JPH09120722A - 金属系超電導線材の製造方法 - Google Patents

金属系超電導線材の製造方法

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JPH09120722A
JPH09120722A JP7277699A JP27769995A JPH09120722A JP H09120722 A JPH09120722 A JP H09120722A JP 7277699 A JP7277699 A JP 7277699A JP 27769995 A JP27769995 A JP 27769995A JP H09120722 A JPH09120722 A JP H09120722A
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JP
Japan
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wire
billet
extrusion
superconducting
diameter
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Application number
JP7277699A
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English (en)
Inventor
Shuji Sakai
修二 酒井
Yasumutsu Nagai
康睦 永井
Muneo Kodaira
宗男 小平
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストダウンと歩留りの向上に限界があり、
断面積比におけるCuの割合が多い。 【解決手段】 超電導フィラメントを第1の被覆管で被
覆してから押出縮径して複合線20を形成し、複数本の
複合線20を部分的に接合して超電導集合体22を形成
し、複数の超電導集合体22を第2の被覆管で被覆して
押出用ビレット23を形成し、押出用ビレット23を押
出縮径するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属系超電導線材の
製造方法に関し、特に、製品の品質を低下させずに押出
工数を減らして、コストダウンと歩留りの向上を図ると
共に、断面積比におけるCuの割合を低減した金属系超
電導線材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】超電導マグネット用線材として多方面に
実用化されている金属系極細多芯超電導線は、Nb−T
i合金系、Nb3 Sn化合物系の何れの線材において
も、交流損失低減のために、超電導フィラメントの径を
10μm以下に超極細化し、多芯化させようという傾向
にあり、今日では2000本を越えるものも稀ではな
く、5000本を超えるものの要望もでている。
【0003】通常、フィラメント径の極細化を図る場合
には、線径、及び銅比を同一とし、単純にフィラメント
の本数を増大させることが一般的になっている。
【0004】図3の(a)〜(f) には、上記した一般的な
製造方法が示されている。この金属系極細多芯超電導線
の製造方法は、まず、図3の(a) に示すように、Nb−
Ti合金インゴット1を高純度のCu被覆管2内に挿入
して、シングルビレット3を組み立てた後、シングルビ
レット3を縮径加工して、図3の(b) に示すような断面
六角形状の単芯線4とする。次いで、図3の(c) に示す
ように、複数の単芯線4を太径Cu管5内に挿入してマ
ルチビレット6を組み立て、更に、このマルチビレット
6を押出し伸線して、図3の(d) に示すような断面六角
形状のマルチ芯線7とする。この後、図3の(e) に示す
ように、複数のマルチ芯線7を太径Cu管8内に挿入し
てマルチ芯線ビレット9を組み立てた後、このマルチ芯
線ビレット9を押出し、更に伸線加工や時効熱処理を行
って、図3の(f) に示すようなNb−Ti超電導線10
とするものである。
【0005】しかし、上記のように単純にフィラメント
数を増大させようとすると、シングルビレットの押出し
も含めて、押出しを3回も行う必要があり、コストアッ
プになるばかりでなく、押出加工の性質上、歩留りを悪
くするという問題が生じる。
【0006】このため、シングルビレットの押出しとマ
ルチビレットの押出しの2回の押出しで所要のフィラメ
ント数の超電導線を製造すれば良いが、目標フィラメン
ト本数が2000本以上ともなると、そのような単芯線
を太径Cu管に挿入してマルチビレットに組み立てるこ
とは極めて困難であり、挿入した単芯線がCu管の内部
