JP2569653B2 - ＮｂーＴｉ超電導線の製造方法 - Google Patents
ＮｂーＴｉ超電導線の製造方法Info
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- JP2569653B2 JP2569653B2 JP62319199A JP31919987A JP2569653B2 JP 2569653 B2 JP2569653 B2 JP 2569653B2 JP 62319199 A JP62319199 A JP 62319199A JP 31919987 A JP31919987 A JP 31919987A JP 2569653 B2 JP2569653 B2 JP 2569653B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加工の際の工数の削減を可能とし、銅比を
も低減可能な改良されたNb-Ti超電導線の製造方法に関
するものである。
も低減可能な改良されたNb-Ti超電導線の製造方法に関
するものである。
［従来の技術と問題点］ 超電導マグネット用線材として多方面にわたり実用化
されているCu/Nb-Ti極細多心超電導線（以下Nb-Ti超電
導線という）については、交流損失低減のために、Nb-T
iフィラメント径を10μｍ以下に極細化し多心化させよ
うという傾向にあり、今日ではフィラメント数において
2,000本を越えるNb-Ti超電導線もまれではなくなってい
る。
されているCu/Nb-Ti極細多心超電導線（以下Nb-Ti超電
導線という）については、交流損失低減のために、Nb-T
iフィラメント径を10μｍ以下に極細化し多心化させよ
うという傾向にあり、今日ではフィラメント数において
2,000本を越えるNb-Ti超電導線もまれではなくなってい
る。
このようにフィラメント径を極細化させるには、線径
および銅比を同一としフィレメントの本数を増大させれ
ばよい。
および銅比を同一としフィレメントの本数を増大させれ
ばよい。
しかして、2,000本以上といった多本数のフィラメン
ト数を有する超電導線材を製造する従来の方法は、第２
図に示すような工程がもっとも一般的であるが、このよ
うな方法によって単純にフィラメント数を増大させよう
としても、いくつかの問題点がある。
ト数を有する超電導線材を製造する従来の方法は、第２
図に示すような工程がもっとも一般的であるが、このよ
うな方法によって単純にフィラメント数を増大させよう
としても、いくつかの問題点がある。
すなわち、従来方法においては、第２図（イ）に示す
ようにNb-Ti合金インゴット１を高純度銅管２内に挿入
してシングルビレット10に組立てて押出し、縮径加工し
て同図（ロ）に示す銅２′を被覆したNb-Ti合金線１′
よりなる断面６角形状の単芯線11′を製造する。つい
で、同図（ハ）に示すように、前記単芯線11′,11′の
複数を太径銅管５内に挿入してマルチビレット10′に組
立て、押出しおよびマルチ伸線を行なって同図（ニ）に
示す断面６角形状のマルチ芯線11″に製造ずる。
ようにNb-Ti合金インゴット１を高純度銅管２内に挿入
してシングルビレット10に組立てて押出し、縮径加工し
て同図（ロ）に示す銅２′を被覆したNb-Ti合金線１′
よりなる断面６角形状の単芯線11′を製造する。つい
で、同図（ハ）に示すように、前記単芯線11′,11′の
複数を太径銅管５内に挿入してマルチビレット10′に組
立て、押出しおよびマルチ伸線を行なって同図（ニ）に
示す断面６角形状のマルチ芯線11″に製造ずる。
さらに、当該マルチ芯線11″,11″の複数を前記
（ハ）同様に太径銅管５内に挿入して同図（ホ）に示す
マルチ芯線ビレット10″に組立て、これを押出し後、伸
線加工、時効熱処理などを行なって、同図（ヘ）に示す
ような最終的線径を有するNb-Ti超電導線12′を得るも
のである。
（ハ）同様に太径銅管５内に挿入して同図（ホ）に示す
マルチ芯線ビレット10″に組立て、これを押出し後、伸
線加工、時効熱処理などを行なって、同図（ヘ）に示す
ような最終的線径を有するNb-Ti超電導線12′を得るも
のである。
しかし、上記によってわかるように、従来の製造方法
においてはシングルビレットの押出しをも含め押出し工
程が３回もあり、コストアップとなることは避けられな
い。しかし、押出しはその性質上、歩留りを悪くする加
工手段であり、その面でのロスも無視できない。
においてはシングルビレットの押出しをも含め押出し工
程が３回もあり、コストアップとなることは避けられな
