基带的机械强度低和在液氮温区具有铁磁性的问题，以满足更多领域的应用要求，提供了一种无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带的制备方法。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案，一种无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、初始镍钨铬合金坯锭的制备

将镍粉、钨粉和铬粉按照钨和铬的原子百分含量分别为5%和6%-9%进行配比，采用高能球磨获得镍钨铬混合粉末，球磨时间为24h，转速为180转/min，球粉质量比为5:1，将球磨好的混合粉末采用冷等静压压制成尺寸为25mm×20mm×15mm的镍钨铬坯料，然后在1200-1250℃保温3h烧结处理得到初始镍钨铬合金坯锭；

步骤2、初始镍钨铬合金坯锭的冷轧

将初始镍钨铬合金坯锭进行冷轧得到厚度为60-100μm的镍钨铬合金基带，其中前6道次的道次变形量为15%-20%，后续冷轧道次变形量均为2%-5%；

步骤3、镍钨铬合金基带的再结晶退火

将冷轧后的镍钨铬合金基带在氮气保护下进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺条件为1200-1250℃保温3h，最终得到无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带。

本发明在镍中加入微量的钨和铬，通过粉末冶金获得成分均匀的镍钨铬合金坯锭，再通过冷轧及再结晶热处理最后得到的无铁磁性、高强度织构镍钨铬合金基带，与商业化的Ni-5at.%W合金基带相比不仅具有高的机械强度，而且使基带在液氮温区表现为无铁磁性。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的镍钨铬合金基带表面的（001）面极图；

图2是本发明实施例2制得的镍钨铬合金基带表面的（001）面极图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

将镍粉、钨粉和铬粉按照钨和铬的原子百分含量分别为5%和6%进行配比，采用高能球磨获得镍钨铬混合粉末，球磨时间为24h，转速为180转/min，球粉质量比为5:1，将球磨好的混合粉末采用冷等静压压制成尺寸为25mm×20mm×15mm的镍钨铬坯料，然后在1200℃保温3h烧结处理得到初始镍钨铬合金坯锭；将初始镍钨铬合金坯锭进行冷轧得到厚度为60-100μm的镍钨铬合金基带，其中前6道次的道次变形量为15%-20%，后续冷轧道次变形量均为2%-5%；将冷轧后的镍钨铬合金基带在氮气保护下进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺条件为1200℃保温3h，最终得到镍钨铬合金基带。该镍钨铬合金基带在液氮温区无铁磁性，并且具有高的屈服强度，该镍钨铬合金基带表面的（001）面极图如图1所示；该镍钨铬合金基带在室温下的屈服强度为240MPa，与商业化Ni-5at.%W合金基带相比屈服强度得到了明显的改善。

实施例2

将镍粉、钨粉和铬粉按照钨和铬的原子百分含量分别为5%和9%进行配比，采用高能球磨获得镍钨铬混合粉末，球磨时间为24h，转速为180转/min，球粉质量比为5:1，将球磨好的混合粉末采用冷等静压压制成尺寸为25mm×20mm×15mm的镍钨铬坯料，然后在1250℃保温3h烧结处理得到初始镍钨铬合金坯锭；将初始镍钨铬合金坯锭进行冷轧得到厚度为60-100μm的镍钨铬合金基带，其中前6道次的道次变形量为15%-20%，后续冷轧道次变形量均为2%-5%；将冷轧后的镍钨铬合金基带在氮气保护下进行再结晶热处理，再结晶热处理工艺条件为1250℃保温3h，最终得到镍钨铬合金基带。该镍钨铬合金基带在液氮温区无铁磁性，并且具有高的屈服强度，该镍钨铬合金基带表面的（001）面极图如图2所示；该镍钨铬合金基带在室温下的屈服强度为270MPa，与商业化Ni-5at.%W合金基带相比屈服强度得到了明显的改善。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。