RU2666752C1 - High-strength wire and method of its production - Google Patents
High-strength wire and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666752C1 RU2666752C1 RU2017104293A RU2017104293A RU2666752C1 RU 2666752 C1 RU2666752 C1 RU 2666752C1 RU 2017104293 A RU2017104293 A RU 2017104293A RU 2017104293 A RU2017104293 A RU 2017104293A RU 2666752 C1 RU2666752 C1 RU 2666752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- diameter
- strength
- wire
- alloy
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 172
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 170
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 170
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 31
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 74
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 58
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 39
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 26
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 17
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 14
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 13
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910017827 Cu—Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000952 Be alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017532 Cu-Be Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/14—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the fibres or filaments
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и электротехнике и может быть использовано при получении высокопрочных электрических проводников (далее - проводов) c электропроводностью близкой к электропроводности медных проводов, предназначенных, в частности, для применения в кабельных и проводниковых изделиях, работающих в особо тяжелых условиях, связанных с высокими механическими, в том числе циклическими, нагрузками растяжения и изгиба и воздействием повышенных температур, например для нефтепогружных или геодезических кабелей. Данные провода также особенно перспективны для применения в качестве обмоточных проводов магнитных систем с предельно высоким уровнем создаваемого электромагнитного поля для технологий, которые получают все большее распространение при производстве импульсных спектрометров для научных целей, используемых в областях фармацевтики и медицины, а также высокоэффективных устройств электромагнитной штамповки в машиностроении.The invention relates to metallurgy and electrical engineering and can be used to obtain high-strength electrical conductors (hereinafter referred to as wires) with electrical conductivity close to the electrical conductivity of copper wires, intended, in particular, for use in cable and conductor products operating in especially difficult conditions associated with high mechanical, including cyclic, tensile and bending loads and exposure to elevated temperatures, for example, for oil immersion or geodetic cables. These wires are also particularly promising for use as winding wires of magnetic systems with an extremely high level of created electromagnetic field for technologies that are becoming more widespread in the production of pulsed spectrometers for scientific purposes used in the fields of pharmaceuticals and medicine, as well as highly efficient electromagnetic stamping devices in mechanical engineering.
Известны конструкции и способы получения проводов с повышенными прочностными свойствами, которые реализуются на основе использования однофазных низколегированных сплавов на основе меди, таких как, например, Cu-0,1% Ag [Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. М.: Машиностроение, 2004, 336 с.]. В таких проводах повышение механической прочности (σв - временное сопротивление разрыву при растяжении) достигается путем модификации микроструктуры посредством пластической холодной деформации методами обработки металлов давлением, что сопровождается введением большого количества линейных дефектов в виде краевых и винтовых дислокаций вплоть до достижения их плотности 1010-1012 см-1. При этом прочность малолегированных сплавов составляет 250-400 МПа. Известно техническое решение (патент KR 1020060044189), в котором предложен высокопрочный низколегированный медный сплав, содержащий в масс. % от 0,08 до 0,20% Sn, от 0,06 до 0,20% Р, от 0,06 до 0,20% Mg, который после термообработки 500°С в течение 1 часа демонстрирует прочность до 610 МПа.Known designs and methods for producing wires with increased strength properties, which are implemented based on the use of single-phase low-alloy copper-based alloys, such as, for example, Cu-0.1% Ag [Osintsev O.E., Fedorov V.N. Copper and copper alloys. M .: Engineering, 2004, 336 p.]. In such wires, an increase in mechanical strength (σ in is the temporary tensile strength under tension) is achieved by modifying the microstructure by means of cold plastic deformation by metal forming methods, which is accompanied by the introduction of a large number of linear defects in the form of edge and screw dislocations up to their density 10 10 - 10 12 cm -1 . The strength of low alloy alloys is 250-400 MPa. A technical solution is known (patent KR 1020060044189), in which a high-strength low-alloy copper alloy containing in mass is proposed. % from 0.08 to 0.20% Sn, from 0.06 to 0.20% P, from 0.06 to 0.20% Mg, which after heat treatment at 500 ° C for 1 hour shows a strength of up to 610 MPa.
Однако, микроструктура однофазных низколегированных медных сплавов термодинамически нестабильна и, под воздействием относительно невысоких температур, равных температуре процессов возврата в сильно деформированных медных славах (150-200°С), имеет место значительное снижение плотности дислокаций и, как следствие, уменьшение механической прочности [Лайнер Д.И., Малышева Л.А., Лунева В.И. и др. Металловедение медных деформируемых сплавов, М.: Металлургия, 1973].However, the microstructure of single-phase low-alloyed copper alloys is thermodynamically unstable and, under the influence of relatively low temperatures, equal to the temperature of the return processes in highly deformed copper alloys (150-200 ° С), there is a significant decrease in the dislocation density and, as a result, a decrease in mechanical strength [Liner D.I., Malysheva L.A., Luneva V.I. and other Metallurgy of copper wrought alloys, M .: Metallurgy, 1973].
Известны также конструкции и способы получения высокопрочных деформируемых медных сплавов, в которых повышение механической прочности достигается путем введения в состав матричного сплава дисперсных выделений интерметаллических, либо оксидных частиц. Так, в известном техническом решении (патент CN 103352140) приведен состав сплава на основе меди (в масс. %): Si - 1-1,2%, Mg - 0,2-0,3%, V - 0,02-0,04%, Ti - 0,01-0,02%, Mn - 0,06-0,08%, Lu - 0,025%, Y - 0,05-0,07%, Cu - остальное. Для достижения высоких прочностных свойств проводят выплавку слитка, затем деформацию и термообработку старения, в процессе которой и происходит выделение в твердом растворе на основе меди мелкодисперсных упрочняющих частиц. Известно (JPH03162553] техническое решение, в соответствии с которым получают слиток сплава на основе меди, содержащий в масс. %, от 0,4 до 4,0% Ni, от 0,1 до 1,0% Si и примесные элементы Fe, Mg, Al, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Pb, Cd, In, Ag и P, суммарная концентрация которых ограничивается интервалом от 0,001 до 2,0 масс. %. Слиток сплава подвергают термообработке при температуре более 700°С для перевода легирующих компонентов в твердый раствор, проводят деформацию заготовки прокаткой, после чего проводят термообработку старения в температурном интервале от 300°С до 700°С.Also known are designs and methods for producing high-strength deformable copper alloys in which an increase in mechanical strength is achieved by introducing dispersed precipitates of intermetallic or oxide particles into the composition of the matrix alloy. So, in the well-known technical solution (patent CN 103352140) the composition of the copper-based alloy is given (in mass%): Si - 1-1.2%, Mg - 0.2-0.3%, V - 0.02- 0.04%, Ti - 0.01-0.02%, Mn - 0.06-0.08%, Lu - 0.025%, Y - 0.05-0.07%, Cu - the rest. To achieve high strength properties, the ingot is smelted, then the deformation and heat treatment of aging are carried out, during which finely dispersed reinforcing particles are released in a solid solution based on copper. It is known (JPH03162553] a technical solution according to which a copper-based alloy ingot is obtained, containing in mass%, from 0.4 to 4.0% Ni, from 0.1 to 1.0% Si and impurity elements Fe, Mg, Al, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Pb, Cd, In, Ag and P, the total concentration of which is limited to the interval from 0.001 to 2.0 wt.%. The ingot is subjected to heat treatment at a temperature of more than 700 ° C for the transfer of alloying components into a solid solution, the workpiece is deformed by rolling, and then the heat treatment of aging is carried out in the temperature range from 300 ° C to 700 ° C.