い。しかし、押出しはその性質上、歩留りを悪くする加
工手段であり、その面でのロスも無視できない。
それならいっそのこと押出しをシングルビレット押出
しとマルチビレット押出しの２回だけにすればよいよう
に考えられるが、目標フィラメント数が2,000本以上と
もなるとそのような本数の単芯線を太径銅管内に挿入し
マルチビレットに組立てることはきわめて困難であり、
挿入した単芯線が銅管内で交叉してしまい、押出し後の
伸線加工の際に断線を生じ易くなり、実際上実現し難い
のである。ましてや本発明が製造目標としているフィラ
メント数5,000本以上といった数本の多心線ともなれ
ば、上記方法において押出回数を削減することは不可能
といってもよいものである。
しとマルチビレット押出しの２回だけにすればよいよう
に考えられるが、目標フィラメント数が2,000本以上と
もなるとそのような本数の単芯線を太径銅管内に挿入し
マルチビレットに組立てることはきわめて困難であり、
挿入した単芯線が銅管内で交叉してしまい、押出し後の
伸線加工の際に断線を生じ易くなり、実際上実現し難い
のである。ましてや本発明が製造目標としているフィラ
メント数5,000本以上といった数本の多心線ともなれ
ば、上記方法において押出回数を削減することは不可能
といってもよいものである。
さらに、上記の加工条件の問題に加え、従来方法では
伸線加工中における銅外被の割れを防止する意味から、
太径銅管の肉厚を大きくする必要があり、そのような太
径銅管を二度も被覆するために、Cu/Nb-Tiの断面積比に
おける銅比が必然的に大きくなり、銅比1.3以下の製品
を得ることはきわめて困難であるという問題もあった。
伸線加工中における銅外被の割れを防止する意味から、
太径銅管の肉厚を大きくする必要があり、そのような太
径銅管を二度も被覆するために、Cu/Nb-Tiの断面積比に
おける銅比が必然的に大きくなり、銅比1.3以下の製品
を得ることはきわめて困難であるという問題もあった。
［発明の目的］ 本発明は、上記したような従来技術の欠点を解消し、
フィラメント数が2,000ないし5,000本以上といった極細
多心のNb-Ti超電導線の製造工程において押出し工程を
従来方法よりも１回減らし得る上、銅比についても1.3
以下に止め得る新規なNb-Ti超電導線の製造方法を提供
しようとするものである。
フィラメント数が2,000ないし5,000本以上といった極細
多心のNb-Ti超電導線の製造工程において押出し工程を
従来方法よりも１回減らし得る上、銅比についても1.3
以下に止め得る新規なNb-Ti超電導線の製造方法を提供
しようとするものである。
［発明の概要］ すなわち、本発明の要旨とするところは、マルチビレ
ットを組立てるに際し、従来例におけるように単芯線の
すべてをバラのまま太径銅管内に挿入するのではなく、
少数グループを構成させるための例えば６角銅管内に小
分けして挿入し、この６角銅管を太径銅管内に挿入した
ものをマルチビレットとして押出しすることにあり、こ
のように６角銅管により小分けして挿入されることによ
り、全体の芯線の本数が2,000〜5,000以上とい多心数と
なっても、従来例のように芯線が太径銅管内で交叉した
りからみ合ったりするおそれが解消され、このために従
来例のようにマルチビレットを２回組立てることなく、
一回の組立てで所要のフィラメント数の極細超多心Nb-T
i超電導線を製造することを可能としたものである。
ットを組立てるに際し、従来例におけるように単芯線の
すべてをバラのまま太径銅管内に挿入するのではなく、
少数グループを構成させるための例えば６角銅管内に小
分けして挿入し、この６角銅管を太径銅管内に挿入した
ものをマルチビレットとして押出しすることにあり、こ
のように６角銅管により小分けして挿入されることによ
り、全体の芯線の本数が2,000〜5,000以上とい多心数と
なっても、従来例のように芯線が太径銅管内で交叉した
りからみ合ったりするおそれが解消され、このために従
来例のようにマルチビレットを２回組立てることなく、
一回の組立てで所要のフィラメント数の極細超多心Nb-T
i超電導線を製造することを可能としたものである。
［実施例］ 以下に、本発明について実施例に基いて説明する。
第１図は、本発明に係る製造方法によりNb-Ti超電導
線を製造する工程を示す説明図である。
線を製造する工程を示す説明図である。
第１図（イ）はすでに説明した従来例におけると同様
Nb-Ti合金インゴット１を銅管２に挿入したシングルビ
レット10の断面図を示すものである。
