JPH04329221A - 超電導線の製造方法 - Google Patents
超電導線の製造方法Info
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- JPH04329221A JPH04329221A JP3126753A JP12675391A JPH04329221A JP H04329221 A JPH04329221 A JP H04329221A JP 3126753 A JP3126753 A JP 3126753A JP 12675391 A JP12675391 A JP 12675391A JP H04329221 A JPH04329221 A JP H04329221A
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Wire Processing (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Cu被覆のNb−Ti
合金の超電導線の製造方法に関し、特に品質及び超電導
特性に優れたものである。
合金の超電導線の製造方法に関し、特に品質及び超電導
特性に優れたものである。
【0002】
【従来の技術】従来、Cu被覆Nb−Ti合金超電導線
を製造する場合は、先ずCu被覆管にNb−Ti合金丸
棒を挿入した次のような一次素線を製作する。即ち図1
に示すように断面が円形状のNb−Ti合金丸棒(1)
に内外周が共に円形状(2) のCu被覆部を被覆し
た一次素線か、又は図2に示すように外周が六角形状(
3) のCu被覆部を被覆した一次素線である。次にこ
の一次素線をCu(通常無酸素銅(OFC))管に複数
本挿入する。 このとき挿入する素線のCu被覆部の外側が円形状の場
合は、Cu管としてはその内側の断面形状が円形状のも
のを用い、又素線のCu被覆部の外側が六角形状の場合
は、Cu管としてはその内側の断面形状が六角形状のも
のを用いている。そしてこのようにCu管に一次素線を
多数挿入した後、これを熱間押出,冷間加工,焼なまし
を繰り返して所望の線径まで加工することによりCu被
覆Nb−Ti合金超電導線を製造している。
を製造する場合は、先ずCu被覆管にNb−Ti合金丸
棒を挿入した次のような一次素線を製作する。即ち図1
に示すように断面が円形状のNb−Ti合金丸棒(1)
に内外周が共に円形状(2) のCu被覆部を被覆し
た一次素線か、又は図2に示すように外周が六角形状(
3) のCu被覆部を被覆した一次素線である。次にこ
の一次素線をCu(通常無酸素銅(OFC))管に複数
本挿入する。 このとき挿入する素線のCu被覆部の外側が円形状の場
合は、Cu管としてはその内側の断面形状が円形状のも
のを用い、又素線のCu被覆部の外側が六角形状の場合
は、Cu管としてはその内側の断面形状が六角形状のも
のを用いている。そしてこのようにCu管に一次素線を
多数挿入した後、これを熱間押出,冷間加工,焼なまし
を繰り返して所望の線径まで加工することによりCu被
覆Nb−Ti合金超電導線を製造している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが近年超電導線
の特性に対する要求が厳しくなり、これに伴い最終製品
でのNb−Ti合金線フィラメントは極細多芯の傾向に
ある。そしてこのようにフィラメントの径が細くなるに
つれて、従来では問題とならなかったフィラメントの断
線の問題が発生してきた。
の特性に対する要求が厳しくなり、これに伴い最終製品
でのNb−Ti合金線フィラメントは極細多芯の傾向に
ある。そしてこのようにフィラメントの径が細くなるに
つれて、従来では問題とならなかったフィラメントの断
線の問題が発生してきた。
【0004】これは上記のように一次素線をCu管に複
数挿入後の熱間押出,冷間加工や焼なましを繰り返す加
工工程で、以下のような過程により発生するものと考え
られている。先ず一次素線となるCu被覆部の外側形状
が円形状の場合(図1の場合)は、この素線をCu管に
複数本詰めた際に既に一次素線間には空隙があるため、
上記加工工程でこの空隙部に一次素線の外側のCu被覆
部のCu材が均等に侵入せずに異常侵入を起こしたり、
Nb−Ti合金線部が異常変形を起こしたりする。そし
て減面加工が大きくなるに従ってある異常変形部の変形
が更に異常なものとなり、フィラメント断線に至る。さ
らに加工が進むと他の異常変形部のフィラントの断線が
次々に起こり、ついには超電導線の全体の断線となるた
め、所望の線径までの減面加工が不可能となってしまう
。
数挿入後の熱間押出,冷間加工や焼なましを繰り返す加
工工程で、以下のような過程により発生するものと考え
られている。先ず一次素線となるCu被覆部の外側形状
が円形状の場合(図1の場合)は、この素線をCu管に
複数本詰めた際に既に一次素線間には空隙があるため、
上記加工工程でこの空隙部に一次素線の外側のCu被覆