Известны также конструкция и способ получения дисперсионнотвердеющего высокопрочного проводника, в частности, применяемого для производства контактных соединителей, выполненного из сплава меди с 2% бериллия [Берман С.И. Меднобериллиевые сплавы, их свойства, применение и обработка. - М.: Металлургия, 1966], в котором сплав получают методом вакуумной плавки, слиток подвергают закалке с формированием пересыщенного твердого раствора, проводят последующие операции пластической деформации в закаленном состоянии и термообработку -старение. Получаемый готовый проводник содержит в матричной меди высокодисперсные (менее 1 мкм) выделения второй фазы в виде Cu-Ве хрупкого интерметаллического соединения. Величина предела прочности провода достигает значений 800-950 МПа. Однако удельное электросопротивление этого сплава составляет 0,1 Ом*мм2/м (17% IACS), что примерно в 6 раз превышает электросопротивление электротехнической меди. Кроме того, бериллий является токсичным элементом, что затрудняет и удорожает технологические процессы получения сплавов.Also known are the design and method for producing a dispersion hardening high-strength conductor, in particular, used for the production of contact connectors made of an alloy of copper with 2% beryllium [Berman S.I. Copper beryllium alloys, their properties, application and processing. - M .: Metallurgy, 1966], in which the alloy is obtained by vacuum smelting, the ingot is quenched with the formation of a supersaturated solid solution, subsequent plastic deformation is carried out in the quenched state, and heat treatment is aged. The resulting finished conductor contains finely dispersed (less than 1 μm) second phase precipitates in matrix copper in the form of a Cu-Be brittle intermetallic compound. The value of the tensile strength of the wire reaches values of 800-950 MPa. However, the specific electrical resistance of this alloy is 0.1 Ohm * mm 2 / m (17% IACS), which is about 6 times higher than the electrical resistance of electrical copper. In addition, beryllium is a toxic element, which complicates and increases the cost of technological processes for producing alloys.
Провода, полученные в соответствии с описанными выше технологиями, как правило, имеют следующее сочетание свойств прочности и электропроводности: временное сопротивление при растяжении в диапазоне 300 МПа - 800 МПа при электропроводности в диапазоне 20-60% IACS (IACS - Международный стандарт отожженной меди, где 100% IACS=1,7241 μΩ*см). Однако, высокопрочные дисперсноупрочненные провода на основе меди характеризуются более низкими значениями усталостной прочности и имеют более низкую стойкость к деформации изгиба. Это связано с тем, что внутри пластичной матрицы распределены хрупкие, некогерентно связанные с матрицей, включения интерметаллических соединений. Данные включения являются концентраторами напряжений в проводе, что приводит к зарождению микротрещин на границах раздела упрочняющих интерметаллических выделений и матричной меди и к последующему разрушению провода. Появление трещин наиболее часто инициируется в областях провода, расположенных на поверхности.Wires obtained in accordance with the technologies described above, as a rule, have the following combination of strength and electrical conductivity properties: tensile strength in the range of 300 MPa - 800 MPa with electrical conductivity in the range of 20-60% IACS (IACS - International Standard of Annealed Copper, where 100% IACS = 1.7241 μΩ * cm). However, high-strength dispersion-strengthened copper-based wires are characterized by lower fatigue strengths and lower resistance to bending deformation. This is due to the fact that fragile, incoherently connected with the matrix, inclusions of intermetallic compounds are distributed inside the plastic matrix. These inclusions are stress concentrators in the wire, which leads to the initiation of microcracks at the interfaces of reinforcing intermetallic precipitates and matrix copper and to subsequent destruction of the wire. Cracking is most often initiated in areas of the wire located on the surface.
Для улучшения стойкости провода к изгибным деформациям путем снижения вероятности зарождения микротрещин в поверхностных слоях были предложены композиционные провода. В данных технических решениях общим является выполнение периферийной части провода из меди или низколегированного сплава на основе меди.To improve the resistance of the wire to bending deformations by reducing the likelihood of microcrack nucleation in the surface layers, composite wires have been proposed. In these technical solutions, it is common to carry out the peripheral part of the wire from copper or a low alloy copper-based alloy.
При этом прочностные свойства композиционного провода рассчитываются по правилу аддитивности в соответствии с формулой:In this case, the strength properties of the composite wire are calculated according to the additivity rule in accordance with the formula:
σв(comp)=σв(с)*Vc+σв(о)*(1-Vc)σ in (comp) = σ in (s) * V c + σ in (o) * (1-V c )
где σв(comp) - предел прочности композиционного провода,where σ in (comp) is the tensile strength of the composite wire,
σв(с) - предел прочности высокопрочного компонента провода,σ in (s) is the tensile strength of the high-strength component of the wire,
σв(о) - предел прочности оболочки провода,σ in (o) is the tensile strength of the wire sheath,
Vc - объемная доля высокопрочного компонента провода.V c is the volume fraction of the high strength component of the wire.
Известна конструкция композиционного высокопрочного, высокоэлектропроводного провода, содержащего сердечник из медного сплава и наружный слой из высокочистой бескислородной меди [CN 102420024 (А)]. Наружный слой высокочистой меди формируют методом электролитического осаждения. Высокопрочный дисперсионнотвердеющий медный сплав состоит из 0,5-0,8% Mg, 0,6-0,9% Ni, 0,2-0,4% Si, 0,1-0,2% Zr и остальное Cu. Наличие в периферийной части провода слоя чистой меди улучшает способность к изгибу данного проводника, однако полностью не устраняет принципиально присущий дисперсионнотвердеющим сплавам недостаток, связанный с наличием внутри пластичной медной матрицы некогерентно связанных с ней хрупких оксидных или интерметаллических включений. Кроме того, применение электролиза для нанесения наружного слоя чистой меди приводит к возможности формирования пористости в данном слое, а также к затруднению при дальнейшей пластической деформации провода волочением ввиду дендритного характера электролитически осажденного слоя меди.A known construction of a composite high-strength, high-conductivity wire containing a core of a copper alloy and an outer layer of high-purity oxygen-free copper [CN 102420024 (A)]. The outer layer of high-purity copper is formed by electrolytic deposition. High strength dispersion hardening copper alloy consists of 0.5-0.8% Mg, 0.6-0.9% Ni, 0.2-0.4% Si, 0.1-0.2% Zr and the rest Cu. The presence of a layer of pure copper in the peripheral part of the wire improves the bending ability of this conductor, however, it does not completely eliminate the disadvantage inherent in dispersion hardening alloys related to the presence of brittle oxide or intermetallic inclusions incoherently connected with it inside the plastic copper matrix. In addition, the use of electrolysis for applying the outer layer of pure copper leads to the possibility of formation of porosity in this layer, as well as to difficulties in further plastic deformation of the wire by drawing due to the dendritic nature of the electrolytically deposited copper layer.
Известна также конструкция композиционного высокопрочного провода, которая содержит продольно расположенный сердечник из высокоэлектропроводной меди, размещенный в оболочке из высокопрочного деформируемого сплава, например из стали [H. Jones and М. Van Cleemput "Copper stainless steel macrocomposite conductor" in "High Magnetic Fields: applications, generation, materials" ed. by H. Schneider-Muntau, World Scientific Publishing Co, 1997, pp. 499-510]. Величина предела прочности такого провода, содержащего сердечник из бескислородной электротехнической меди в оболочке из высокопрочной стали аустенитного класса марки SS304, составляет 850 МПа, а усредненная по сечению электропроводность составляет 60% от электропроводности чистой меди. Недостатком данного проводника является трудность формирования электрических контактов с проводником, что связано с тем, что наружный слой проводника выполнен из материала, обладающего низкой электропроводностью.Also known is the construction of a composite high-strength wire, which contains a longitudinally arranged core of high-conductivity copper, placed in a shell of a high-strength wrought alloy, for example, steel [H. Jones and M. Van Cleemput "Copper stainless steel macrocomposite conductor" in "High Magnetic Fields: applications, generation, materials" ed. by H. Schneider-Muntau, World Scientific Publishing Co, 1997, pp. 499-510]. The tensile strength of such a wire containing an oxygen-free electrical copper core in a sheath made of SS304 austenitic grade high-strength steel is 850 MPa, and the conductivity averaged over the cross section is 60% of the conductivity of pure copper. The disadvantage of this conductor is the difficulty of forming electrical contacts with the conductor, due to the fact that the outer layer of the conductor is made of a material having low electrical conductivity.
