CN1066354C - 侧向挤压法长带材导体的连续均匀加压工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种长带材导体的连续均匀加压工艺，其特征在于：压制步骤如下：a.将待压长带绕在一具有一定锥度的锥台上；b.将锥台插入与锥台有相同锥角的锥孔内；c.在锥台上施加正压力(F)，其有效合力(F1)垂直于带材表面，使带材受压；d.反向加压脱模。本发明专用装置主要由锥台和底座两部分组成，锥台的锥度(α)在4°-10°之间，底座上有锥孔，锥孔角度与锥台相同，锥孔几何尺寸大小与锥台相适应。本发明可以对长带进行连续压制，压制后的金属薄带性能有很大提高。
Description
本发明涉及长带材导体的连续均匀压制工艺和装置。
自从1987年日本科学家H.Maeda发现Bi-Sr-Ca-Cu-O系高温超导材料以来，各国学者在竞相研究其超导机理和超导电性的同时，也在致力于超导体的实用化研究。高温超导材料最主要的实用化目标是将其制备成具有高载流能力的带材或线材，用以传输电能，或用带(线)材绕制成线圈、螺线管等，以产生一定的电磁场，因此它可以作为超导电缆和液氮温区(77K)的磁体选用材料。而且在10T，4.2K下铋系线材的临界电流密度Jc已大于传统超导体NbTi的Jc值，在16T也超过了Nb3Sn的Jc值。因此其应用前景十分乐观。
在制备铋系带(线)材的众多工艺中，“管中装粉”的方法已经被证明为最佳工艺。即将超导细粉装入银管中，经逐道拉拔成细线，再扎制成薄带(通常0.10-0.20mm厚，2-3mm宽)，最后进行烧结处理，成为超导带(线)材。
1989年，日本学者Asano T.首先报道了单轴压制能使Bi系超导体材料(Φ20)的小圆片)的临界电流密度Jc有很大提高(日本应用物理杂志，1989年27卷，第1652页)。之后，Yamamda等人又将单轴压制工艺应用于Bi系带材的加工上。他将轧制得到的带材短样(10-50mm长)进行单轴压制其压强为100-200Kg/mm2，发现压制后带材的临界电流密度Jc提高很大，如未压制样品的Jc为3000A/cm2，经第一次压制后达到15000A/cm2，经第二次压制后为23600A/cm2(日本应用物理杂志，1990年，第29卷3期，第456-458页)。随后各国研究人员已经多次证实了压制能提高Bi系带材Jc的结论。由此可见加压工艺对带材的性能起了重要的作用。
但是，短带样品的加压虽然容易，长带(几百至几千mm)的单轴压制就很困难，即使做成了相应的长模具，带材在长度方向上受压也不会均匀。分段压制法压制长1.5米的铋系超导带材，结果Jc提高不大，主要原因是受压制各段之间存在“接头”，影响了长度方向的均匀性。
本发明的目的在于提供一种对长带材导体进行连续加压的工艺及其装置。
本发明的主要内容是，长带材导体的压制工艺按下述步骤进行：
(a)将待压长带绕在一具有一定锥度的锥台上；
(b)将锥台插入与锥台有相同锥角的锥孔内；
(c)在锥台上施加正压力F，其有效合力F1垂直于带材表面，使带材受压；
(d)反向加压脱模。
实现上述工艺的装置如图1所示，主要由锥台1和底座2两部分组成，锥台1的锥角α在1-60°之间，底座2上有锥孔3，锥孔3角度与锥台2相同，锥孔几何尺寸大小与锥台2相适应，α角较好在4-10°之间，同时α角与直径也有一定关系，直径越大，较佳角度可以越大。本发明不仅适用于超导材料的长带加压工艺，本工艺可以实现相当长带的连续均匀压制，与分段式压制工艺相比，不仅带材受压均匀，而且大大提高压制效率，可满足无接头连续均匀压制带材的需要，是工艺首创，其工作原理简明，操作简便。下面通过实施例详细叙述本发明。
附图1为侧向挤压法长带均匀加压工艺的装置原理图
实施例1
用该工艺压制厚0.15mm，长1200mm的铋系2223相超导带材，压制前Jc为2200A/cm2，经一次压制后Jc分别达到9400A/cm2，经二次压制后达14400A/cm2。
工艺条件：压力300吨，室温操作，保持10分钟。
实施例2
用该工艺制备Al2O3薄带(银包带厚0.1mm,Al2O3层厚30μm)使用侧向挤压压力300吨，α=10°，使Al2O3的密度从原来的52％理论密度上升为58％理论密度；从而使Al2O3薄带有更高的密度，熔去Ag套后具有更好的韧性和强度。
实施例3
将该工艺用于两种不同金属薄带的压力扩散焊上；将0.05-0.10mm厚，5mm宽，长2米的铝带(含Al＞99.3％)和相应尺寸的无氧铜带叠绕后加压：
工艺参数：室温装配，压力64号，保持20分钟，真空度为10-3托。
使用常规压力扩散焊焊接这两种金属的短带，所测接头的抗拉强度为10.0Kg/mm2，使用新工艺后，由于带材很薄，所以无法测其接头的抗拉强度，但扫描电镜观察其接头至密，接头微观质量达到常规压力扩散焊的水平，更有意义的是解决了长期以来金属薄长带材无法进行压力扩散焊的问题。
Claims (2)
1．一种长带材导体的连续均匀加压工艺，其特征在于：压制步骤如下
a．将待压长带绕在一具有一定锥度的锥台上；
b．将锥台插入与锥台有相同锥角的锥孔内；
c．在锥台上施加正压力(F)，其有效合力(F1)垂直于带材表面，使带材受压；
d．反向加压脱模。
2．一种实现权利要求1所示长带材导体的连续均匀加压工艺的装置，其特征在于：装置主要由锥台(1)和底座(2)两部分组成，锥台(1)的锥角(α)在4°-10°之间，底座(2)上有锥孔(3)，锥孔(3)角度与锥台(1)相同，锥孔几何尺寸大小与锥台(1)相适应。
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