[发明专利]一种涂层导体用百米级Ni-5at.%W合金基带的轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层导体专用的百米量级Ni-5at.%W合金基带的轧制方法，属于金属材料轧制技术领域。

背景技术

以钇钡铜氧（YBa₂Cu₃O_7-x，简称YBCO）为代表的第二代高温超导涂层导体，可实现大电流传输应用，几乎无传输损耗。但因其具有脆性陶瓷结构，需以涂覆的方式在具有双轴织构的韧性金属基带上外延生长YBCO超导材料才可满足应用需求。但在实际应用中，超导材料不同于普通导体，无法像普通导体那样将两段导线直接接触进行连接来增加超导导线的长度，由于接触电阻的阻抗比超导材料大几个数量级，因此超导导线中承载的大电流会在接触点聚积大量的热能，导致超导导线烧毁，整条超导线缆失超。目前超导导线的连接多采用扩散连接等方法，成本很高，因此生产出单根长度长，又具有良好双轴织构和表面粗糙度的韧性金属基带是实现YBCO超导材料应用的前提。由于采用压延辅助双轴织构基板法（RABiTS）对金属Ni进行形变加工和热处理，极容易实现YBCO所需的双轴织构，加入5at.%的W在不影响织构形成的前提下还可大大提高Ni基合金的机械性能，因此国际上多家科研机构将工业化生产百米级Ni-5at.%W合金基带作为目前的研发目标。

申请专利201210489278.0和201210592643.0均是涉及Ni-W合金长基带的制造方法，但其中对于轧制过程的描述有着本质的区别：前者采用精密二辊轧机，将10～20mm厚的初始坯锭轧制到40～80μm，后者采用精密四辊轧机将10～12mm厚的初始坯锭轧制到80～100μm。由于二辊轧机是直接承受轧制力，辊径相对较大，与轧件接触面积较大，轧制力也较大，但对轧件的最小厚度有所限制；而四辊轧机则是在二辊轧机基础上增加了两个大的支撑辊，提高了整体辊系的刚度，工作辊辊径相对较小，与轧件接触面积较小，轧制力也较小，但可以把轧件轧得更薄，因此只用其中一种轧机进行轧制，如采用二辊轧机进行终轧，或者采用四辊轧机进行开坯，都会对轧机产生很大损耗，也不利于生产效率的提高。

为了提高生产效率，通过调整轧制工艺，结合二辊轧机和四辊轧机的优势：二辊轧机用于开坯和中间轧制，四辊轧机用于终轧，可以提高涂层导体用百米级Ni-5at.%W合金基带的生产效率，增加良品率，降低轧机的损耗，满足工业化生产需求。结合目前生产线带材企业常用的轧机规格，进一步优化轧制工艺，则可最大化利用现有生产设备，生产出高附加值的涂层导体用百米级Ni-5at.%W合金基带产品。

发明内容

本发明涉及一种涂层导体专用的百米量级Ni-5at.%W合金基带的轧制方法，能够最大化利用现有生产企业的设备，生产出高附加值的涂层导体用百米级Ni-5at.%W合金基带产品，提高其生产效率，增加良品率，降低轧机损耗，满足工业化生产需求。

本发明所提供的一种涂层导体专用的百米量级Ni-5at.%W合金基带的轧制方法，结合二辊轧机和四辊轧机的优势，采用三段式轧制完成冷轧过程，其特征在于，包括以下步骤：

1.以长度L≥1m、厚度H为8～12mm的长方体Ni-5at.%W合金作为初始坯锭，在辊径R₁≥300mm的二辊轧机上进行开坯轧制，轧辊表面粗糙度Ra₁≤5μm，第一道次压下量为10～20%，第二道次及之后的道次压下量控制在5%，往复轧制至厚度h₁为3～4mm时停止；

辊径越大，轧辊的曲率半径越大，轧制效果越好，但是设备也随之越大，保证轧辊表面粗糙度的要求就越困难，企业的成本越高，因此这需要视企业现有条件来定。

2.将轧件转移到辊径R₂为70～150mm的二辊轧机上进行中间轧制，轧辊表面粗糙度Ra₂≤0.3μm，使用该轧机的第一道次压下量为10～20%，第二道次及之后的道次压下量控制在5%，牵引往复轧制至厚度h₂为0.3～0.4mm时停止；

3.将轧件转移到工作辊辊径R₃为20～45mm的四辊轧机上进行终轧，工作辊表面粗糙度Ra₃≤0.01μm，使用该轧机的第一道次压下量为10～20%，第二道次及之后的道次压下量控制在5%，牵引往复轧制至厚度h₃为0.06～0.1mm、总厚度变形量达到99%时停止，盘圆保存以备后续热处理使用；

步骤1～3均为室温冷轧，整个过程中不能对轧件进行退火处理；