Известны композиционные высокопрочные провода с достаточно высокой электропроводностью, которые выполнены из матричного материала с высокой электропроводностью, обычно - высокочистой меди, в которой равномерно распределены продольно ориентированные сверхмелкодисперсные дискретные волокна из хорошо деформируемого материала, не взаимодействующего с медью с образованием каких-либо интерметаллических соединений. В качестве материала волокон могут быть использованы Nb, Та, Cr, Fe, V [J. Bevk, James P. Harbison, Joseph L. Bell. Anomalous increase in strength of in situ formed Cu-Nb multifllamentary composites. J. Appl. Phys., v. 49 (12), 1978, p. 6031-6038; W. Spitzig, P. Krotz. A comparison of the strength and microstructure of heavily cold worked Cu-20% Nb composites formed by different melting procedures. Scripta Metallurgica, v. 21(8), 1987]. В этих работах экспериментально установлено, что для достижения высоких значений прочности, существенно превышающих значения прочности, рассчитанные по правилу смеси, необходимо, чтобы размер волокон составлял в поперечном сечении 20-50 нм. При выполнении данного условия предел прочности такого проводника достигает величин 800 МПа для системы Cu-Fe и 2000 МПа для системы Cu-Nb.Composite high-strength wires with a sufficiently high electrical conductivity are known, which are made of a matrix material with high electrical conductivity, usually high-purity copper, in which longitudinally oriented ultrafine dispersed fibers of a well-deformed material that are not interacting with copper with the formation of any intermetallic compounds are uniformly distributed. As the material of the fibers can be used Nb, Ta, Cr, Fe, V [J. Bevk, James P. Harbison, Joseph L. Bell. Anomalous increase in strength of in situ formed Cu-Nb multifllamentary composites. J. Appl. Phys., V. 49 (12), 1978, p. 6031-6038; W. Spitzig, P. Krotz. A comparison of the strength and microstructure of heavily cold worked Cu-20% Nb composites formed by different melting procedures. Scripta Metallurgica, v. 21 (8), 1987]. In these works, it was experimentally established that in order to achieve high strength values significantly exceeding the strength values calculated according to the rule of the mixture, it is necessary that the fiber size in the cross section be 20-50 nm. Under this condition, the tensile strength of such a conductor reaches 800 MPa for the Cu-Fe system and 2000 MPa for the Cu-Nb system.
При этом электропроводность данного типа проводников имеет недостаточно высокие значения в интервале от 30 до 60% от электропроводности чистой меди, что сильно сужает возможности применения таких высокопрочных проводников в электротехнике. Кроме того, такие проводники имеют низкую технологичность, так как отсутствие внешней оболочки приводит к тому, что волокна из упрочняющего материала выходят на поверхность проводника, что приводит к различной адгезии к смазочным материалам, используемым в процессе получения провода методом пластической деформации. Это приводит к обрывам провода при его изготовлении и повышает склонность к коррозии, что снижает надежность использования таких проводов в ответственных изделиях электротехники и электроники. Кроме того, композиционные высокопрочные проводники из Cu-Та или Cu-V имеют высокую стоимость.Moreover, the electrical conductivity of this type of conductors is not high enough in the range from 30 to 60% of the conductivity of pure copper, which greatly reduces the possibility of using such high-strength conductors in electrical engineering. In addition, such conductors have low manufacturability, since the absence of an outer shell leads to the fact that the fibers from the reinforcing material extend to the surface of the conductor, which leads to different adhesion to the lubricants used in the process of obtaining a wire by plastic deformation. This leads to wire breaks during its manufacture and increases the tendency to corrosion, which reduces the reliability of the use of such wires in critical products of electrical engineering and electronics. In addition, Cu-Ta or Cu-V composite high-strength conductors have a high cost.
Известен способ получения композитного провода в виде волокнистого материала Cu-Nb [патент US 4378330]. В данном способе проводится плавление сплава Си с (15-60) масс. % Nb в тигле из оксида циркония, стабилизированного иттрием, оксида иттрия или оксида тория в инертной атмосфере (высокочистом аргоне) при температуре от 1850°С до 1880°С в течение времени от 5 минут до 15 минут. Расплав затем выливают в медную водоохлаждаемую изложницу и проводят направленную кристаллизацию с донной части слитка. При этом формируется in situ композит, содержащий дендритные выделения ниобия, равномерно распределенные в медной матрице. Затем слиток деформируют ковкой и волочением.A known method of producing a composite wire in the form of a fibrous material Cu-Nb [patent US 4378330]. In this method, the alloy of Cu is melted with (15-60) mass. % Nb in a crucible made of yttrium stabilized zirconia, yttrium oxide or thorium oxide in an inert atmosphere (high purity argon) at a temperature of from 1850 ° C to 1880 ° C for a period of 5 minutes to 15 minutes. The melt is then poured into a water-cooled copper mold and directed crystallization is carried out from the bottom of the ingot. In this case, an in situ composite is formed containing dendritic niobium precipitates uniformly distributed in the copper matrix. Then the ingot is deformed by forging and drawing.
Недостатком известного метода является высокая технологическая трудность проведения плавки крупномасштабных слитков сплава, имеющего высокую температуру плавления, в керамических тиглях большого объема и высокая вероятность загрязнения сплава в результате контакта с материалом тигля при температурах более 1850°С.A disadvantage of the known method is the high technological difficulty of melting large-scale alloy ingots having a high melting point in large volume ceramic crucibles and the high probability of alloy contamination as a result of contact with the crucible material at temperatures above 1850 ° C.
Известны технические решения [US 5043025А и WO 2003074746 А1] в которых предложен способ получения волокнистых композиционных проводников Cu-Fe и Cu-Nb, в котором для устранения технологических трудностей изготовления слитков сплавов методом вакуумной плавки в керамических тиглях применяют метод порошковой металлургии для формирования исходной заготовки Cu-Fe [US 5043025А] или Cu-Nb [WO 2003074746 А1]. При получении провода Cu-Nb [WO 2003074746 A1] материал провода представляет собой сплав меди с содержанием ниобия от 0,1 до 50 атомных %, причем ниобий находится в медной матрице либо в виде частиц диаметром 5-100 нм, либо в виде волокон диаметром 5-100 нм и длиной, более чем в 4 раза превышающей их диаметр. Согласно предложенному способу исходные порошки меди и ниобия совместно перемешивают и размалывают в шаровой мельнице, после чего формируют заготовку, деформируют ее и подвергают как минимум одной термообработке при температуре более 500°С. Процесс размола выполняют при температуре от -196°С до -10°С, а емкость, в которой проводится размол, охлаждается жидким азотом или этанолом, при этом происходит механоактивация части порошка, с достижением принудительного растворения ниобия в решетке меди. Данный способ позволяет получить сплав с электропроводностью в интервале 50-80% IACS и пределом прочности в интервале 1200-2000 МПа.Known technical solutions [US 5043025A and WO 2003074746 A1] in which a method for producing fiber composite conductors Cu-Fe and Cu-Nb is proposed, in which, to eliminate the technological difficulties of manufacturing alloy ingots by vacuum melting in ceramic crucibles, the powder metallurgy method is used to form the initial billet Cu-Fe [US 5043025A] or Cu-Nb [WO 2003074746 A1]. Upon receipt of the Cu-Nb wire [WO 2003074746 A1], the wire material is a copper alloy with a niobium content of 0.1 to 50 atomic%, the niobium being in the copper matrix either in the form of particles with a diameter of 5-100 nm or in the form of fibers with a diameter 5-100 nm and a length of more than 4 times their diameter. According to the proposed method, the initial powders of copper and niobium are mixed together and ground in a ball mill, after which they form a preform, deform it and undergo at least one heat treatment at a temperature of more than 500 ° C. The grinding process is carried out at a temperature of from -196 ° С to -10 ° С, and the container in which the grinding is carried out is cooled with liquid nitrogen or ethanol, and a part of the powder is mechanically activated, with the achievement of the forced dissolution of niobium in the copper lattice. This method allows to obtain an alloy with electrical conductivity in the range of 50-80% IACS and tensile strength in the range of 1200-2000 MPa.
Основными недостатками способа являются присущие порошковой технологии высокая себестоимость и трудность сохранения высокой чистоты по газовым примесям исходных порошков, вследствие высокой склонности ниобия к окислению. Повышенная концентрация газовых примесей, в частности кислорода, приводит к низкой технологичности и высокой обрывности провода при его деформации волочением.The main disadvantages of the method are the inherent powder technology high cost and the difficulty of maintaining high purity by gas impurities of the starting powders, due to the high tendency of niobium to oxidize. The increased concentration of gas impurities, in particular oxygen, leads to low manufacturability and high breakage of the wire when it is deformed by drawing.
