一种提高无铁磁性立方织构铜基合金基带强度的制备方法与流程

本发明涉及高温涂层超导用金属基带，尤其涉及涂层超导带材用高强度、无铁磁性织构铜基合金基带的制备方法。

背景技术：

韧性的立方织构金属带材可以作为第二代高温涂层超导带材的基底材料，而根据超导材料的制备及应用要求，需要高强度、强立方织构及无铁磁性金属基带作为超导带材的基底。

在多种金属合金基带中，ni-5at.％w合金基带是业内研究的最成熟的基带材料，容易获得强立方织构，目前已经商业化生产，但是ni5w合金基带在77k的温度下仍然具有铁磁性且屈服强度较低。高w含量的镍钨合金可以获得高强度及无铁磁性，但是难以在退火过程中形成强立方织构，而铜镍合金基带通过初始坯锭中成分的调整可以达到无铁磁性，并容易形成强立方织构，但是在无铁磁性的成分范围内的屈服强度较低，难以实现工业化生产。

高强度、无铁磁性及强立方织构是织构金属基带的关键，如何制备高性能的金属基带是目前高温涂层超导带材研究的重点和难点。

技术实现要素：

本发明目的之一是提供一种高强度、无铁磁性的立方织构铜基合金基带的制备方法，以克服铜镍合金基带屈服强度低的缺点。

为此，本发明提供一种提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法，包括以下步骤：(1)初始合金坯锭的制备：首先采用真空感应熔炼获得铜镍磷三元合金铸锭，其中铜的原子百分含量为37％～39％，磷的原子百分含量为0.1％～0.2％，对获得的铜基合金铸锭在1080℃～1150℃保温15～30min后进行变形量为80％～95％的热轧并在800℃～900℃保温0.5min～2min后空冷，得到初始合金坯锭；(2)初始合金坯锭的冷轧：对初始合金坯锭进行冷轧，总变形量为93％～96％，得到铜基合金冷轧基带；(3)冷轧基带的再结晶热处理：将步骤(2)得到的冷轧基带在氢气保护下进行再结晶退火，退火工艺为：1100℃～1120℃保温21～30min，得到高强度的强立方织构铜基合金基带。

作为优选方式，步骤(1)中，铜的原子百分含量为38％。

作为优选方式，步骤(1)中，磷的原子百分含量为0.15％。

作为优选方式，步骤(1)中，对获得的铜基合金铸锭在1100℃保温20min后进行变形量为85％的热轧并在800℃～900℃保温1min后空冷。

作为优选方式，步骤(2)中，总变形量为95％。

作为优选方式，步骤(3)中，退火工艺的保温时间为25min。

与现有技术相比，本发明在铜镍合金中加入适当的磷元素来强化合金基带，并通过特定的制备工艺来获得强立方织构，该方法工艺简单，成本低廉，适合工业化生产高性能织构金属基带。

由此，本发明提供一种新的制备高性能立方织构铜基合金基带的方法，为获得高性能涂层超导带材找到了新的途径。

附图说明

下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。

图1为本发明实施例1中制备的合金基带退火后的{001}面极图；

图2为本发明实施例2中制备的合金基带退火后的{001}面极图；

图3为本发明实施例3中制备的合金基带退火后的{001}面极图。

具体实施方式

下面将描述本发明的提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

实施例1

本发明的一种提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法之实施例1包括以下步骤：

(1)初始合金坯锭的制备

首先采用真空感应熔炼获得铜镍磷三元合金铸锭，其中铜的原子百分含量为38％，磷的原子百分含量为0.1％，对获得的铜基合金铸锭在1100℃保温20min后进行变形量为85％的热轧并在800℃保温1min后空冷，得到初始合金坯锭；

