CN111599530B - 获取超导线材铜槽线加工率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的获取超导线材铜槽线加工率的方法，超导材料加工技术的技术领域，解决现有技术中的方法获取铜槽线加工率耗时长的技术问题。该方法包括S1:根据镶嵌焊接工艺选取加工件，并浸入锡液体进行部分长度的镶嵌焊接；S2:截取长度相同的已镶嵌焊接的加工件和未镶嵌的加工件；S3:对已镶嵌加工件进行剥离，并对铜槽线做一次和二次退锡液处理；S4:获取S2中所述未镶嵌加工件的铜槽线重量、获取所述一次退锡液处理后和所述二次退锡液处理后的铜槽线重量；S5:将S4中获得的三种状态下铜槽线重量数据带入公式中，通过重量变化计算出铜槽线加工率。本发明用以完善铜槽线加工率获取方法，满足人们对铜槽线加工率获取简单、可靠的要求。

Description

获取超导线材铜槽线加工率的方法
技术领域
本发明属于超导材料加工技术的技术领域，尤其涉及一种获取超导线材铜槽线加工率的方法。
背景技术
磁共振成像，即为：MRI，是重要的现代医学影像诊疗手段，其核心和基础是NbTi超导线材，其中Wire in channel(以下简称：WIC)超导线材因具有大铜比低的铜加工率等优点，使其加工成本低且制备的磁体运行稳定、安全，故成为制备磁共振成像系统(MRI)关键部件-超导磁体的主导材料。WIC超导线材是由内部的NbTi/Cu圆线和铜槽线通过焊锡镶嵌焊接后的嵌套结构，由于不同客户对超导线材性能要求不同，不同尺寸的铜槽线和NbTi/Cu圆线组合种类繁多，且镶嵌焊接过程中线材的加工率主要集中在铜槽线上，而铜槽线加工率对铜槽线的精确投料至关重要。
现有技术的方法采用精确跟踪圆线和铜槽线镶嵌前后长度变化的方法可计算出铜槽线加工率，实践中，铜槽线的长度很长，其计量单位以千米计算，因此，通过前后长度变化获取铜槽线加工率的方法，耗时较长且成本较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供的方法，克服现有技术中的方法获取铜槽线加工率耗时长的技术问题。本发明创造有诸多有益效果，详见下文叙述。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种获取超导线材铜槽线加工率的方法，所述方法包括：
S1:根据镶嵌焊接工艺选取加工件，所述加工件包括NbTi/Cu线和铜槽线，并浸入锡液中进行部分长度的镶嵌焊接；
S2:截取长度或重量相同或接近的已镶嵌焊接的加工件和未镶嵌的加工件；
S3:对S2截取的已镶嵌加工件进行NbTi/Cu线和铜槽线的剥离，并对铜槽线做一次退锡液处理；一次退锡液处理后的所述铜槽线进行二次退锡液处理；
S4:获取S2中所述未镶嵌加工件的铜槽线重量、获取所述一次退锡液处理后和所述二次退锡液处理后的铜槽线重量，分别记为m1、m2和m3；
S5:将S4中获得的三种状态下铜槽线重量数据带入公式
Figure GDA0003081589070000021
中，通过重量变化计算出铜槽线加工率。
在一个优选或可选的实施方式中，S1中镶嵌焊接工艺的焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min。
在一个优选或可选的实施方式中，S3中一次退锡液处理所述铜槽线的方法包括：
A1:所述铜槽线浸泡退锡液中并搅拌处理1～2min，直至铜开始裸露；
A2:A1中搅拌处理后的所述铜槽线继续浸泡在退锡液中搅拌处理0.5～1.5min；
A3:清洗A2中搅拌处理后的所述铜槽线并烘干处理。
在一个优选或可选的实施方式中，S3中二次退锡液处理所述铜槽线的方法包括：
B1:A3中烘干处理后的所述铜槽线浸泡退锡液中，并搅拌处理与A2处理时间相同；
B2:清洗B1中搅拌处理后的所述铜槽线并烘干处理。
在一个优选或可选的实施方式中，S2中通过线密度取样工装获取加工件。
在一个优选或可选的实施方式中，铜槽线和镶嵌线取样为直线段。
在一个优选或可选的实施方式中，所述铜槽线称重用器件的精度至少为10mg。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
超导线材镶嵌焊接过程中铜槽线加工率即为加工后铜槽线截面积相对加工前铜槽线截面积的变化率，但加工后铜槽线截面不再规则，且金相制样后必然存在不同程度倾斜问题，无法获得真实截面，因此无法采用截面积计算铜槽线加工率。本案的方法通过获取镶嵌焊接工艺处理的已镶嵌加工件和未镶嵌加工件的铜槽线重量，并对已镶嵌的加工件进行退锡液处理，以m1、m2和m3表示。利用加工前后铜槽线密度不变，通过相同长度加工后铜槽线重量相对加工前铜槽线重量的变化率计算铜槽线加工率。可以米为单位计算铜槽线的加工率，避免了采用现有技术的方法需要以需要大量的铜槽线来进行计算。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明获取超导线材铜槽线加工率方法的框架图；