Частично недостатки изобретения, описанного в заявке WO 2003074746 А1, связанные с технологическими трудностями вакуумной плавки слитков сплава Cu-Nb в керамических тиглях, решены в заявке US 2013/0319723 А1, в которой описан композиционный высокопрочный волокнистый Cu-Nb проводник и способ его получения. Проводник представляет собой композитный провод, состоящий из медной оболочки и сердцевины из большого числа (несколько десятков миллионов) единичных композитных волокон. Каждое композитное волокно состоит из трех труб, последовательно надетых на стержень. Внешняя труба, которая является оболочкой единичного композитного волокна, выполнена из меди, вторая труба выполнена из металла (не образующего твердого раствора с медью), третья труба выполнена из меди, а стержень выполнен из металла (не образующего твердого раствора с медью). Таким образом, для системы Cu-Nb единичное композитное волокно представляет собой ниобиевое волокно цилиндрической формы, окруженное медью, которая в свою очередь окружена трубным ниобиевым волокном, которое окружено внешней медной оболочкой. Способ получения этого композитного провода включает изготовление исходной заготовки единичного композитного волокна из трех труб и стержня, деформацию заготовки на меньший диаметр с использованием общеизвестных методов термомеханической обработки, и дальнейшей разрезки на нужное количество элементов (М). Из полученных элементов и медного чехла делают следующую композиционную заготовку (уже многоволоконную), также деформируют композиционную заготовку на меньший диаметр с использованием общеизвестных методов термомеханической обработки и режут ее на нужное количество элементов. Процесс повторяют нужное число раз (N) и в результате получают проводник, состоящий из не менее чем одной медной оболочки и сердцевины из большого числа (MN) единичных композитных волокон диаметром до нескольких десятков нанометров.Partially, the disadvantages of the invention described in WO2003074746 A1, associated with the technological difficulties of vacuum smelting Cu-Nb alloy ingots in ceramic crucibles, are solved in US 2013/0319723 A1, which describes a composite high-strength Cu-Nb fiber conductor and method for its preparation. A conductor is a composite wire consisting of a copper sheath and a core of a large number (several tens of millions) of single composite fibers. Each composite fiber consists of three pipes, sequentially worn on the rod. The outer pipe, which is the shell of a single composite fiber, is made of copper, the second pipe is made of metal (not forming a solid solution with copper), the third pipe is made of copper, and the rod is made of metal (not forming a solid solution with copper). Thus, for the Cu-Nb system, a single composite fiber is a cylindrical niobium fiber surrounded by copper, which in turn is surrounded by a tubular niobium fiber, which is surrounded by an outer copper sheath. A method of obtaining this composite wire includes the manufacture of an initial preform of a single composite fiber from three pipes and a rod, deformation of the preform into a smaller diameter using well-known methods of thermomechanical processing, and further cutting into the desired number of elements (M). The following composite billet (already multi-fiber) is made from the obtained elements and a copper case, the composite billet is also deformed to a smaller diameter using well-known methods of thermomechanical processing and cut into the desired number of elements. The process is repeated as many times as necessary (N) and as a result a conductor is obtained consisting of at least one copper sheath and a core of a large number (M N ) of single composite fibers with a diameter of up to several tens of nanometers.
В качестве общеизвестных методов термомеханической обработки авторы патента указывают дегазацию заготовок до горячего прессования при температурах 200°С или 400°С в вакууме, горячее прессование заготовок, для которого они определяют температуру нагрева заготовок (700°С), и волочение заготовок. В качестве реальных значений количества элементов (М) для многоволоконных заготовок авторы дают значение 85, а для реальных значений количества многоволоконных сборок (N)-4. Таким образом, данный способ является частным примером способа получения композитов «сборка-деформация», в приводимом авторами варианте получения проводника количество единичных композитных волокон (MN) превышает значение 52,2 миллиона. Размеры поперечных сечений Nb стержней или трубок в проводах составляют 50-200 нм. Достигаемая прочность проводов, приведенная в описании патента, составляет величину порядка 1000 МПа.As well-known methods of thermomechanical processing, the authors of the patent indicate the degassing of preforms before hot pressing at temperatures of 200 ° C or 400 ° C in vacuum, hot pressing of preforms for which they determine the heating temperature of the preforms (700 ° C), and drawing of the preforms. As real values of the number of elements (M) for multi-fiber preforms, the authors give a value of 85, and for real values of the number of multi-fiber assemblies (N) -4. Thus, this method is a particular example of the method of producing composites "Assembly-deformation", in the version of the conductor obtained by the authors, the number of single composite fibers (M N ) exceeds 52.2 million. The cross-sectional dimensions of Nb rods or tubes in the wires are 50-200 nm. The achieved wire strength given in the patent description is of the order of 1000 MPa.
Недостатком способа является высокая себестоимость, связанная с очень длинной технологической цепочкой, включающей как минимум 4 цикла сборки составных заготовок, аргонодуговой и/или электронно-лучевой заварки заготовок в вакуумной камере, дегазационного отжига в вакуумной печи, горячего прессования, многостадийного волочения, химического травления поверхности прутков, медной оболочки и медных крышек перед сборкой заготовки. Высокая вероятность обрывности при деформации волочением такого провода в ходе длительного технологического процесса приводит к низким значениям выхода в годное и, как следствие, к высокой себестоимости процесса изготовления провода.The disadvantage of this method is the high cost associated with a very long process chain, including at least 4 cycles of assembly of composite blanks, argon-arc and / or electron beam welding of blanks in a vacuum chamber, degassing annealing in a vacuum furnace, hot pressing, multi-stage drawing, chemical etching of the surface rods, copper sheath and copper covers before assembling the workpiece. The high probability of breakage during deformation by drawing such a wire during a long technological process leads to low yield and, as a result, to a high cost of the process of manufacturing the wire.
Недостатком материала является сложность конструкции проводника, а также многостадийность процесса получения проводника, который предполагает получение трубных и прутковых полуфабрикатов различных типоразмеров, проведение многократных серий операций химического травления компонентов, вакуумной дегазации, сборки композиционных заготовок, аргонодуговой и электроннолучевой сварки композиционных заготовок, экструзии и волочения. При этом, микроструктура волокон ниобия (в виде стержней и трубок) не оптимальна. Это объясняется тем, что наибольшая прочность в композиционных материалах упрочненных продольно расположенными волокнами достигается при форме сечения волокон в виде вытянутых овалов или лент. При плотной упаковке таких волокон жесткость композитов повышается в несколько раз, по сравнению с таковой для круглых волокон [Ванин Г.А., Махутов Н.Л. - в кн. Актуальность проблемы механики деформируемого твердого тела. Часть 1. Алма-Ата, 1991, с. 173-192].The lack of material is the complexity of the conductor design, as well as the multi-stage process of producing a conductor, which involves the production of tube and bar semi-finished products of various sizes, conducting multiple series of operations for chemical etching of components, vacuum degassing, assembly of composite billets, argon-arc and electron beam welding of composite billets, extrusion and drawing. Moreover, the microstructure of niobium fibers (in the form of rods and tubes) is not optimal. This is due to the fact that the greatest strength in composite materials reinforced with longitudinally arranged fibers is achieved when the cross-sectional shape of the fibers is in the form of elongated ovals or ribbons. With the tight packing of such fibers, the stiffness of the composites increases several times, compared with that for round fibers [Vanin GA, Makhutov NL - in the book. Relevance of the problem of mechanics of a deformable solid. Part 1. Alma-Ata, 1991, p. 173-192].
Известна конструкция композиционного высокопрочного высокоэлектропроводного проводника, содержащего, по крайней мере, один высокопрочный продольно расположенный элемент, содержащий равномерно распределенные по сечению высокопрочного элемента вытянутые вдоль продольной оси провода волокна ленточного сечения из металла или сплава на основе этого металла, не образующего с медью интерметаллических соединений, причем толщина ленточного волокна находится в интервале 20-1000 нм, а расстояние между волокнами в поперечном сечении высокопрочного элемента составляет 10-1000 нм и наружную металлическую оболочку, выполненную из меди или сплава на основе меди или стали и имеет толщину 10-20 мкм [патент РФ 2074424]. Это техническое решение принято за прототип.A known construction of a composite high-strength high-conductive conductor containing at least one high-strength longitudinally located element containing uniformly distributed over the cross-section of a high-strength element elongated along the longitudinal axis of the wire is a ribbon of metal or metal alloy based on this metal, which does not form intermetallic compounds with copper, moreover, the thickness of the tape fiber is in the range of 20-1000 nm, and the distance between the fibers in the cross section is high strength the element is 10-1000 nm and the outer metal shell made of copper or an alloy based on copper or steel and has a thickness of 10-20 microns [RF patent 2074424]. This technical solution is taken as a prototype.
