CN101518872B - 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 - Google Patents
一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101518872B CN101518872B CN2009100218405A CN200910021840A CN101518872B CN 101518872 B CN101518872 B CN 101518872B CN 2009100218405 A CN2009100218405 A CN 2009100218405A CN 200910021840 A CN200910021840 A CN 200910021840A CN 101518872 B CN101518872 B CN 101518872B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bar
- monofilamentary
- nitric acid
- composite wire
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法，首先将纯Nb棒在体积比为1∶1∶2的氢氟酸、硝酸与水的混合溶液中清洗，再将Cu管在稀硝酸中酸洗，脱水后分别烘干，然后将Cu管包覆在Nb棒外层，将组装好的Cu/Nb单芯棒在拉床上进行一次单道次常温拉拔，后续拉拔，拉伸至需求尺寸后对Cu/Nb单芯复合线进行矫直并切去头尾。本发明采用纯Nb棒，采用导电性能良好的无氧铜管为外包套层；采用单道次大加工量的拉拔工艺，使界面层达到冶金结合状态，制备的Cu/Nb复合线具有良好的加工塑性，长线均匀性较好，有利于在后续加工过程中进行大变形量的加工，适合千米量级多芯Nb3Sn超导线材和高强度高导电Cu-Nb复合材料的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属单芯复合线的制备方法，特别是涉及一种内锡法Nb3Sn超导线材和脉冲磁体用高强高导Cu-Nb复合材料中所选择的Cu/Nb单芯复合线的制备方法。
背景技术
2006年随着我国加入国际热聚变反应堆(ITER)计划的逐步实施，要求我国提供约8％的Nb3Sn超导线材。而根据ITER对超导材料的参数要求，Nb3Sn材料通常经过内锡法和青铜法工艺制备。其中，内锡法制备Nb3Sn股线具有较好超导性能，12T，4.2K时达到1000A/mm2，因此占ITER用Nb3Sn材料中的绝大部分。而国际上，内锡法工艺虽然经历了几十年的发展历程，仍在不断改进完善，材料性能也较以前有大幅提升，且材料稳定性更好。随着研发的不断深入，材料的加工工艺也有不小的改进。在内锡法的起始阶段，制备Cu/Nb单芯复合线，要求材料的Cu/Nb界面结合良好，长线均匀性较好，材料径向Nb含量变化较小。通常国际上采用热挤压后拉伸的办法制备，即经过Nb锭在铜包套中的组装，电子束封焊，热挤压，拉伸等工序。而该工艺对设备及材料要求较高，且经过工序较多，无形中增加了线材加工成本，且加工周期较长，受到设备条件的制约。
与上面提到的情况类似，在脉冲磁体用Cu-Nb复合材料的制备过程中也存在同样的问题。随着我国强磁场计划的启动，在华中科技大学建造50-80特斯拉的短脉冲磁体、长脉冲磁体及长短合成脉冲磁体。这大大推动了我国导体用材料的研发，而Cu-Nb复合材料被国际领域专家认为是最用可能应用于脉冲高磁场(100T)的导体材料。Cu-Nb复合材料的制备过程中需要经过反复的包套组装、挤压、拉伸过程，而加工的起始阶段也是获得界面结合良好、长线均匀性较好的Cu/Nb单芯复合线，国际上通常的工艺也是采用挤压拉伸工艺。该工艺同样存在上述的种种缺点和不足。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，制备周期短，并使Cu和Nb合金的界面达到冶金结合的Cu/Nb单芯复合线的制备方法。该方法制备的Cu/Nb单芯复合线长线均匀性较好，沿材料径向Nb含量变化较小，可满足进一步Nb3Sn超导材料与Cu-Nb复合材料的后续加工的需要。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法，其特征在于该制备方法的过程为：首先将纯Nb棒在氢氟酸、硝酸和水的体积比为1∶1∶2的氢氟酸和硝酸混合溶液中清洗，再将Cu管在稀硝酸水溶液中酸洗，稀硝酸水溶液中硝酸和水的体积比为1∶2，纯Nb棒和Cu管脱水后分别烘干，然后将Cu管包覆在Nb棒外层，将组装好的Cu/Nb单芯棒在拉床上用拉丝模具进行一次单道次常温拉拔加工，其道次加工率控制在20-30％范围内，然后后续拉拔加工，其道次加工率在12-20％范围内，拉伸至需求尺寸后，在矫直机上对拉拔后的Cu/Nb单芯复合线进行矫直并切去头尾，即获得Cu/Nb单芯复合线。
所述Cu/Nb单芯复合线中的Nb含量按体积百分比计为30～70％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用加工性能优良、强度较高的纯Nb棒，采用导电性能良好的无氧铜管为外包套层；制备过程中采用单道次大加工量的拉拔工艺，使界面层达到冶金结合状态。在实际应用中，Cu/Nb复合线具有良好的加工塑性，长线均匀性较好，有利于在后续加工过程中进行大变形量的加工，适合千米量级多芯Nb3Sn超导线材和高强度高导电Cu-Nb复合材料的制备加工。