Nb-Ti合金インゴット１を銅管２に挿入したシングルビ
レット10の断面図を示すものである。
シングルビレット10は、従来例における同様押出しさ
れて縮径加工され、第１図（ロ）に示すように、銅被覆
２′されたNb-Ti合金線１′よりなる単芯線11に加工さ
れる。これら単芯線11,11は、所要長さに切断され小分
け用の銅管３内に所要本数ずつ小分けされて挿入され、
同図（ハ）に示すような小分け体20に構成される。本実
施例においては、小分け用の銅管として断面６角形状の
銅管を使用する例が示されているが、このような６角銅
管を使用すれば、つぎのマルチビレット30に組立てる際
に小分け体20,20のそれぞれがハニカム構造を構成し、
きわめてすぐれた充填率をもってマルチビレットに構成
できるからである。
れて縮径加工され、第１図（ロ）に示すように、銅被覆
２′されたNb-Ti合金線１′よりなる単芯線11に加工さ
れる。これら単芯線11,11は、所要長さに切断され小分
け用の銅管３内に所要本数ずつ小分けされて挿入され、
同図（ハ）に示すような小分け体20に構成される。本実
施例においては、小分け用の銅管として断面６角形状の
銅管を使用する例が示されているが、このような６角銅
管を使用すれば、つぎのマルチビレット30に組立てる際
に小分け体20,20のそれぞれがハニカム構造を構成し、
きわめてすぐれた充填率をもってマルチビレットに構成
できるからである。
しかし、この小分け体は、断面６角形状が好ましいが
必ず断面６角形状でなければならないというものではな
い。本発明における小分け体の本来の目的は、すでに説
明したようにフィラメント数が5,000本以上というよう
な多心数になる場合にこれを一度に太径銅管４の中に挿
入したのでは挿入心数が余りにも多く、挿入が困難であ
るばかりではなく、挿入された単芯線11,11が交叉しあ
るいはからまり合い、すでに説明したような断線を起こ
すおそれがあるため、かかる断線を防止するところにあ
り、そこに本発明の本質的特徴を有するものである。従
って、必要あらば円形銅管あるいはその他の多角形銅管
などを用いて小分け体20を構成してもよいことはいうま
でもない。
必ず断面６角形状でなければならないというものではな
い。本発明における小分け体の本来の目的は、すでに説
明したようにフィラメント数が5,000本以上というよう
な多心数になる場合にこれを一度に太径銅管４の中に挿
入したのでは挿入心数が余りにも多く、挿入が困難であ
るばかりではなく、挿入された単芯線11,11が交叉しあ
るいはからまり合い、すでに説明したような断線を起こ
すおそれがあるため、かかる断線を防止するところにあ
り、そこに本発明の本質的特徴を有するものである。従
って、必要あらば円形銅管あるいはその他の多角形銅管
などを用いて小分け体20を構成してもよいことはいうま
でもない。
上記のようにして、単芯線11,11を小分けした小分け
体20,20を形成せしめたら、フィラメント数が所要の本
数となり得るだけの数の小分け体20,20を所定太径銅管
４の中に挿入し、同図に示すマルチビレット30に組立て
る。以後、マルチビレット30を押出し、その後伸線ない
し時効熱処理等を行なって、同図（ホ）に示すような必
要外径を有するNb-Ti超電導線12に製造する。
体20,20を形成せしめたら、フィラメント数が所要の本
数となり得るだけの数の小分け体20,20を所定太径銅管
４の中に挿入し、同図に示すマルチビレット30に組立て
る。以後、マルチビレット30を押出し、その後伸線ない
し時効熱処理等を行なって、同図（ホ）に示すような必
要外径を有するNb-Ti超電導線12に製造する。
以上によって明らかなように、従来例においてはマル
チビレット10′およびマルチ伸線ビレット10″の２回の
ビレットの組立ておよび２回の押出加工を必要としたの
に対し、本発明に係る製造方法によれば、マルチビレッ
ト30の組立ては１回でよく、その押出し加工も１回で済
むものであって、押出工程を１回削減することを可能な
らしめたものである。また、小分け用の銅管は、きわめ
て薄肉なものでよいため、従来例の２回のマルチビレッ
ト組立てにおけるような必要以上ともいえる銅成分の付
加を低減でき、銅比を必要最小限のものとすることがで
きるというすぐれた効果をも発揮せしめ得るものであ
る。
チビレット10′およびマルチ伸線ビレット10″の２回の
ビレットの組立ておよび２回の押出加工を必要としたの
に対し、本発明に係る製造方法によれば、マルチビレッ
ト30の組立ては１回でよく、その押出し加工も１回で済