Недостаток этого технического решения в том, что конструкция композиционного провода, не обеспечивает достижения максимально возможного сочетания механической прочности и электропроводности.The disadvantage of this technical solution is that the design of the composite wire does not ensure the achievement of the maximum possible combination of mechanical strength and electrical conductivity.
Задачей настоящего изобретения является повышение механической прочности композиционного провода при сохранении высокой электропроводности в широком диапазоне заданного сочетания свойств прочность-электропроводность для проводов широкого диапазона сечений в интервале от 300 мм2 до 0,0007 мм2. Кроме того задача изобретения состоит в снижении трудоемкости процесса изготовления Cu-Nb провода за счет уменьшения обрывности в процессе деформации волочением.The objective of the present invention is to increase the mechanical strength of the composite wire while maintaining high electrical conductivity in a wide range of a given combination of strength-conductivity properties for wires of a wide range of cross-sections in the range from 300 mm 2 to 0,0007 mm 2 . In addition, the objective of the invention is to reduce the complexity of the manufacturing process of Cu-Nb wire by reducing breakage in the process of drawing by drawing.
Технический результат, достигаемый с помощью изобретения, заключается в создании Cu-Nb нанокомпозиционных проводов с площадью поперечного сечения от 300 мм2 до 0,0007 мм20 и с заранее заданным сочетанием свойств прочности -электропроводности в диапазоне от 600 МПа при 40% IACS до 2200 МПа при 90% IACS.The technical result achieved by the invention is to create Cu-Nb nanocomposite wires with a cross-sectional area of 300 mm 2 to 0,0007 mm 20 and with a predetermined combination of properties of electrical conductivity in the range from 600 MPa at 40% IACS to 2200 MPa at 90% IACS.
В соответствии с изобретением высокопрочный провод с повышенной электропроводностью на основе меди содержит, по крайней мере, один продольно расположенный высокопрочный элемент в наружной оболочке из меди или сплава на основе меди. Высокопрочный элемент содержит медную матрицу и равномерно распределенные по сечению вытянутые вдоль продольной оси провода волокна ленточного сечения. Волокна выполнены из ниобия или сплава на основе ниобия, не образующего с медью интерметаллических соединений. Толщина ленточных волокон не превышает 1000 нм, а расстояние между волокнами в поперечном сечении высокопрочного элемента составляет 10-1000 нм.In accordance with the invention, a high-strength wire with increased electrical conductivity based on copper contains at least one longitudinally located high-strength element in an outer sheath of copper or a copper-based alloy. The high-strength element contains a copper matrix and ribbon fibers that are uniformly distributed over the cross section elongated along the longitudinal axis of the wire. The fibers are made of niobium or an alloy based on niobium, which does not form intermetallic compounds with copper. The thickness of the tape fibers does not exceed 1000 nm, and the distance between the fibers in the cross section of the high-strength element is 10-1000 nm.
Волокна ленточного сечения в поперечном сечении имеют форму ленты, при отношении толщины и ширины поперечного сечения волокон в интервале от 0,03 до 0,25. Толщина волокна задана в интервале от 5 до 400 нм, а длина волокон превышает ширину ленточного волокна не менее чем в 30 раз. Направление аксиальной текстуры волокон <110> параллельно направлению аксиальной текстуры матрицы <111>.The fibers of the tape section in the cross section are in the form of a tape, with the ratio of the thickness and width of the cross section of the fibers in the range from 0.03 to 0.25. The fiber thickness is set in the range from 5 to 400 nm, and the fiber length exceeds the width of the tape fiber by at least 30 times. The direction of the axial texture of the fibers <110> is parallel to the direction of the axial texture of the matrix <111>.
Частные варианты выполнения проводника характеризуются следующими параметрами. Волокна высокопрочного, продольно расположенного элемента провода выполнены из ниобия или сплава на его основе, причем объемная доля волокон составляет от 0,05 до 0,25. Отношение толщины оболочки из меди или сплава на основе меди к диаметру провода составляет от 0,02 до 0,15.Private embodiments of the conductor are characterized by the following parameters. The fibers of a high-strength, longitudinally located wire element are made of niobium or an alloy based on it, and the volume fraction of fibers is from 0.05 to 0.25. The ratio of the thickness of the shell of copper or an alloy based on copper to the diameter of the wire is from 0.02 to 0.15.
Поставленная задача решается также с помощью применения нового способа. Заявляемый способ получения высокопрочного провода с указанными выше характеристиками включает следующие операции:The problem is also solved by applying the new method. The inventive method of obtaining a high-strength wire with the above characteristics includes the following operations:
- материал для высокопрочного элемента получают вакуумной дуговой плавкой с расходуемым электродом,- material for a high-strength element is obtained by vacuum arc melting with a consumable electrode,
- формируют композиционную заготовку путем размещения полученного слитка в цилиндрическую трубу, выполненную из меди или сплава на основе меди,- form a composite billet by placing the resulting ingot in a cylindrical pipe made of copper or an alloy based on copper,
- деформируют композиционную заготовку прессованием с вытяжкой более 2,- deform the composite billet by pressing with a hood more than 2,
- прессованный пруток деформируют волочением до конечного диаметра провода,- the pressed rod is deformed by drawing to a final wire diameter,
- в процессе волочения проводят, по крайней мере, одну термообработку при температуре превышающей температуру рекристаллизации ниобия или сплава на его основе в течение времени 1-10 часов и проводят, по крайней мере, одну термообработку при 250-550°С в течение 0,5-5 часов.- in the process of drawing, at least one heat treatment is carried out at a temperature exceeding the temperature of recrystallization of niobium or an alloy based on it for a period of 1-10 hours and at least one heat treatment is carried out at 250-550 ° C for 0.5 -5 o'clock.
В соответствии с частным вариантом осуществления способа в процессе волочения проводят, по крайней мере, одну термообработку при 700-800°С в течение 1-5 часов и, по крайней мере, одну термообработку при 300-500°С в течение 0,5-3 часов.In accordance with a particular embodiment of the method, at least one heat treatment at 700-800 ° C for 1-5 hours and at least one heat treatment at 300-500 ° C for 0.5- 3 hours.
В заявляемом изобретении технический результат достигается формированием особой структуры высокопрочного Cu-Nb сердечника, в котором объемная доля Nb составляет от 5 до 25%. Материал сердечника выполняется в виде ниобиевых волокон ленточного типа, которые равномерно распределены в медной матрице. Причем размеры волокон ленточной формы характеризуются следующими соотношениями:In the claimed invention, the technical result is achieved by the formation of a special structure of a high-strength Cu-Nb core, in which the volume fraction of Nb is from 5 to 25%. The core material is made in the form of tape-type niobium fibers, which are evenly distributed in the copper matrix. Moreover, the dimensions of the ribbon-shaped fibers are characterized by the following relationships:
толщина составляет от 5 до 400 нм, отношение толщины к ширине от 0,03 до 0,25; длина волокон превышает ширину ленточного волокна не менее, чем в 30 раз.the thickness is from 5 to 400 nm, the ratio of thickness to width is from 0.03 to 0.25; the length of the fibers exceeds the width of the tape fiber by at least 30 times.
Высокопрочный высокоэлектропроводный материал сердечника с такой структурой имеет высокое значение поверхности межфазных границ между матрицей и волокнами, а также характеризуется высокой дисперсностью структуры с расстоянием между ниобиевыми волокнами в интервале 40÷1000 нм.High-strength high-conductivity core material with such a structure has a high surface value of the interface between the matrix and the fibers, and is also characterized by a high dispersion of the structure with a distance between niobium fibers in the range of 40-1000 nm.
Такая структура сердечника позволяет обеспечить прочность материала в интервале 600÷2200 МПа при комнатной температуре при сохранении его высокой электропроводности.Such a core structure allows to ensure the strength of the material in the range 600 ÷ 2200 MPa at room temperature while maintaining its high electrical conductivity.
Выбор предельного значения содержания Nb для материала сердечника высокопрочного провода обусловлен тем, что при его содержании менее 5 объемных процентов не достигается эффект аномально высокого повышения механической прочности провода, а при объемном содержании волокон превышающем 25 процентов имеет место резкое снижение технологичности процессов получения провода, выражающееся в массовых обрывах.The choice of the limiting value of the Nb content for the core material of a high-strength wire is due to the fact that when it contains less than 5 volume percent, the effect of an anomalously high increase in the mechanical strength of the wire is not achieved, and when the volume content of the fibers exceeds 25 percent, there is a sharp decrease in the manufacturability of the processes for producing wire mass cliffs.