で交差して、押出後の伸線加工の際に断線が生じ易くな
る等、実際には実現し難い。ましてやフィラメント数が
5000本以上といった極細多芯超電導線ともなれば、
上記製造方法から押出工程を減らすことは不可能といっ
てもよい。
【0007】また、上記した製造方法は、伸線加工中に
おけるCu外被の割れを防止するために、太径Cu管の
肉厚を大きくする必要があり、そのような太径Cu管を
2度も被覆するために、Cu/Nb−Tiの断面積比に
おけるCuの割合が必然的に多くなり、Cu比1.3以
下の製品を得ることが極めて困難であるという問題もあ
る。
【0008】そこで、上記した押出しや、銅比の問題を
解決するために、図4の(a)〜(e)に示す金属系極細多芯
超電導線の製造方法が提案されている。この金属系極細
多芯超電導線の製造方法は、まず、図4の(a) に示すよ
うに、Nb−Ti合金インゴット11を高純度のCu被
覆管12内に挿入して、シングルビレット13を組み立
てた後、シングルビレット13を縮径加工して、図4の
(b) に示すような単芯線14とする。次いで、図4の
(c) に示すように、複数の単芯線14を六角形状のCu
管15に所要本数小分けして収容して、複数の小分け体
16を準備し、更に、図4の(d) に示すように、複数の
小分け体16を太径Cu管17内に挿入してマルチビレ
ット18を組み立てた後、このマルチビレット18を押
し出し、更に伸線加工や時効熱処理等を行って図4の
(e) に示すようなNb−Ti超電導線19とするもので
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、提案されてい
る従来の金属系超電導線材の製造方法によると、押出工
数を減らしつつ単芯線の交差を防ぐことができると共に
Cu比の問題も解消できるが、太径Cu管内における充
填率が小さいため、押出後の断面が乱れて、製品の品質
を低下させることがある。
【0010】従って、本発明の目的は製品の品質を低下
させずに押出工数を減らして、コストダウンと歩留りの
向上を図ると共に、断面積比におけるCuの割合を低減
することができる金属系超電導線材の製造方法を提供す
ることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、製品の品質を低下させずに押出工数を減らしてコス
トダウンと歩留りの向上を図ると共に、断面積比におけ
るCuの割合を低減するため、超電導フィラメントを第
1の被覆管で被覆してから押出縮径して複合線を形成
し、複数本の複合線を部分的に接合して超電導集合体を
形成し、複数の超電導集合体を第2の被覆管で被覆して
押出用ビレットを形成し、押出用ビレットを押出縮径す
るようにした金属系超電導線材の製造方法を提供するも
のである。
【0012】ここで、上記第1、及び第2の被覆管はC
uより構成されることが好ましく、上記複合線はCu/
Nb/Nb−Ti,Cu/Ta/Nb−Ti,Cu/V
/Nb−Ti,Cu−Ni/Nb/Nb−Ti,Cu−
Ni/Ta/Nb−Ti,Cu−Ni/V/Nb−T
i,Cu−Ni−Mn/Nb/Nb−Ti,Cu−Ni
−Mn/Ta/Nb−Ti,Cu−Ni−Mn/V/N
b−Ti,Cu/Nb−Ti,Cu−Ni/Nb−T
i,Cu−Ni−Mn/Nb−Ti,Cu−Sn/N
b,Cu−Sn/Nb−Ta,Cu−Sn−Ti/N
b,Cu−Sn−Ti/Nb−Ta,Cu,Cu−Ni
/Cu,Cu−Ni−Mn/Cu,Cu−Sn/Ta/
Cu,Cu−Sn−Ti/Ta/Cu,Cu−Sn/V
/Cu,Cu−Sn−Ti/V/Cuより構成されるこ
とが好ましい。
【0013】更に、上記複合線の部分的な接合は、電気
Cuめっき接合法、レーザービーム又は電子ビーム接合
等によって行うことが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の金属系超電導線材
の製造方法について、添付図面を参照しながら詳細に説
明する。
【0015】本発明の第1の実施の形態の金属系超電導
線材の製造方法は、まず、Nb−Ti合金インゴットの
超電導フィラメントをCu被覆管で被覆してシングルビ
レットとし、このシングルビレットを押出・伸線加工し
て、対辺距離1.77mmの断面六角形の単芯線を形成
する。
【0016】次に、この単芯線を長さ950mmに定尺
切断し、切断した単芯線を、図1に示すように、19本
集束すると共に、その両端部と中央部における単芯線2
0間において外側のCu被覆をホウ弗化Cu溶液を用い
た電気めっき法、又はアルゴンガスを吹き付けたレーザ
ー溶接法によって接合し、接合部21で一体化された超
電導集合体22を形成する。
【0017】この後、図2に示すように、内径142.