下面通过实施例，对本发明做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
首先将纯度99.9％，退火态的直径为Φ11.8的Nb棒在1∶1∶2的氢氟酸、硝酸和水的混合溶液中酸洗，纯度99.9％，Φ17.0×2.5mm的Cu管在稀硝酸水溶液中酸洗，稀硝酸水溶液中硝酸和水的体积比为1∶2，脱水后分别烘干，将Nb棒组装入Cu管。将组装好的Cu/Nb复合体在拉床上用Φ14.7mm的拉丝模具进行单道次常温拉拔加工，其道次加工率为25.0％，后续拉伸采用10％的道次加工率，最终拉伸至Φ7.8。对拉拔后的Cu/Nb复合线材进行矫直并切去头尾，即可获得尺寸规格为Φ7.8的Cu/Nb单芯复合线，其中Nb体积百分含量为47.6％(由称重法测量获得)。复合线具有良好的加工塑性，长线均匀性较好，有利于在后续加工过程中进行大变形量的加工。
实施例2
首先将纯度99.9％，退火态的直径为Φ15.8的Nb棒在1∶1∶2的氢氟酸、硝酸和水的混合溶液中酸洗，纯度99.9％，Φ23.0×3.5mm的Cu管在稀硝酸水溶液中酸洗，稀硝酸水溶液中硝酸和水的体积比为1∶2，脱水后分别烘干，将Nb棒组装入Cu管。将组装好的Cu/Nb复合体在拉床上用Φ19.5mm的拉丝模具进行单道次常温拉拔加工，其道次加工率为28.0％，后续拉伸采用10％的道次加工率，最终拉伸至Φ6.8。对拉拔后的Cu/Nb复合线材进行矫直并切去头尾，即可获得尺寸规格为Φ6.8的Cu/Nb单芯复合线，其中Nb体积百分含量为50.5％(由称重法测量获得)。复合线具有良好的加工塑性，长线均匀性较好，有利于在后续加工过程中进行大变形量的加工。
实施例3
首先将纯度99.9％，退火态的直径为Φ17.8的Nb棒1∶1∶2的氢氟酸、硝酸和水的混合溶液中酸洗，纯度99.9％，Φ23.0×2.5mm的Cu管在稀硝酸水溶液中酸洗，稀硝酸水溶液中硝酸和水的体积比为1∶2，脱水后分别烘干，将Nb棒组装入Cu管。将组装好的Cu/Nb复合体在拉床上用Φ20.0mm的拉丝模具进行单道次常温拉拔加工，其道次加工率为25.0％，后续拉伸采用10％的道次加工率，最终拉伸至Φ5.6。对拉拔后的Cu/Nb复合线材进行矫直并切去头尾，即可获得尺寸规格为Φ5.6的Cu/Nb单芯复合线，其中Nb体积百分含量为62.0％(由称重法测量获得)。复合线具有良好的加工塑性，长线均匀性较好，有利于在后续加工过程中进行大变形量的加工。
Claims (2)
1.一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法，其特征在于该制备方法的过程为：首先将纯Nb棒在氢氟酸、硝酸和水的体积比为1∶1∶2的氢氟酸和硝酸混合溶液中清洗，再将Cu管在稀硝酸水溶液中酸洗，稀硝酸水溶液中硝酸和水的体积比为1∶2，纯Nb棒和Cu管脱水后分别烘干，然后将Cu管包覆在Nb棒外层，将组装好的Cu/Nb单芯棒在拉床上用拉丝模具进行一次单道次常温拉拔加工，其道次加工率控制在20-30％范围内，然后后续拉拔加工，其道次加工率在12-20％范围内，拉伸至需求尺寸后，在矫直机上对拉拔后的Cu/Nb单芯复合线进行矫直并切去头尾，即获得Cu/Nb单芯复合线。
2.根据权利要求1所述的一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法，其特征在于所述Cu/Nb单芯复合线中的Nb含量按体积百分比计为30～70％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100218405A CN101518872B (zh) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100218405A CN101518872B (zh) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101518872A CN101518872A (zh) | 2009-09-02 |
| CN101518872B true CN101518872B (zh) | 2010-06-23 |
Family
ID=41079779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100218405A Expired - Fee Related CN101518872B (zh) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101518872B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101797684B (zh) * | 2010-04-02 | 2011-09-07 | 西部超导材料科技有限公司 | 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法 |
| CN101872660B (zh) * | 2010-05-21 | 2012-04-18 | 西北有色金属研究院 | 一种矩形截面Cu-Nb多芯复合线材的制备方法 |