部のCu材が均等に侵入せずに異常侵入を起こしたり、
Nb−Ti合金線部が異常変形を起こしたりする。そし
て減面加工が大きくなるに従ってある異常変形部の変形
が更に異常なものとなり、フィラメント断線に至る。さ
らに加工が進むと他の異常変形部のフィラントの断線が
次々に起こり、ついには超電導線の全体の断線となるた
め、所望の線径までの減面加工が不可能となってしまう
。
【0005】次に一次素線となるCu被覆部の外側形状
が六角形状の場合(図2の場合)は、この素線をCu管
に複数本詰める際には素線間に空隙なく詰めることがで
きる。しかし上記と同様に減面加工を繰り返していくと
Nb−Ti合金線部が異常変形を起こしてしまい、さら
に減面加工が大きくなると異常変形部の形状変形も大き
くなり、断面減少の大きいフィラメントから順に断線し
てしまう。そして減面加工の引き抜き力に耐えられなく
なった時に超電導線全体の断線に至るので、所望の線径
までの加工が不可能となる。このように従来技術では超
電導線の所望の線径が得られる前に断線が発生するため
長尺条の製造が困難でコストアップの原因となり、さら
には製造不能となる場合もあった。
が六角形状の場合(図2の場合)は、この素線をCu管
に複数本詰める際には素線間に空隙なく詰めることがで
きる。しかし上記と同様に減面加工を繰り返していくと
Nb−Ti合金線部が異常変形を起こしてしまい、さら
に減面加工が大きくなると異常変形部の形状変形も大き
くなり、断面減少の大きいフィラメントから順に断線し
てしまう。そして減面加工の引き抜き力に耐えられなく
なった時に超電導線全体の断線に至るので、所望の線径
までの加工が不可能となる。このように従来技術では超
電導線の所望の線径が得られる前に断線が発生するため
長尺条の製造が困難でコストアップの原因となり、さら
には製造不能となる場合もあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、Cu被覆Nb−Ti合金線を製造する際の
断線を解消するために、Cu管に挿入する一次素線の製
造技術を改良したものである。
検討の結果、Cu被覆Nb−Ti合金線を製造する際の
断線を解消するために、Cu管に挿入する一次素線の製
造技術を改良したものである。
【0007】即ち本発明は、Cuを被覆したNb−Ti
合金芯線からなる複数本の一次素線をCu製の管に挿入
し、HIP加工,熱間押出の後冷間加工と中間焼鈍を繰
り返してNb−Ti合金超電導線を製造する方法におい
て、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のNb−Ti
合金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形とすると
共にCu被覆部の被覆率を10〜25%とすることを特
徴とするものである。この際、断面円形のNb−Ti合
金芯線に同心円形状にCuを被覆した後ダイス引き抜き
加工を施すか、または断面正六角形のNb−Ti合金芯
線にCuを押出し被覆してCu被覆部を正六角形とする
ことにより、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のN
b−Ti合金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形
とするのは有効である。
合金芯線からなる複数本の一次素線をCu製の管に挿入
し、HIP加工,熱間押出の後冷間加工と中間焼鈍を繰
り返してNb−Ti合金超電導線を製造する方法におい
て、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のNb−Ti
合金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形とすると
共にCu被覆部の被覆率を10〜25%とすることを特
徴とするものである。この際、断面円形のNb−Ti合
金芯線に同心円形状にCuを被覆した後ダイス引き抜き
加工を施すか、または断面正六角形のNb−Ti合金芯
線にCuを押出し被覆してCu被覆部を正六角形とする
ことにより、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のN
b−Ti合金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形
とするのは有効である。
【0008】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
。
。
【0009】(実施例1)Ti50%残部Nbからなる
Nb−Ti合金を消耗電極式アーク溶解炉で溶解して直
径 180mmのビレットを鋳造した。次にこのビレッ
トを直径 160mmに鍛造して5mm面削した後、厚
さ 1.5mmのNb板を1重巻きにし、その後外径
207mm×内径159mmの無酸素銅(OFC)管内