Приведенная выше совокупность существенных признаков изобретения раскрывает его сущность, которая выражается, в частности, в особенностях структуры сердечника и конструкции высокопрочного провода из нанокомпозиционного материала на основе системы Cu-Nb, а также особенности технологии изготовления этого провода.The above set of essential features of the invention reveals its essence, which is expressed, in particular, in the structural features of the core and the construction of high-strength wire from nanocomposite material based on the Cu-Nb system, as well as the features of the manufacturing technology of this wire.
Изобретение поясняется конкретными примерами осуществления способа.The invention is illustrated by specific examples of the method.
В качестве основных исходных материалов для изготовления предложенных проводов использовали медь марок М00б и М00к (ГОСТ 859-2001) и ниобий марки НБ-1 (ГОСТ 16099-80). При изготовлении провода исходный Cu-Nb материал получают в виде слитка, и в процессе дальнейшей обработки из него получают готовый провод пластической деформацией прессованием и последующим волочением с промежуточными термообработками. Способ получения высокопрочного высокоэлектропроводного Cu-Nb провода включает следующие основные операции:As the main starting materials for the manufacture of the proposed wires used copper grades M00 b and M00 k (GOST 859-2001) and niobium grade NB-1 (GOST 16099-80). In the manufacture of the wire, the initial Cu-Nb material is obtained in the form of an ingot, and in the course of further processing, a finished wire is obtained from it by plastic deformation by pressing and subsequent drawing with intermediate heat treatments. The method of obtaining high-strength high-conductivity Cu-Nb wire includes the following basic operations:
- получение слитка сплава Cu-Nb методом вакуумной плавки с расходуемым электродом,- obtaining an alloy bar Cu-Nb by vacuum melting with a consumable electrode,
- формирование цилиндрической заготовки проводника, содержащей сердечник из сплава Cu-Nb и наружную цилиндрическую трубную оболочку из меди или низколегированного сплава на основе меди,- the formation of a cylindrical billet of a conductor containing a core of Cu-Nb alloy and an outer cylindrical tube shell of copper or a low alloy copper based alloy,
- дегазация цилиндрической заготовки проводника при температурах 300-500°С в течение 1-3 часов, - degassing of the cylindrical billet of the conductor at temperatures of 300-500 ° C for 1-3 hours,
- горячее прессование заготовки с предварительным нагревом цилиндрической заготовки в интервале температур 600°С-800°С и выдержкой в течение двух часов,- hot pressing of the workpiece with preheating of the cylindrical workpiece in the temperature range 600 ° C-800 ° C and holding for two hours,
- деформация волочением прессованного прутка с не менее чем двумя промежуточными термообработками, причем высокотемпературные термообработки проводят при температуре 700°С-800°С, а низкотемпературные термообработки проводят при температуре 250°С-550°С, причем после каждой из высокотемпературных термообработок проводят деформацию волочением со степенью деформации (InAo/А) более 2,4, но менее 6. Проведение высокотемпературной термообработки при температурах в интервале 700°С-800°С (превышающих температуру рекристаллизации деформированного ниобия) в течение длительного времени приводит к необходимому изменению микроструктуры провода путем превращения ленточных текстурированных волокон в не текстурированные сферические выделения.- deformation by drawing of a pressed rod with at least two intermediate heat treatments, moreover, high-temperature heat treatments are carried out at a temperature of 700 ° С-800 ° С, and low-temperature heat treatments are carried out at a temperature of 250 ° С-550 ° С, and after each of the high-temperature heat treatments, deformation is carried out by drawing with a degree of deformation (InAo / A) of more than 2.4, but less than 6. Carrying out high-temperature heat treatment at temperatures in the range of 700 ° C-800 ° C (exceeding the temperature of recrystallization of the deformed niobium i) for a long time leads to the desired change in the microstructure of the wire by turning the tape textured fibers not textured spherical discharge.
Проведение низкотемпературных термообработок при температуре 250°С-550°С не приводит к изменению морфологии структуры ленточных выделений. Происходит перераспределение дислокационной структуры в материалах матрицы, волокон и в граничных областях сердечника из сплава Cu-Nb в деформированных проводниках, а также проходит рекристаллизационный отжиг в материале оболочки проводника из меди или ее сплава. При этом главным образом повышаются электропроводящие свойства проводника без значительного снижения его прочностных свойств. При температурах менее 250°С эффект улучшения комплекса электропроводящих и механических свойств не достигается. При температурах выше 550°С происходит сильное снижение прочностных свойств. При длительности низкотемпературной термообработки менее 0,5 часа не успевают пройти процессы изменения структуры, и не достигается существенного улучшения комплекса электропроводящих и механических свойств. При длительности низкотемпературной термообработки более 5-ти часов не происходит дальнейшего изменения достигнутых свойств, поскольку все процессы перестройки дислокационной структуры успевают пройти, а диффузионные процессы преобразования морфологии ниобиевых ленточных выделений при низких температурах практически не происходят.Carrying out low-temperature heat treatments at a temperature of 250 ° С-550 ° С does not lead to a change in the morphology of the structure of tape precipitates. Redistribution of the dislocation structure in the matrix materials, fibers, and in the boundary regions of the core of the Cu-Nb alloy in deformed conductors takes place, as well as recrystallization annealing in the material of the conductor sheath made of copper or its alloy. In this case, the conductive properties of the conductor are mainly increased without a significant decrease in its strength properties. At temperatures less than 250 ° C, the effect of improving the complex of conductive and mechanical properties is not achieved. At temperatures above 550 ° C, a strong decrease in strength properties occurs. When the duration of the low-temperature heat treatment is less than 0.5 hours, the processes of structural change do not have time to go through, and a significant improvement in the complex of electrical conductive and mechanical properties is not achieved. With the duration of the low-temperature heat treatment more than 5 hours, there is no further change in the achieved properties, since all the processes of restructuring the dislocation structure have time to go through, and the diffusion processes of morphology conversion of niobium tape precipitates practically do not occur at low temperatures.
При деформации волочением со степенью деформации (InAo/А) менее 2,4 не образуется необходимая структура ленточных волокон, толщина которых составляет от 5 до 400 нм, отношение толщины к ширине от 0,03 до 0,25; а длина волокон превышает ширину ленточного волокна не менее чем в 30 раз, и не происходит образования необходимой взаимной текстурной ориентации материалов матрицы и волокон, характеризующейся тем, что направление аксиальной текстуры ниобиевых волокон <110> параллельно направлению аксиальной текстуры медной матрицы <111>. При деформации волочением со степенью деформации более 6 происходит массовая обрывность ниобиевых волокон и, как следствие, резкое уменьшение выхода в годное готового проводника.During deformation by drawing with a degree of deformation (InAo / A) of less than 2.4, the necessary structure of tape fibers is not formed, the thickness of which is from 5 to 400 nm, the ratio of thickness to width is from 0.03 to 0.25; and the length of the fibers exceeds the width of the tape fiber by at least 30 times, and the necessary mutual textural orientation of the matrix and fiber materials does not occur, characterized in that the direction of the axial texture of niobium fibers <110> is parallel to the direction of the axial texture of the copper matrix <111>. During deformation by drawing with a degree of deformation of more than 6, mass breakage of niobium fibers occurs and, as a result, a sharp decrease in the yield of the finished conductor.
Пример 1. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку толщиной 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 3,1 мм (In μ=2,4) и проводили вторую низкотемпературную термообработку при температуре 450°С также в течение 1 часа после чего заключительную деформацию волочением проводили до получения готового провода (In μ=4,7).Example 1. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made of a thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 3.1 mm (In μ = 2.4) and a second low-temperature heat treatment was performed at a temperature of 450 ° C also for 1 hour after which the final deformation by drawing was carried out to obtain the finished wire (In μ = 4.7).
Для провода, полученного в соответствии с примером 1: предел прочности 2000 МПа, электропроводность - 40% IACS;For the wire obtained in accordance with example 1: tensile strength 2000 MPa, electrical conductivity - 40% IACS;
Пример 2. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 100 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 96 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 2 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 3,1 мм (In μ=2,4) и проводили вторую низкотемпературную термообработку при температуре 450°С также в течение 1 часа после чего заключительную деформацию волочением проводили до получения готового провода (In μ=4,7).Example 2. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 100 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 96 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 2 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 3.1 mm (In μ = 2.4) and a second low-temperature heat treatment was performed at a temperature of 450 ° C also for 1 hour after which the final deformation by drawing was carried out to obtain the finished wire (In μ = 4.7).