5mm、外径166.6mmの太径Cu管23に超電導
集合体22を241組収容して、押出用マルチビレット
24を形成する。
【0018】最後に、押出用マルチビレット24を押出
縮径し、更に、引抜、時効熱処理、ツイスト加工等を施
して外径0.65mmのNb−Ti超電導線とした。こ
のようにして得たNb−Ti超電導線は、フィラメント
径が約6μm、フィラメント本数が5500本、銅比が
1.15になっていた。
【0019】このように本発明の金属系超電導線材の製
造方法によると、極細多芯線をシングルビレットの押出
しとマルチビレットの押出しの2回の押出しで製造でき
るため、コストダウンと歩留りの向上を図ることができ
る。しかも、複数本の単芯線を電気めっき法やレーザー
溶接法で部分的に接合しているため、極細多芯線の製造
で押出工数を低減しても単芯線の交差を防ぐことができ
る。また、太径Cu管による被覆が1度で済むため、断
面積比におけるCuの割合を少なくすることができる。
更に、太径Cu管内に単芯線を高い充填率で収容させる
ことができるため、製品の品質を低下させることがな
い。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の金属系超電
導線材の製造方法によると、超電導フィラメントを第1
の被覆管で被覆してから押出縮径して複合線を形成し、
複数本の複合線を部分的に接合して超電導集合体を形成
し、複数の超電導集合体を第2の被覆管で被覆して押出
用ビレットを形成し、押出用ビレットを押出縮径するよ
うにしたため、製品の品質を低下させずに押出工数を減
らして、コストダウンと歩留りの向上を図ると共に断面
積比における銅の割合を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す一製造工程を
示す説明図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の一製造工程を示す
説明図。
【図3】従来の金属系超電導線材の製造方法を示す説明
図。
【図4】従来の金属系超電導線材の製造方法を示す説明
図。
【符号の説明】 1 Nb−Ti合金インゴット 2 Cu被覆管 3 シングルビレット 4 単芯線 5 太径Cu管 6 マルチビレット 7 マルチ芯線 8 太径Cu管 9 マルチ芯線ビレット 10 Nb−Ti超電導線 11 Nb−Ti合金インゴット 12 Cu被覆管 13 シングルビレット 14 単芯線 15 Cu管 16 小分け体 17 太径Cu管 18 マルチビレット 19 Nb−TI超電導線 20 単芯線 21 接合部 22 超電導集合体 23 太径Cu管 24 マルチビレット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超電導フィラメントを第1の被覆管で被
    覆してから押出縮径して複合線を形成し、 複数本の前記複合線を部分的に接合して超電導集合体を
    形成し、 複数の前記超電導集合体を第2の被覆管で被覆して押出
    用ビレットを形成し、 前記押出用ビレットを押出縮径して、金属系超電導線材
    とすることを特徴とする金属系超電導線材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1、及び第2の被覆管をCuより
    構成し、 前記複合線をCu/Nb/Nb−Ti,Cu/Ta/N
    b−Ti,Cu/V/Nb−Ti,Cu−Ni/Nb/
    Nb−Ti,Cu−Ni/Ta/Nb−Ti,Cu−N
    i/V/Nb−Ti,Cu−Ni−Mn/Nb/Nb−
    Ti,Cu−Ni−Mn/Ta/Nb−Ti,Cu−N
    i−Mn/V/Nb−Ti,Cu/Nb−Ti,Cu−
    Ni/Nb−Ti,Cu−Ni−Mn/Nb−Ti,C
    u−Sn/Nb,Cu−Sn/Nb−Ta,Cu−Sn
    −Ti/Nb,Cu−Sn−Ti/Nb−Ta,Cu,
    Cu−Ni/Cu,Cu−Ni−Mn/Cu,Cu−S
    n/Ta/Cu,Cu−Sn−Ti/Ta/Cu,Cu
    −Sn/V/Cu,Cu−Sn−Ti/V/Cuより構
    成する請求項1の金属系超電導線材の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記複合線の部分的な接合は、電気Cu
    めっき接合法、レーザービーム又は電子ビーム接合等に
    よって行う請求項1の金属系超電導線材の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142301A (zh) * 2010-12-30 2011-08-03 西部超导材料科技有限公司 一种300~1000芯复合超导坯料组装方法
CN109926582A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 中国科学院福建物质结构研究所 一种医用钛铌合金制品的制备方法

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