CN104123998B - 内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，包括以下步骤：选取无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻多层均匀分布的若干通孔，得到多孔铜锭；将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，在Nb棒两端插入Cu棒与多孔铜锭两端平齐，加上封盖封焊，得到多芯复合包套；最后加热后进行挤，即得。本发明内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，通过在包套两端插入Cu棒，提高了Nb棒的利用率，解决了现有钻孔法制备多芯CuNb复合棒在挤压后由于头尾芯丝不齐造成成品率低的问题，工艺简单，质量稳定性高，提高了成品率，降低了成本。

Description

内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法
技术领域
本发明属于超导材料加工方法技术领域，具体涉及一种内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法。
背景技术
Nb3Sn超导线材作为实用的低温超导材料之一，具有高的上临界磁场Hc2、超导转变温度Tc和高的临界电流密度Jc，是制造高场磁体的理想材料。其制备方法主要有青铜法、内锡法和粉末装管法几种。传统的内锡法Nb3Sn多芯复合棒的制备方法为首先组装单芯包套，经过挤压和拉伸后得到CuNb单芯棒，若干单芯棒组装并加工得到多芯复合棒，这种方法工艺较为复杂，质量稳定性低，钻孔法是近年来兴起的一种制备内锡法Nb3Sn多芯复合棒的方法，该方法通过将芯棒插入多孔铜锭中，挤压获得多芯CuNb复合棒，从而简化了工艺过程，减少了工序。但复合锭坯在挤压过程中由于挤压金属流动的特点，中心芯棒会向前突出，致使挤压后头尾芯丝不齐，在锯切头尾的过程中，会产生较多的废料，降低了坯料的成品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，解决了现有钻孔法制备多芯CuNb复合棒在挤压后由于头尾芯丝不齐造成成品率低的问题。
本发明所采用的技术方案是：内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备 方法，具体包括以下步骤：
步骤1：选取无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻多层均匀分布的若干通孔，得到多孔铜锭；
步骤2：对步骤1得到的多孔铜锭进行清洗，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，插入各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，再在Nb棒两端插入Cu棒，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，得到多芯复合包套；
步骤3：将步骤2得到的多芯复合包套加热至500℃-650℃，保温1-4小时后进行挤压，得到多芯CuNb复合棒。
本发明的特点还在于，
步骤1中无氧铜锭直径为Φ200-300mm、长度为500-800mm。
步骤1中通孔为4-5层，每个通孔直径为Φ9-15mm，共100-250个通孔。
步骤2中清洗时首先采用金属清洁剂去除表面油污，然后用硝酸溶液清洁。
硝酸溶液的体积浓度为25％-40％。
步骤2中电子束封焊的电流为50-150mA，真空度不大于10-2Pa。
步骤3中挤压的挤压比为7-15，多芯CuNb复合棒直径为Φ50-100mm。
本发明的有益效果是：本发明内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，通过在包套两端插入Cu棒，提高了Nb棒的利用率，解决了现有钻孔法制备多芯CuNb复合棒在挤压后由于头尾芯丝不齐造成成品率低的问题，工艺简单，质量稳定性高，提高了成品率，降低了成本。
附图说明
图1是本发明多芯复合包套的截面示意图。
其中1.Nb棒，2.Cu棒，3.多孔铜锭。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：选取直径为Φ200-300mm、长度为500-800mm的无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻4-5层均匀分布的共计100-250个直径为Φ9-15mm的通孔，得到多孔铜锭；
步骤2：对步骤1得到的多孔铜锭首先采用金属清洁剂去除表面油污，然后用体积浓度为25％-40％的硝酸溶液清洁内孔和表面，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，如图1所示，插入各层通孔中的Nb棒1呈阶梯分布，每层通孔中的Nb棒1插入深度不同，再在Nb棒1两端插入Cu棒2，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，封焊的电流为50-150mA，真空度不大于10-2Pa，得到多芯复合包套；
步骤3：将步骤2得到的多芯复合包套加热至500℃-650℃，保温1-4小时后进行挤压，挤压比为7-15，得到直径为Φ50-100mm的多芯CuNb复合棒。
本发明内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，省去了单芯棒的加工，只需要一次组装就能够获得多芯CuNb复合棒，简化工艺，节约工时，通过在组装时将Nb棒呈阶梯状分布，并在包套两端插入Cu棒，将心部的Nb棒与边部的错层，利用挤压过程中心部与边部Nb棒变形不同步、边部向后延伸更快的特点，使得挤压后的棒材头尾芯丝更均匀，即实现芯丝变形的均匀性。同时用较便宜的铜替代成本较高的Nb，将Nb棒的利用率提高到 90％以上，工艺简单，质量稳定性高，提高了挤压棒的成品率约10％，降低了成本。
实施例1
步骤1：选取直径为Φ300mm、长度为780mm的无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻5层均匀分布的共计250个直径为Φ9mm的通孔，得到多孔铜锭；
步骤2：对步骤1得到的多孔铜锭首先采用TJ30-1型金属清洁剂去除表面油污，然后用体积浓度为35％的硝酸溶液清洁内孔和表面，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，插入各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，再在Nb棒两端插入Cu棒，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，封焊的电流为95mA，真空度为7.0×10- 3Pa，得到多芯复合包套；
步骤3：将步骤2得到的多芯复合包套加热至650℃，保温4小时后进行挤压，挤压比为10，得到直径为Φ100mm的多芯CuNb复合棒。
实施例2
步骤1：选取直径为Φ260mm、长度为800mm的无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻5层均匀分布的共计180个直径为Φ10mm的通孔，得到多孔铜锭；
步骤2：对步骤1得到的多孔铜锭首先采用金属清洁剂XY-102J去除表面油污，然后用体积浓度为25％的硝酸溶液清洁内孔和表面，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，插入各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，再在Nb棒两端插入Cu棒，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，封焊的电流为50mA，真空度为3.0×10-3Pa，得到 多芯复合包套；
步骤3：将步骤2得到的多芯复合包套加热至600℃，保温2小时后进行挤压，挤压比为7，得到直径为Φ75mm的多芯CuNb复合棒。
实施例3
步骤1：选取直径为Φ200mm、长度为500mm的无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻4层均匀分布的共计100个直径为Φ15mm的通孔，得到多孔铜锭；
步骤2：对步骤1得到的多孔铜锭首先采用金属清洁剂SX-602去除表面油污，然后用体积浓度为40％的硝酸溶液清洁内孔和表面，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，插入各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，再在Nb棒两端插入Cu棒，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，封焊的电流为150mA，真空度不大于10-2Pa，得到多芯复合包套；
步骤3：将步骤2得到的多芯复合包套加热至500℃，保温1小时后进行挤压，挤压比为15，得到直径为Φ50mm的多芯CuNb复合棒。