Для провода, полученного в соответствии с примером 2: предел прочности 2100 МПа, электропроводность - 39% IACS;For the wire obtained in accordance with example 2: tensile strength 2100 MPa, electrical conductivity - 39% IACS;
Пример 3. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 75 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 70 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 15 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка сплава Cu-18% Nb круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование заготовки на гидравлическом прессе (с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов) из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4). Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 3,1 мм (In μ=2,4) и проводили вторую низкотемпературную термообработку при температуре 450°С в течение 1 часа после чего заключительную деформацию волочением проводили до получения готового провода (In μ=4,7).Example 3. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 75 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 70 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 15 mm and a length equal to the length of the ingot core, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot core. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, cylindrical copper tube billet and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube, placing Cu-18% Nb round copper ingot on both sides of the rod lids and sealing the workpiece in an electron beam welding machine by welding copper lids to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, the billet was hot pressed in a hydraulic press (with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours) from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4). The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 3.1 mm (In μ = 2.4) and a second low-temperature heat treatment was performed at a temperature of 450 ° C for 1 hours after which the final deformation by drawing was carried out to obtain the finished wire (In μ = 4.7).
Для провода, полученного в соответствии с примером 3: предел прочности 800 МПа, электропроводность - 90% IACS.For the wire obtained in accordance with example 3: tensile strength 800 MPa, electrical conductivity - 90% IACS.
Пример 4. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 100 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 97 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки, равной 1,5 мм, и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 10,4 мм. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 3,1 мм и проводили вторую низкотемпературную термообработку при температуре 450°С в течение 1 часа. При дальнейшей деформации провода волочением, начиная с диаметра 0,8 мм, имели место множественные обрывы, что инициировалось локальными разрушениями наружной оболочки.Example 4. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 100 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 97 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 1.5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 10.4 mm. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 3.1 mm and a second low-temperature heat treatment was performed at a temperature of 450 ° C for 1 hour. With further deformation of the wire by drawing, starting from a diameter of 0.8 mm, multiple breaks took place, which was initiated by local destruction of the outer shell.
Пример 5. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 70 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 65 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 17,5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование заготовки на гидравлическом прессе (с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов) из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4). Полученный пруток деформировали вхолодную волочением. При деформации провода волочением, начиная с диаметра 15,0 мм, имели место множественные обрывы, что инициировалось разрывами внутреннего стержня сплава Cu-18% Nb.Example 5. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An alloy ingot of copper-18% niobium with a diameter of 70 mm was obtained by vacuum arc melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 65 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 17.5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, the billet was hot pressed in a hydraulic press (with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours) from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4). The resulting bar was deformed by cold drawing. During wire deformation by drawing, starting from a diameter of 15.0 mm, multiple breaks occurred, which was initiated by ruptures of the inner core of the Cu-18% Nb alloy.
Пример 6. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 100 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 96 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 2 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,05 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 0,8 мм (In μ=5,1), после чего проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 800°С в течение одного часа, а затем проводили деформацию волочением до получения проводника диаметром 0,05 мм и проводили низкотемпературную термообработку при 250°С в течение 0,1 часа.Example 6. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 100 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 96 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 2 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.05 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 0.8 mm (In μ = 5.1), after which a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 800 ° C in for one hour, and then the drawing was carried out by drawing to obtain a conductor with a diameter of 0.05 mm and low-temperature heat treatment was carried out at 250 ° C for 0.1 hour.
Для провода, полученного в соответствии с примером 6: предел прочности 2200 МПа, электропроводность - 40% IACS;For the wire obtained in accordance with example 6: tensile strength 2200 MPa, electrical conductivity - 40% IACS;
Пример 7. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,05 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 900°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 0,8 мм (In μ=5,1), после чего проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 700°С в течение 5 часов, а затем проводили деформацию волочением до получения проводника диаметром 0,05 мм (In μ=5,5) и проводили низкотемпературную термообработку при 550°С в течение 0,01 часаExample 7. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.05 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 900 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 0.8 mm (In μ = 5.1), after which a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 700 ° C in for 5 hours, and then the drawing was carried out by drawing to obtain a conductor with a diameter of 0.05 mm (In μ = 5.5) and low-temperature heat treatment was carried out at 550 ° C for 0.01 hours
Для провода, полученного в соответствии с примером 7: предел прочности 2100 МПа, электропроводность - 42% IACS;For the wire obtained in accordance with example 7: tensile strength 2100 MPa, electrical conductivity - 42% IACS;
Пример 8. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600'С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,03 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 0,8 мм (In μ=5,1), после чего проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 700°С в течение 5 часов, а затем проводили деформацию волочением. При достижении деформации In μ=6,0 начались множественные обрывы, что не позволило получить проводник требуемого диаметра.Example 8. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.03 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 0.8 mm (In μ = 5.1), after which a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 700 ° C in for 5 hours, and then carried out the deformation by drawing. Upon reaching the strain In μ = 6.0, multiple breaks began, which did not allow to obtain a conductor of the required diameter.
Пример 9. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 75 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 70 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку с толщиной стенки 15 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка сплава Cu-18% Nb круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование заготовки на гидравлическом прессе (с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов) из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4). Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,9 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 3,1 мм и проводили вторую низкотемпературную термообработку при температуре 550°С в течение 1 часа после чего заключительную деформацию волочением проводили до получения готового провода (In μ=2,5).Example 9. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 75 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 70 mm. A cylindrical copper tube billet was made with a wall thickness of 15 mm and a length equal to the length of the ingot core, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot core. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, cylindrical copper tube billet and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube, placing Cu-18% Nb round copper ingot on both sides of the rod lids and sealing the workpiece in an electron beam welding machine by welding copper lids to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, the billet was hot pressed in a hydraulic press (with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours) from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4). The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.9 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 3.1 mm and the second low-temperature heat treatment was performed at a temperature of 550 ° C for 1 hour, after which the final deformation was carried out by drawing to receiving the finished wire (In μ = 2.5).
Для провода, полученного в соответствии с примером 9: предел прочности 600 МПа, электропроводность - 90% IACS;For the wire obtained in accordance with example 9: tensile strength 600 MPa, electrical conductivity - 90% IACS;
Пример 10. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку толщиной 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм (In μ=2,1) проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 1,0 мм (In μ=4,7) и проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 800°С в течение 1 часа, далее провод деформировали волочением до конечного диаметра (In μ=2,4) и проводили низкотемпературную термообработку 500°С в течение 0,01 часа.Example 10. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made of a thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm (In μ = 2.1) was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 1.0 mm (In μ = 4.7) and a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the wire was deformed by drawing to a final diameter (In μ = 2.4), and a low-temperature heat treatment of 500 ° C was performed for 0.01 hours.
Для провода, полученного в соответствии с примером 10: предел прочности 1000 МПа, электропроводность - 70% IACS;For the wire obtained in accordance with example 10: tensile strength 1000 MPa, electrical conductivity - 70% IACS;
Пример 11. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку толщиной 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм (In μ=2,1) проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 1,5 мм (In μ=3,9) и проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 800°С в течение 1 часа, далее провод деформировали волочением до конечного диаметра (In μ=3,8) и проводили низкотемпературную термообработку 400°С в течение 0,01 часа.Example 11. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made of a thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm (In μ = 2.1) was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 1.5 mm (In μ = 3.9) and a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the wire was deformed by drawing to a final diameter (In μ = 3.8) and low-temperature heat treatment was carried out at 400 ° C for 0.01 hours.