图2为本发明获取超导线材铜槽线加工率方法中的NbTi/Cu的截面示意图；
图3为本发明获取超导线材铜槽线加工率方法中的铜槽线的截面示意图；
图4为本发明获取超导线材铜槽线加工率方法中的WIC镶嵌线材的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合附图对本发明的方法做进一步详细描述：一种获取超导线材铜槽线加工率的方法，方法包括：
S1:根据镶嵌焊接工艺选取加工件，加工件包括NbTi/Cu线(如图2所示)和铜槽线(如图3所示)，并浸入锡液中进行部分长度的镶嵌焊接；
S2:截取长度或重量相同或接近的已镶嵌焊接的加工件和未镶嵌的加工件；接近由取样工具的精度决定，宏观测量仪器测量精度为准，例如，精度等级为0.01cm，或是，0.001cm等；
S3:对S2截取的已镶嵌加工件进行NbTi/Cu圆线和铜槽线的剥离，并对铜槽线做一次退锡液处理；一次退锡液处理后的铜槽线进行二次退锡液处理。一次退锡液处理中存在少量铜腐蚀，需通过二次退锡液处理修正；
S4:获取S2中未镶嵌加工件的铜槽线重量、获取一次退锡液后和二次退锡液处理后的铜槽线重量，分别记为M1、M2和M3；
S5:根据质量公式，通过S4中的铜槽线的重量变化计算出铜槽线加工率。
本方法通过获取镶嵌焊接工艺处理的已镶嵌加工件和未镶嵌加工件的铜槽线重量，并对已镶嵌的加工件进行退锡液处理，以m1、m2和m3表示。利用加工前后铜槽线密度不变，通过相同长度加工后铜槽线重量相对加工前铜槽线重量的变化率计算铜槽线加工率。可，以米为单位计算铜槽线的加工率，避免了采用现有技术的方法需要以需要大量的铜槽线来进行计算。
作为可选的实施方式，S1中镶嵌焊接工艺的焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min。例如，镶嵌焊接20～30m线材后停止拉伸，完成WIC镶嵌线材和未镶嵌铜槽线各自至少1.5m样品取样，取样位置尽量接近或相同。
作为可选的实施方式，S3中一次退锡液处理铜槽线的方法包括：
A1:铜槽线浸泡退锡液中并搅拌处理1～2min后，铜开始裸露；
A2:搅拌处理后的铜槽线在退锡液中浸泡0.5～1.5min；确认退锡液的完全；因铜槽线槽内锡层较厚，需要在退锡液中继续浸泡并搅拌0.5～1.5min方可确保焊锡完全去除。退锡液，例如，东莞贝宸五金科技有限公司生产的，型号B021。
A3:清洗A2中铜槽线并烘干处理。
作为可选的实施方式，S3中二次退锡液处理铜槽线的方法包括：一次退锡液处理后的铜槽线存在少量铜腐蚀，需重量修正，(理论上是完全去除，该步骤作为校验步骤)，采用如下方法：
B1:铜槽线浸泡退锡液中并搅拌处理0.5～1.5min，与A2中处理的时间相同；连续跟踪铜槽线浸泡退锡液中并搅拌15min处理过程，每1min腐蚀量基本一致，确定铜槽线不需要在进行退锡液处理，因此S3中二次退锡液处理铜槽线的方法可修正一次退锡液处理后铜槽线的少量铜腐蚀；
B2:清洗B2中铜槽线并烘干处理。
作为可选的实施方式，S5中的重量变化计算出铜槽线加工率公式为，获得的铜槽线重量设为m3，修正重量则为m2-m3(修正值约为铜槽线重量的0.6％)，加工后铜槽线重量即为2m2-m3，采用如下公式进行计算：
Figure GDA0003081589070000061
作为可选的实施方式，S2中通过线密度取样工装获取加工件，采用标准取样工艺，尽可能的降低误差的出现(如图4所示)。
作为可选的实施方式，铜槽线和镶嵌线取样为直线段，铜槽线和镶嵌线取样过程中不可产生严重弯折，避免1m样品取样不准，并且铜槽线称重用器件的精度至少为10mg。
以下为具体的实验操作方法：
实施例1
步骤1，根据镶嵌焊接工艺选择铜比为1.1，直径0.85mm，芯数为55芯的NbTi/Cu圆线，宽2.1mm，高1.3mm，槽宽0.89mm的铜槽线；
步骤2，将铜槽线和圆线浸入盛满锡液的锡槽，根据镶嵌焊接工艺求，镶嵌焊接温度设定为350℃，镶嵌后线材宽1.95mm，高1.15mm，拉伸速度为40m/min；
步骤3，按步骤2镶嵌焊接20m线材后停止拉伸，完成WIC镶嵌线材和未镶嵌铜槽线各自至少1.5m样品取样，取样位置尽量接近；
步骤4，将步骤3截取的WIC镶嵌线材和未镶嵌铜槽线样品在线密度取样工装上截取各1m样品；
步骤5，将步骤4截取的WIC镶嵌线材进行铜槽线和圆线剥离，不可造成剥离铜槽线重量损失；
步骤6，将步骤5获得的剥离铜槽线浸泡在退锡液中，在搅拌条件下处理2min确认铜开始裸露后继续处理1.5min，直至完全退锡液，清洗残留退锡液并烘干铜槽线，称重，设为m2，称重后m2为12.9972g；