むものであって、押出工程を１回削減することを可能な
らしめたものである。また、小分け用の銅管は、きわめ
て薄肉なものでよいため、従来例の２回のマルチビレッ
ト組立てにおけるような必要以上ともいえる銅成分の付
加を低減でき、銅比を必要最小限のものとすることがで
きるというすぐれた効果をも発揮せしめ得るものであ
る。
なお、上記実施例において単芯線11の断面形状につい
ては、円形断面に構成した例を示したが、これを前記従
来例におけるように断面６角形状に構成しても何ら差支
えはなく、むしろそのように断面６角形状に構成するこ
とにより、小分け体内における心線11,11の充填率を向
上せしめ得るという、よりすぐれた効果を期待すること
ができるものである。
ては、円形断面に構成した例を示したが、これを前記従
来例におけるように断面６角形状に構成しても何ら差支
えはなく、むしろそのように断面６角形状に構成するこ
とにより、小分け体内における心線11,11の充填率を向
上せしめ得るという、よりすぐれた効果を期待すること
ができるものである。
一方、シングルビレット10を組立てる際にNb-Ti合金
１を直接銅管２内に挿入してもよいわけではあるが、Nb
-Ti合金と銅とが直接接していると熱処理の際にNb-Ti合
金のTiと銅とが反応を起こし易いという問題もあり、こ
れを防止するためにはシングルビレット10を組立てる際
にNb-Ti合金と銅との間にTa,NbあるいはＶなどをもって
なる拡散バリヤ層を介在設置せしめるのがよいのであっ
て、それにより、以後の伸線加工性を向上せしめること
ができる。
１を直接銅管２内に挿入してもよいわけではあるが、Nb
-Ti合金と銅とが直接接していると熱処理の際にNb-Ti合
金のTiと銅とが反応を起こし易いという問題もあり、こ
れを防止するためにはシングルビレット10を組立てる際
にNb-Ti合金と銅との間にTa,NbあるいはＶなどをもって
なる拡散バリヤ層を介在設置せしめるのがよいのであっ
て、それにより、以後の伸線加工性を向上せしめること
ができる。
実施例 銅被覆Nb-Ti合金のシングルビレットを押出・伸線加
工し、外径0.97mmの単芯線とした。これを950mmの長さ
に定尺に切断し、対辺距離10.00mm、肉厚0.2mmの６角銅
管に91本挿入組立てた。このようにして組立てられた６
角銅管をさらに外径155mm、肉厚8.5mmの太径銅管中に15
1本挿入組立て、先・後端にプラグを付け押出用マルチ
ビレットとした。このマルチビレットを押出し、さらに
引抜、時効熱処理、ツイスト加工を加えて外径0.81mmの
Nb-Ti超電導線とした。できあがった超電導線材は、フ
ィラメント径約4.7μｍ、フィラメント本数13,741本、
銅比1.15の極細多心構造であり、しかも従来方法によっ
たと同等以上の諸特性を有するものであった。
工し、外径0.97mmの単芯線とした。これを950mmの長さ
に定尺に切断し、対辺距離10.00mm、肉厚0.2mmの６角銅
管に91本挿入組立てた。このようにして組立てられた６
角銅管をさらに外径155mm、肉厚8.5mmの太径銅管中に15
1本挿入組立て、先・後端にプラグを付け押出用マルチ
ビレットとした。このマルチビレットを押出し、さらに
引抜、時効熱処理、ツイスト加工を加えて外径0.81mmの
Nb-Ti超電導線とした。できあがった超電導線材は、フ
ィラメント径約4.7μｍ、フィラメント本数13,741本、
銅比1.15の極細多心構造であり、しかも従来方法によっ
たと同等以上の諸特性を有するものであった。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る製造方法をもってすれば、
2,000〜5,000本以上という極細多心超電導線の製造にお
いて従来例におけるよりも押出し工程を１つ少なくで
き、それによって経済上のコストのみならず歩留りの向
上というすぐれた経済的メリットを発揮せしめ得るばか
りでなく、従来方法では不可能であった銅比1.3以下と
いう低銅比の超電導線も容易に製造可能となるなどNb-T
i超電導線に対する今後の要請に適確に適合せしめ得る
意義はまことに大きく、かかる意味において本発明は高
く評価さるべきものがある。
2,000〜5,000本以上という極細多心超電導線の製造にお
いて従来例におけるよりも押出し工程を１つ少なくで
き、それによって経済上のコストのみならず歩留りの向
上というすぐれた経済的メリットを発揮せしめ得るばか
りでなく、従来方法では不可能であった銅比1.3以下と
いう低銅比の超電導線も容易に製造可能となるなどNb-T