Для провода, полученного в соответствии с примером 11: предел прочности 1400 МПа, электропроводность - 60% IACS;For the wire obtained in accordance with example 11: tensile strength 1400 MPa, electrical conductivity - 60% IACS;
Пример 12. Получение проводника осуществляли следующим способом. Слиток сплава медь-18% ниобия диаметром 95 мм получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом и обтачивали на диаметр 90 мм. Изготавливали цилиндрическую медную трубную заготовку толщиной 5 мм и длиной, равной длине стержня слитка, увеличенной на толщину двух круглых медных крышек, имеющих диаметр, равный диаметру стержня слитка. Из полученного стержня сплава Cu-18% Nb, цилиндрической медной трубной заготовки и медных крышек собирали композиционную заготовку проводника путем размещения стержня сплава Cu-18% Nb внутри цилиндрической медной трубной заготовки, размещения с обеих сторон стержня слитка круглых медных крышек и герметизации заготовки на установке электронно-лучевой сварки путем приваривания медных крышек к цилиндрической медной трубной заготовке по всему периметру. Далее проводили горячее прессование герметизированной заготовки на гидравлическом прессе из контейнера диаметром 100 мм в матрицу диаметром 30 мм (In μ=2,4) с предварительным нагревом до температуры 600°С и выдержкой в течение двух часов. Полученный пруток деформировали вхолодную волочением до диаметра 0,3 мм с промежуточными термообработками. Первую высокотемпературную термообработку прутка диаметром 10,4 мм (In μ=2,1) проводили при температуре 800°С в течение 1 часа, затем пруток деформировали до диаметра 2,0 мм (In μ=3,3) и проводили вторую высокотемпературную термообработку при температуре 800°С в течение 1 часа, далее провод деформировали волочением до конечного диаметра (In μ=3,8) и проводили низкотемпературную термообработку 300°С в течение 0,01 часа.Example 12. Obtaining a conductor was carried out in the following way. An ingot of copper-18% niobium alloy with a diameter of 95 mm was obtained by arc vacuum melting with a consumable electrode and turned to a diameter of 90 mm. A cylindrical copper tube billet was made of a thickness of 5 mm and a length equal to the length of the ingot rod, increased by the thickness of two round copper covers having a diameter equal to the diameter of the ingot rod. A composite conductor billet was assembled from the obtained Cu-18% Nb alloy rod, a cylindrical copper tube billet, and copper covers by placing the Cu-18% Nb alloy rod inside the cylindrical copper tube billet, placing round copper caps on the ingot rod, and sealing the workpiece on the installation electron beam welding by welding copper caps to a cylindrical copper tube billet around the entire perimeter. Next, hot pressing of the sealed billet was carried out on a hydraulic press from a container with a diameter of 100 mm into a matrix with a diameter of 30 mm (In μ = 2.4) with preliminary heating to a temperature of 600 ° C and holding for two hours. The resulting bar was deformed by cold drawing to a diameter of 0.3 mm with intermediate heat treatments. The first high-temperature heat treatment of a bar with a diameter of 10.4 mm (In μ = 2.1) was carried out at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the bar was deformed to a diameter of 2.0 mm (In μ = 3.3) and a second high-temperature heat treatment was performed at a temperature of 800 ° C for 1 hour, then the wire was deformed by drawing to a final diameter (In μ = 3.8) and low-temperature heat treatment was carried out at 300 ° C for 0.01 hours.
Для провода, полученного в соответствии с примером 12: предел прочности 1600 МПа, электропроводность - 50% IACS.For the wire obtained in accordance with example 12: ultimate strength 1600 MPa, electrical conductivity - 50% IACS.
Достигнутый уровень свойств позволяет получать проводники для различных применений в электротехнике, в частности для использования в производстве кабельных изделий, отличающихся повышенной гибкостью, механической прочностью и стойкостью к циклическим нагрузкам, например, для применения в робототехнике или в автомобильной промышленности.The achieved level of properties allows to obtain conductors for various applications in electrical engineering, in particular for use in the manufacture of cable products characterized by increased flexibility, mechanical strength and resistance to cyclic loads, for example, for use in robotics or in the automotive industry.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2016/000060 WO2017138827A1 (en) | 2016-02-10 | 2016-02-10 | High-strength wire and method of manufacturing same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666752C1 true RU2666752C1 (en) | 2018-09-12 |
Family
ID=59563963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104293A RU2666752C1 (en) | 2016-02-10 | 2016-02-10 | High-strength wire and method of its production |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666752C1 (en) |
| WO (1) | WO2017138827A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4378330A (en) * | 1979-03-12 | 1983-03-29 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Ductile alloy and process for preparing composite superconducting wire |
| US4982497A (en) * | 1987-04-11 | 1991-01-08 | Swiss Aluminium Ltd. | Process for manufacture of a superconductor |
| RU2074424C1 (en) * | 1994-12-14 | 1997-02-27 | Государственный научный центр Российской Федерации - Всесоюзный научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | High-strength conductor with increased conductivity |
| CN102420024A (en) * | 2011-12-15 | 2012-04-18 | 安徽华云电缆股份有限公司 | High-strength and high-conductivity composite copper wire |
| US20130319723A1 (en) * | 2010-12-13 | 2013-12-05 | Universite De Poitiers | Composite conductive cable comprising nanotubes and nanofibers, coaxial microstructure including a copper matrix and said nanotubes and nanofibers, and method for manufacturing said microstructure |
-
2016
- 2016-02-10 RU RU2017104293A patent/RU2666752C1/en active IP Right Revival
- 2016-02-10 WO PCT/RU2016/000060 patent/WO2017138827A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4378330A (en) * | 1979-03-12 | 1983-03-29 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Ductile alloy and process for preparing composite superconducting wire |
| US4982497A (en) * | 1987-04-11 | 1991-01-08 | Swiss Aluminium Ltd. | Process for manufacture of a superconductor |
| RU2074424C1 (en) * | 1994-12-14 | 1997-02-27 | Государственный научный центр Российской Федерации - Всесоюзный научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | High-strength conductor with increased conductivity |
| US20130319723A1 (en) * | 2010-12-13 | 2013-12-05 | Universite De Poitiers | Composite conductive cable comprising nanotubes and nanofibers, coaxial microstructure including a copper matrix and said nanotubes and nanofibers, and method for manufacturing said microstructure |
| CN102420024A (en) * | 2011-12-15 | 2012-04-18 | 安徽华云电缆股份有限公司 | High-strength and high-conductivity composite copper wire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017138827A1 (en) | 2017-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1705721B1 (en) | Method for manufacturing powder-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire and precursor to powder-metallurgy processed Nb3Sn superconducting wire | |
| Verhoeven et al. | Strength and conductivity of in situ Cu-Fe alloys | |
| TWI547571B (en) | Copper alloy and wrought copper alloy products | |
| US10741309B2 (en) | Diffusion barriers for metallic superconducting wires | |
| CN111556902B (en) | Aluminum alloy wire and method for manufacturing aluminum alloy wire | |
| KR20180115848A (en) | Al-Zn-Cu alloy and manufacturing method thereof | |
| RU2771342C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING LONG-LENGTH SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM TiNiHf ALLOYS WITH HIGH-TEMPERATURE SHAPE MEMORY EFFECT | |
| RU2417468C1 (en) | Composite high-strength wire with higher electroconductivity | |
| US5252147A (en) | Modification of surface properties of copper-refractory metal alloys | |
| RU2666752C1 (en) | High-strength wire and method of its production | |
| Verhoeven et al. | Deformation processed Cu-refractory metal composites | |
| US5200004A (en) | High strength, light weight Ti-Y composites and method of making same | |
| US3378916A (en) | Manufacture of superconducting wire | |
| Yao et al. | Influence of additional element Zr on strength and conductivity of fiber-reinforced Cu-Fe wire | |
| CN1555065A (en) | High strength high conductivity copper base composite material and its preparing method | |
| CN113061778A (en) | In-situ amorphous particle reinforced copper alloy material | |
| US3193661A (en) | Welding rod and electrode | |
| JP5252722B2 (en) | High strength and high conductivity copper alloy and method for producing the same | |
| CN114990376B (en) | Ternary high-strength high-conductivity copper alloy and preparation method thereof | |
| RU2559803C2 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING OF COMPOSITE SUPERCONDUCTING WIRE BASED ON Nb3Sn COMPOSITION AND PRODUCTION LINE FOR MANUFACTURING OF COMPOSITE SUPERCONDUCTING WIRE BASED ON Nb3Sn COMPOSITION | |
| CN110651371A (en) | Mgb-based with Al-based sheath2Core superconductor wire and method for producing same | |
| RU2351669C1 (en) | Production method of high purity molybdenum by glebovsky | |
| JPH06212376A (en) | Production of rod, wire or tube of molybdenum or molybdenum alloy | |
| JP2851143B2 (en) | Method for producing Nb-Ti alloy for superconducting wire | |
| KR100205698B1 (en) | Method of cu-cr-xi micro composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190211 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191114 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210211 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220414 |