技术突破:极薄带镜面轧制工艺的奥秘

2026-04-01

      在高温超导基带的制备过程中,金属基带的表面质量与厚度精度直接决定了最终超导带材的性能优劣。为了满足超导层外延生长的严苛要求,基带必须实现“极薄”与“镜面”的双重特性。宁波市甬程金属材料科技有限公司申请的“一种第二代高温超导基带用哈氏合金极薄带镜面轧制工艺”专利,正揭示了这一核心技术背后的奥秘。

 

      根据国家知识产权局公开的信息(公开号CN 119489092 A),这项工艺针对的是哈氏合金极薄带的加工难题。哈氏合金(C276)因其在低温下的高强度、高韧性和优异的耐腐蚀性,成为第二代高温超导基带的首选衬底材料。然而,要将这种难变形的合金从原始的0.6-0.8mm厚度,轧制至仅0.03-0.045mm的极薄规格(比头发丝还细),且宽度保持280-300mm,对轧制技术提出了挑战。

 

      该专利的核心在于“分阶段异步轧制工艺”。传统的轧制工艺在加工极薄带时,往往面临减薄效率低、板形控制难、表面粗糙度大等问题。甬程金属的工艺创新性地将轧制过程分为三个阶段:第一阶段粗轧、第二阶段中轧和第三阶段精轧。

 

      减薄与平整的平衡:在粗轧和中轧阶段,工艺重点在于大幅减薄的同时控制内部应力,避免带材在高速轧制中发生断裂。通过多道次、多阶段的轧制,逐步释放加工硬化产生的内应力。

 

      镜面效果的实现:在精轧阶段,采用异步轧制技术。异步轧制是指上下工作辊的表面速度不同,这种速度差会在轧制区产生剧烈的剪切变形,不仅有利于进一步减薄,更重要的是能使工作辊表面的高光洁度有效传递到带材表面,从而显著降低带材的表面粗糙度。

 

      表面质量控制:该工艺在每阶段轧制后都穿插了清洗和机械抛光工序。这不仅去除了带材表面的油污和氧化层,更重要的是通过机械抛光消除了轧制过程中可能产生的微小缺陷,确保最终成品的光洁度满足超导层外延生长的需求。

 

      这种分阶段控制的方法,使得带材的表面粗糙度控制更加精确,最终实现了真正意义上的“镜面轧制”。对于高温超导基带而言,表面粗糙度直接关系到缓冲层的织构质量。如果基带表面存在微米级的凸起或凹陷,就会破坏超导层的双轴织构,导致临界电流下降。

 

      甬程金属的这一专利技术,不仅提升了哈氏合金极薄带的减薄效率,更在关键指标——表面质量上实现了突破。这为后续超导带材的制备提供了高质量的国产基带解决方案,打破了长期以来在该领域对进口材料的依赖,展现了宁波企业在高端制造领域的技术实力。