| CN102168201A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-31 | 西北有色金属研究院 | 一种Cu-Nb复合材料的短流程制备方法 |
| CN102723144B (zh) * | 2012-06-19 | 2013-12-18 | 西北有色金属研究院 | 一种Cu-Ag多芯复合线材的制备方法 |
| CN105499912A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | 倪伟华 | 一种钛包镍高级镜架材料的制备方法 |
| CN104785577B (zh) * | 2015-04-30 | 2016-08-24 | 西北有色金属研究院 | 一种Cu-Nb复合线材矫直装置 |
| CN105855316B (zh) * | 2016-05-30 | 2018-01-19 | 西北有色金属研究院 | 一种Nb‑Zr合金/Cu多芯复合线材的制备方法 |
| CN107170526B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-03-27 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 高临界电流密度铌三锡超导线材用铜铌复合棒的制备方法 |
| CN112037996B (zh) * | 2020-09-04 | 2022-01-21 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种超导线材用CuNb单芯棒的制备方法 |
-
2009
- 2009-04-03 CN CN2009100218405A patent/CN101518872B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101518872A (zh) | 2009-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101518872B (zh) | 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法 | |
| CN101859612B (zh) | 一种Nb3Sn线材用CuNb复合管的制备方法 | |
| CN105513712B (zh) | 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材的制备方法 | |
| CN101465177B (zh) | 铋系高温超导带材及其制备方法 | |
| CN104091651A (zh) | 一种挤压工艺制备多芯MgB2超导线材的方法 | |
| CN103956219A (zh) | 一种NbTi-CuNi-Cu超导复合线材的制备方法 | |
| CN103606422B (zh) | 一种高强度高电导率铜银多芯复合线材的制备方法 | |
| CN100587859C (zh) | 一种Fe/Cu包套结构二硼化镁多芯超导线的制备方法 | |
| CN102699099B (zh) | 一种Cu-Nb-Ag三元多芯复合线材的制备方法 | |
| CN101509112A (zh) | 一种Cu-Nb复合材料的制备方法 | |
| CN106784292A (zh) | 一种多芯MgB2超导线材的制备方法 | |
| CN106448799A (zh) | 一种石墨烯增强铜铌多芯复合线材的制备方法 | |
| CN101728028B (zh) | 原位法制备多芯TiC掺杂MgB2线带材的方法 | |
| CN102723144B (zh) | 一种Cu-Ag多芯复合线材的制备方法 | |
| CN113077939A (zh) | 一种单道次获得铁基超导线材的挤压制备工艺及其产物 | |
| CN110444336B (zh) | 一种采用脉冲电流制备MgB2多芯超导线材的方法 | |
| CN103367937B (zh) | 一种NbTi超导体多芯线接头的制备方法 | |
| CN100475371C (zh) | 一种Cu/NbZr金属复合管的制备方法 | |
| CN114783682B (zh) | 一种量子计算机用低温直流双绞线的制备方法 | |
| CN1925066B (zh) | 一种Bi系高温超导导线及其制备方法 | |
| CN103326307A (zh) | 一种用于连接铝合金芯铝绞线的接续管 | |
| CN103474175A (zh) | 一种Cu-Ta多芯复合线材的制备方法 | |
| CN101923922B (zh) | 同心圆型结构的铋系高温超导线材或带材及制备方法 | |
| CN103093899B (zh) | Nb3Al超导线材多芯线前驱体的制备方法 | |
| CN106848631B (zh) | 一种Bi-2212超导导体接头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100623 Termination date: 20210403 |