へ挿入し、しかる後この管の両端開口をOFC板で密封
して、 450℃にて1600〜1500kgf/cm
2 ×1時間の条件でHIP加工を施した。さらにその
後このビレットを外径 210mmに面削した後、該ビ
レットを 900℃で熱間押出して直径45mmのCu
被覆Nb−Ti合金の超電導一次素線とした。次にこの
一次素線をダイス引き抜き加工により直径 12.76
mm及び直径 14.50mmの母材線とし、次にこれ
ら母材線を、六角形状のダイスにて六角形の対辺の長さ
が 2.0mmの正六角一次素線となるまで1パス当た
りの減面率を14〜18%としたダイス引き抜き加工を
20回及び22回施した。図3に示すようにこれら正六
角一次素線の断面形状は芯線であるNb−Ti合金部(
4) 及び外側のCu被覆部(5) はともに正六角形
状である。
Nb−Ti合金を消耗電極式アーク溶解炉で溶解して直
径 180mmのビレットを鋳造した。次にこのビレッ
トを直径 160mmに鍛造して5mm面削した後、厚
さ 1.5mmのNb板を1重巻きにし、その後外径
207mm×内径159mmの無酸素銅(OFC)管内
へ挿入し、しかる後この管の両端開口をOFC板で密封
して、 450℃にて1600〜1500kgf/cm
2 ×1時間の条件でHIP加工を施した。さらにその
後このビレットを外径 210mmに面削した後、該ビ
レットを 900℃で熱間押出して直径45mmのCu
被覆Nb−Ti合金の超電導一次素線とした。次にこの
一次素線をダイス引き抜き加工により直径 12.76
mm及び直径 14.50mmの母材線とし、次にこれ
ら母材線を、六角形状のダイスにて六角形の対辺の長さ
が 2.0mmの正六角一次素線となるまで1パス当た
りの減面率を14〜18%としたダイス引き抜き加工を
20回及び22回施した。図3に示すようにこれら正六
角一次素線の断面形状は芯線であるNb−Ti合金部(
4) 及び外側のCu被覆部(5) はともに正六角形
状である。
【0010】このようにして得られた2種類のCu被覆
Nb−Ti合金正六角一次素線(6)を図4に示すよう
に外径 245mm×内径 179mmのOFC管(7
) に 757本挿入し、該OFC管(7) の内周と
正六角一次素線(6) との間隙にはOFCスペーサー
(8) を詰めてさらに両端開口をOFC板で蓋をして
密封した後、 450℃にて1600〜1500kgf
/cm2 ×1時間の条件でHIP加工を施した。その
後ビレット外削して直径 234mmとし、続いて 5
00℃にて直径75mmに熱間押出した。その後適宜中
間焼鈍を施しながら、それぞれ直径 0.528mmま
で引き抜き加工を行って本発明例1及び本発明例2のC
u被覆Nb−Ti合金超電導線を製造した。
Nb−Ti合金正六角一次素線(6)を図4に示すよう
に外径 245mm×内径 179mmのOFC管(7
) に 757本挿入し、該OFC管(7) の内周と
正六角一次素線(6) との間隙にはOFCスペーサー
(8) を詰めてさらに両端開口をOFC板で蓋をして
密封した後、 450℃にて1600〜1500kgf
/cm2 ×1時間の条件でHIP加工を施した。その
後ビレット外削して直径 234mmとし、続いて 5
00℃にて直径75mmに熱間押出した。その後適宜中
間焼鈍を施しながら、それぞれ直径 0.528mmま
で引き抜き加工を行って本発明例1及び本発明例2のC
u被覆Nb−Ti合金超電導線を製造した。
【0011】そして、これらについて上記引き抜き加工
中のフィラメントの断線回数と、これら超電導線の電流
密度Jc ( at 5T)を測定してこれらの結果を
表1に示した。さらに比較例として、芯線であるNb−
Ti合金部が正六角形でない(やや六角形)ものや丸形
のものを使用し、さらに母材線の径を表1のように種々
変え、従ってダイス引き抜き回数を変化させ、他の条件
は上記と同様としてそれぞれ直径 0.528mmのC
u被覆Nb−Ti合金超電導線を製造し、それぞれ上記
と同様に断線回数と電流密度を測定して表1に併記した
。
中のフィラメントの断線回数と、これら超電導線の電流
密度Jc ( at 5T)を測定してこれらの結果を
表1に示した。さらに比較例として、芯線であるNb−
Ti合金部が正六角形でない(やや六角形)ものや丸形
のものを使用し、さらに母材線の径を表1のように種々
変え、従ってダイス引き抜き回数を変化させ、他の条件
は上記と同様としてそれぞれ直径 0.528mmのC
u被覆Nb−Ti合金超電導線を製造し、それぞれ上記
と同様に断線回数と電流密度を測定して表1に併記した
。
【0012】
【表1】
【0013】表1によりCu被覆部と芯線であるNb−
Ti合金部が共に正六角形である本発明例による超電導
線はフィラメントの断線もなく、さらに電流密度も大き
いことが判る。これに対してCu被覆率は本発明の範囲
内であってもNb−Ti合金部が正六角形でない比較例
3〜6はいずれもフィラメント断線回数が多く、かつ電