(2)初始合金坯锭的冷轧

对初始合金坯锭进行冷轧，总变形量为95％，得到铜基合金冷轧基带；

(3)冷轧基带的再结晶热处理

将步骤(2)得到的冷轧基带在氢气保护下进行再结晶退火，退火工艺为：1100℃保温25min，得到高强度的强立方织构铜基合金基带。

该合金基带表面的{001}面极图如图1所示，说明该合金基带获得了强的立方织构。

实施例2

本发明的一种提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法之实施例2包括以下步骤：

(1)初始合金坯锭的制备

首先采用真空感应熔炼获得铜镍磷三元合金铸锭，其中铜的原子百分含量为38％，磷的原子百分含量为0.15％，对获得的铜基合金铸锭在1100℃保温20min后进行变形量为85％的热轧并在900℃保温1min后空冷，得到初始合金坯锭；

(2)初始合金坯锭的冷轧

对初始合金坯锭进行冷轧，总变形量为96％，得到铜基合金冷轧基带；

(3)冷轧基带的再结晶热处理

将步骤(2)得到的冷轧基带在氢气保护下进行再结晶退火，退火工艺为：1120℃保温25min，得到高强度的强立方织构铜基合金基带。

该合金基带表面的{001}面极图如图2所示，说明该合金基带获得了强的立方织构。

实施例3

本发明的一种提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法之实施例3包括以下步骤：

(1)初始合金坯锭的制备

首先采用真空感应熔炼获得铜镍磷三元合金铸锭，其中铜的原子百分含量为38％，磷的原子百分含量为0.2％，对获得的铜基合金铸锭在1100℃保温20min后进行变形量为85％的热轧并在900℃保温1min后空冷，得到初始合金坯锭；

(2)初始合金坯锭的冷轧

对初始合金坯锭进行冷轧，总变形量为96％，得到铜基合金冷轧基带；

(3)冷轧基带的再结晶热处理

将步骤(2)得到的冷轧基带在氢气保护下进行再结晶退火，退火工艺为：1120℃保温25min，最终得到高强度的铜基合金基带。。

该合金基带表面的{001}面极图如图3所示，说明该合金基带获得了强的立方织构。

上述在铜镍合金中加入适当的磷元素来强化合金基带，并通过特定的制备工艺来获得强立方织构。

以上实施例仅是为了说明本发明的构思而选用的特定的具体实施方式，在这些实施例中，特定的工艺虽然是本发明的特定方案的组成部分，但是在特定工艺中的具体参数只是优选的，并不一定构成为对本发明范围的限制。下面分步骤说明本发明的高性能立方织构金属基带的制备方法的一些工艺参数的优选范围。

步骤(1)初始合金坯锭的制备:

铜的原子百分含量可以为37％～39％，磷的原子百分含量可以为0.1％～0.2％，对获得的铜基合金铸锭可以在1080℃～1150℃保温15～30min后进行变形量为80％～95％的热轧，并可以在800℃～900℃保温0.5min～2min后空冷。

步骤(2)初始合金坯锭的冷轧：

总变形量可以为93％～96％。

步骤(3)冷轧基带的再结晶热处理：

退火工艺可以为：1100℃～1120℃保温21～30min。

在现有技术中，ni5w合金基带在77k的温度下仍然具有铁磁性且屈服强度较低。高w含量的镍钨合金可以获得高强度及无铁磁性，但是难以在退火过程中形成强立方织构，而铜镍合金基带通过初始坯锭中成分的调整可以达到无铁磁性，并容易形成强立方织构，但是在无铁磁性的成分范围内的屈服强度较低，难以实现工业化生产。

本发明在铜镍合金中加入适当的磷元素来强化合金基带，并通过特定的制备工艺来获得强立方织构。而且，该方法工艺简单，成本低廉，适合工业化生产高性能织构金属基带。

由此，本领域技术人员能够理解：本发明提供了一种新的制备高性能立方织构铜基合金基带的方法，解决了现有技术所存在的技术障碍，为获得高性能立方铜基合金基带找到了新的途径。

以上对本发明的提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法的实施方式进行了说明。对于本发明的一种提高无铁磁性织构铜基合金基带强度的制备方法的具体特征如具体的工艺参数可以根据上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。