步骤7，将步骤6获得的退锡液后剥离铜槽线在退锡液中搅拌1.5min，清洗残留退锡液并烘干铜槽线，称重，设为m3，称重后m3为12.8971g；
步骤8，完成步骤4获得的原料铜槽线称重，设为m1，称重后m1为15.3881g；
步骤9，将铜槽线重量m1、m2和m3带入公式
Figure GDA0003081589070000071
计算得铜槽线加工率为14.89％，现有技术方法的所得加工率为15.07％，正负误差为0.18％，与现有技术的方法相比，本法的工艺步骤更加简洁，无需复杂的工艺方式进行计算。
实施例2
步骤1，根据镶嵌焊接工艺选择铜比为1.1，直径0.7mm，芯数为55芯的NbTi/Cu圆线，宽2.6mm，高1.45mm，槽宽0.73mm的铜槽线；；
步骤2，将铜槽线和圆线浸入锡槽，根据镶嵌焊接工艺求，镶嵌焊接温度设定为350℃，镶嵌后线材宽2.45mm，高1.35mm，拉伸速度为40m/min；
步骤3，按步骤2镶嵌焊接20m线材后停止拉伸，完成WIC镶嵌线材和未镶嵌铜槽线各自至少1.5m样品取样，取样位置尽量接近；
步骤4，将步骤3截取的WIC镶嵌线材和未镶嵌铜槽线样品在线密度取样工装上截取各1m样品；
步骤5，将步骤4截取的WIC镶嵌线材进行铜槽线和圆线剥离，不可造成剥离铜槽线重量损失；
步骤6，将步骤5获得的剥离铜槽线浸泡在退锡液中，在搅拌条件下处理1.5min确认铜开始裸露后继续处理1min，直至完全退锡液，清洗残留退锡液并烘干铜槽线，称重，设为m2，称重后m2为24.1645g；
步骤7，将步骤6获得的退锡液后剥离铜槽线在退锡液中搅拌1min，清洗残留退锡液并烘干铜槽线，称重，设为m3，称重后m3为24.0098g；
步骤8，完成步骤4获得的原料铜槽线称重，设为m1，称重后m1为28.1328g；
步骤9，将铜槽线重量m1、m2和m3带入公式
Figure GDA0003081589070000081
计算得铜槽线加工率为13.56％，现有技术的加工率计算值为13.68％，与现有技术的计算值正负误差为0.12％，。
以上对本发明所提供的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1:根据镶嵌焊接工艺选取加工件，所述加工件包括NbTi/Cu线和铜槽线，并浸入锡液中进行部分长度的镶嵌焊接；
S2:截取长度或重量相同或接近的已镶嵌焊接的加工件和未镶嵌的加工件；
S3:对S2截取的已镶嵌加工件进行NbTi/Cu线和铜槽线的剥离，并对铜槽线做一次退锡液处理；一次退锡液处理后的所述铜槽线进行二次退锡液处理；
S4:获取S2中所述未镶嵌加工件的铜槽线重量、获取所述一次退锡液处理后和所述二次退锡液处理后的铜槽线重量，分别记为m1、m2和m3；
S5:将S4中获得的三种状态下铜槽线重量数据带入公式
Figure FDA0003081589060000011
中，通过重量变化计算出铜槽线加工率。
2.根据权利要求1所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，S1中镶嵌焊接工艺的焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min。
3.根据权利要求1或2所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，S3中一次退锡液处理所述铜槽线的方法包括：
A1:所述铜槽线浸泡退锡液中并搅拌处理1～2min，直至铜裸露；
A2:A1中搅拌处理后的所述铜槽线继续浸泡在退锡液中搅拌处理0.5～1.5min；
A3:清洗A2中搅拌处理后的所述铜槽线并烘干处理。
4.根据权利要求3所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，S3中二次退锡液处理所述铜槽线的方法包括：
B1:A3中烘干处理后的所述铜槽线浸泡退锡液中，并搅拌处理的时间与A2中处理的时间相同；
B2:清洗B1中搅拌处理后的所述铜槽线并烘干处理。
5.根据权利要求1所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，S2中通过线密度取样工装截取加工件。
6.根据权利要求1所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，铜槽线和镶嵌线取样为直线段。
7.根据权利要求1所述的获取超导线材铜槽线加工率的方法，其特征在于，所述铜槽线称重用器件的精度至少为10mg。
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