流密度も小さいことが判る。
Ti合金部が共に正六角形である本発明例による超電導
線はフィラメントの断線もなく、さらに電流密度も大き
いことが判る。これに対してCu被覆率は本発明の範囲
内であってもNb−Ti合金部が正六角形でない比較例
3〜6はいずれもフィラメント断線回数が多く、かつ電
流密度も小さいことが判る。
【0014】(実施例2)実施例1と同様に、Ti50
%残部NbからなるNb−Ti合金を消耗電極式アーク
溶解炉で溶解して直径50mmのビレットを鋳造した。 次にこのビレットを直径45mmに鍛造して5mm面削
した後、熱間押出して断面六角形で対辺の長さが 2.
0mmの線材に押出した。そしてその直後に厚さ 0.
1mmのNbテープを上記線材に巻付けコイル状に巻取
ってCu被覆Nb−Ti合金用の芯線とした。次にこの
芯線を引き出してシュレーマン押出機に装入し、上記芯
線が軸方向に直線となるような張力を与えながら、この
芯線への下記被覆後の断面六角形の対辺長さが表2に示
す値となるようにOFCを被覆押出して、6種類のCu
被覆Nb−Ti合金六角線を製造した。なおこのときO
FCの被覆率を表2に示す。次にこれら六角線を六角形
状の引き抜きダイスを用いて、引き抜き加工により六角
形の対辺を 2.0mmの正六角一次素線となるまで加
工した。この一次素線の断面形状は図3に示すように芯
材であるNb−Ti合金部(4) 及び外側のCu被覆
部(5) は共に正六角形状である。
%残部NbからなるNb−Ti合金を消耗電極式アーク
溶解炉で溶解して直径50mmのビレットを鋳造した。 次にこのビレットを直径45mmに鍛造して5mm面削
した後、熱間押出して断面六角形で対辺の長さが 2.
0mmの線材に押出した。そしてその直後に厚さ 0.
1mmのNbテープを上記線材に巻付けコイル状に巻取
ってCu被覆Nb−Ti合金用の芯線とした。次にこの
芯線を引き出してシュレーマン押出機に装入し、上記芯
線が軸方向に直線となるような張力を与えながら、この
芯線への下記被覆後の断面六角形の対辺長さが表2に示
す値となるようにOFCを被覆押出して、6種類のCu
被覆Nb−Ti合金六角線を製造した。なおこのときO
FCの被覆率を表2に示す。次にこれら六角線を六角形
状の引き抜きダイスを用いて、引き抜き加工により六角
形の対辺を 2.0mmの正六角一次素線となるまで加
工した。この一次素線の断面形状は図3に示すように芯
材であるNb−Ti合金部(4) 及び外側のCu被覆
部(5) は共に正六角形状である。
【0015】このように得られたCu被覆Nb−Ti合
金正六角一次素線(6) を図4に示すように外径 2
45mm×内径 179mmのOFC管(6) に 7
57本挿入し、かつOFCスペーサー(8) を詰めて
両端開口を密封した後、実施例1と同じ方法で直径 0
.528mmまで引き抜き加工を施して本発明例7及び
8、さらに比較例9〜12のCu被覆Nb−Ti合金超
電導線を製造した。そして、これらについて上記引き抜
き加工中のフィラメントの断線回数と、これら超電導線
の電流密度Jc ( at 5T)を測定してこれらの
結果を表2に併記した。
金正六角一次素線(6) を図4に示すように外径 2
45mm×内径 179mmのOFC管(6) に 7
57本挿入し、かつOFCスペーサー(8) を詰めて
両端開口を密封した後、実施例1と同じ方法で直径 0
.528mmまで引き抜き加工を施して本発明例7及び
8、さらに比較例9〜12のCu被覆Nb−Ti合金超
電導線を製造した。そして、これらについて上記引き抜
き加工中のフィラメントの断線回数と、これら超電導線
の電流密度Jc ( at 5T)を測定してこれらの
結果を表2に併記した。
【0016】
【表2】
【0017】表2より一次素線のCu被覆部とNb−T
i合金部とが共に正六角形で且つCu被覆部の被覆率が
本発明の範囲内である本発明例7及び8では引き抜き加
工中のフィラメントの断線が無く、さらに電流密度も大
きい。これに対して一次素線のCu被覆部とNb−Ti
合金部とが共に正六角形ではあるが、Cu被覆部の被覆
率が本発明の範囲未満の比較例9ではフィラメントの断
線があり、他方被覆率が本発明範囲を越える比較例10
〜12では電流密度が小さくなってしまうことが判る。
i合金部とが共に正六角形で且つCu被覆部の被覆率が
本発明の範囲内である本発明例7及び8では引き抜き加
工中のフィラメントの断線が無く、さらに電流密度も大
きい。これに対して一次素線のCu被覆部とNb−Ti
合金部とが共に正六角形ではあるが、Cu被覆部の被覆
率が本発明の範囲未満の比較例9ではフィラメントの断
線があり、他方被覆率が本発明範囲を越える比較例10
〜12では電流密度が小さくなってしまうことが判る。
【0018】
【発明の効果】このように本発明によれば、一次素線の
Cu被覆部と芯材であるNb−Ti合金部の断面形状を
共に正六角形とし、かつCuの被覆率を所定の範囲とす
ることで、フィラメント断線が無くなり、しかも超電導