i超電導線に対する今後の要請に適確に適合せしめ得る
意義はまことに大きく、かかる意味において本発明は高
く評価さるべきものがある。
第１図は、本発明に係る製造方法を示す説明図、第２図
は従来の製造方法を示す説明図である。 1:Nb-Ti合金、2:銅管、3:小分け用銅管、4:太径銅管、1
0:シングルビレット、11:単芯線、12:Nb-Ti超電導線、2
0:小分け体、30:マルチビレット。
は従来の製造方法を示す説明図である。 1:Nb-Ti合金、2:銅管、3:小分け用銅管、4:太径銅管、1
0:シングルビレット、11:単芯線、12:Nb-Ti超電導線、2
0:小分け体、30:マルチビレット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 洋一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭63−187507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−274022（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】シングルビレットを押出し縮径加工した銅
被覆Nb-Ti合金単芯線の複数を小分け用の銅管内に挿入
して小分け体とし、その複数の単芯線が挿入されただけ
の小分け体の複数を太径銅管内に挿入してビレットを組
立て、これを押出し縮径加工するNb-Ti超電導線の製造
方法。 - 【請求項２】小分け用の銅管が断面６角形状である特許
請求の範囲第１項記載の製造方法。 - 【請求項３】単芯線を断面６角形状に構成する特許請求
の範囲第１または２項記載の製造方法。 - 【請求項４】シングルビレットを組立てる際にNb-Tiイ
ンゴットと被覆銅管の間にTa、NbあるいはＶ等よりなる
拡散バリヤ層を設置する特許請求の範囲第１項から３項
のいずれかに記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319199A JP2569653B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | ＮｂーＴｉ超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319199A JP2569653B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | ＮｂーＴｉ超電導線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161615A JPH01161615A (ja) | 1989-06-26 |
| JP2569653B2 true JP2569653B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=18107520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62319199A Expired - Lifetime JP2569653B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | ＮｂーＴｉ超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569653B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63187507A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-03 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 超電導線の製造方法 |
| JPS63274022A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 多心超電導線の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319199A patent/JP2569653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01161615A (ja) | 1989-06-26 |
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