Claims (4)

1.内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：选取直径为Φ200-300mm、长度为500-800mm无氧铜锭作为坯锭，采用深孔钻的方法沿坯锭长度方向钻多层均匀分布的若干通孔，得到多孔铜锭；其中通孔为4-5层，每个通孔直径为Φ9-15mm，共100-250个通孔；
步骤2：对所述步骤1得到的多孔铜锭进行清洗，将清洗后的Nb棒插入清洗后的多孔铜锭通孔中，插入各层通孔中的Nb棒呈阶梯分布，再在Nb棒两端插入Cu棒，与多孔铜锭两端平齐，然后在多孔铜锭两端加上铜盖并用电子束封焊，得到多芯复合包套；
步骤3：将所述步骤2得到的多芯复合包套加热至500℃-650℃，保温1-4小时后进行挤压，挤压比为7-15，得到直径为Φ50-100mm的多芯CuNb复合棒。
2.如权利要求1所述的内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，其特征在于，所述步骤2中清洗时首先采用金属清洁剂去除表面油污，然后用硝酸溶液清洁。
3.如权利要求2所述的内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，其特征在于，所述硝酸溶液的体积浓度为25％-40％。
4.如权利要求1所述的内锡法Nb3Sn用多芯CuNb复合棒的制备方法，其特征在于，所述步骤2中电子束封焊的电流为50-150mA，真空度不大于10-2Pa。
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CN105513712B (zh) * 2015-11-25 2017-03-22 西部超导材料科技股份有限公司 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材的制备方法
CN105321626B (zh) * 2015-11-25 2017-03-22 西部超导材料科技股份有限公司 一种低磁滞损耗内锡法制备Nb3Sn超导线材的方法
CN106298059B (zh) * 2016-08-11 2017-12-22 西部超导材料科技股份有限公司 一种内锡法Nb3Sn复合超导线材最终坯料的组装方法
CN107359017A (zh) * 2017-08-02 2017-11-17 西部超导材料科技股份有限公司 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材用高Nb含量CuNb复合棒的制备方法
CN107346683B (zh) * 2017-08-02 2019-05-24 西部超导材料科技股份有限公司 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材用CuNb复合棒的制备方法
CN110223803A (zh) * 2018-11-24 2019-09-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种Nb3Sn超导线材用多芯复合锭的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4112951B2 (ja) * 2002-11-18 2008-07-02 三菱電機株式会社 Ｎｂ３Ｓｎ超電導線の製造方法
CN101859614B (zh) * 2010-05-18 2012-01-25 西部超导材料科技有限公司 低温超导线材Cu/Nb多芯复合棒的制备方法
CN102800433A (zh) * 2012-08-07 2012-11-28 西部超导材料科技股份有限公司 NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法

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