特性を向上させることができるのでNb−Ti合金超電
導線を低コストで製造できる等工業上顕著な効果を奏す
るものである。
Cu被覆部と芯材であるNb−Ti合金部の断面形状を
共に正六角形とし、かつCuの被覆率を所定の範囲とす
ることで、フィラメント断線が無くなり、しかも超電導
特性を向上させることができるのでNb−Ti合金超電
導線を低コストで製造できる等工業上顕著な効果を奏す
るものである。
【図1】Cu被覆Nb−Ti合金一次素線の従来例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】Cu被覆Nb−Ti合金一次素線の他の従来例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】本発明のCu被覆Nb−Ti合金正六角一次素
線を示す断面図である。
線を示す断面図である。
【図4】複数のCu被覆Nb−Ti合金一次素線をOF
C管に挿入した状態を示す説明図である。
C管に挿入した状態を示す説明図である。
1 Nb−Ti合金丸棒
2 円形Cu被覆部
3 外周六角形Cu被覆部
4 断面正六角形Nb−Ti合金部
5 内外周正六角形Cu被覆部
6 Cu被覆Nb−Ti合金正六角形一次素線7
OFC管 8 OFCスペーサー
OFC管 8 OFCスペーサー
Claims (3)
- 【請求項1】 Cuを被覆したNb−Ti合金芯線か
らなる複数本の一次素線をCu製の管に挿入し、HIP
加工,熱間押出の後冷間加工と中間焼鈍を繰り返してN
b−Ti合金超電導線を製造する方法において、Cu製
の管に挿入する直前の一次素線のNb−Ti合金部とC
u被覆部の断面形状を共に正六角形とすると共にCu被
覆部の被覆率を10〜25%とすることを特徴とする超
電導線の製造方法。 - 【請求項2】 断面円形のNb−Ti合金芯線に同心
円形状にCuを被覆した後ダイス引き抜き加工を施して
、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のNb−Ti合
金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形とする請求
項1記載の超電導線の製造方法。 - 【請求項3】 断面正六角形のNb−Ti合金芯線に
Cuを押出し被覆してCu被覆部を正六角形とすること
により、Cu製の管に挿入する直前の一次素線のNb−
Ti合金部とCu被覆部の断面形状を共に正六角形とす
る請求項1記載の超電導線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3126753A JPH04329221A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 超電導線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3126753A JPH04329221A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 超電導線の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04329221A true JPH04329221A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14943068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3126753A Pending JPH04329221A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 超電導線の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04329221A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007000875A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 金属面の接合方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3126753A patent/JPH04329221A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007000875A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 金属面の接合方法 |
JP4533254B2 (ja) * | 2005-06-21 | 2010-09-01 | 株式会社日立製作所 | 金属面の接合方法 |
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