[发明专利]均匀多芯超导材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种均匀多芯超导材料的制备方法。

背景技术

多芯超导材料通常是将数根超导复合棒集束后填入无氧铜管中，随后加盖焊接，并通过 挤压及拉伸后得到超导线材成品。通常多芯超导材料的填充系数小于96％，这就很容易在挤 压工序中造成芯丝错位而不能均匀变形，进而影响到超导材料的力学性能。并且传统制备多 芯超导材料采用的是正向挤压的方法，即在挤压时，金属材料流出模孔的方向与挤压力施加 的方向相同的挤压方法，挤压时要克服多芯复合坯锭与挤压筒之间的摩檫力，有效挤压力仅 为60-70％，并且，挤压开始到结束的全过程中，挤压力由大到小变化大，挤压力的变化使得 模具的变形量大，挤压产品的头、尾尺寸变化较大，也会造成产品的力学性能不均匀，性能 较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种均匀多芯超导材料的制备方法，制备出来的多芯超导材料力学 性能均匀。

本发明所采用的技术方案是，均匀多芯超导材料的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，

取多根对边尺寸为1-30mm的单芯超导复合棒作为挤压原材料，装入直径为Φ100-Φ 300mm，长度为500-900mm，壁厚为10-35mm的无氧铜管后，对无氧铜管两端采用真空离子束 进行封焊，得到多芯复合坯锭；

步骤2，

将步骤1得到的多芯复合坯锭放入热等静压设备中，选择温度为300-700℃，保压压力为 100-150MPa，保压时间为60-180min进行处理，随后随炉冷却至50℃出炉，得到高致密的多 芯复合坯锭；

步骤3，

将步骤2得到的高致密多芯复合坯锭在感应炉中加热至550℃-750℃，保温30min-50min 后用反挤压机进行挤压，挤压比选择8-20，选择挤压模直径为Φ30-Φ100，挤压速度为 10-40mm/s，并选用石墨及汽缸油的混合物作为坯锭与挤压模之间的润滑剂，挤压完成后得 到直径为Φ40-80mm的多芯挤压棒；

步骤4

将步骤3得到的多芯挤压棒在拉伸机上进行多次拉伸，根据直径选择拉伸速度 5-100m/min，加工率选择10-20％/道次，直至得到满足直径要求的多芯超导材料。

本发明的特征还在于，

单芯超导复合棒为NbTi/Cu、Nb/Cu或NbTa/Cu。

本发明均匀多芯超导材料的制备方法，采用了热等静压工艺，集热压和等静压的优点于 一身，使多芯超导材料内部芯丝致密度接近100％，从而保证了挤压工序过程中坯锭内部芯丝 均匀变形，从而制备出高均匀的多芯超导材料。本发明还采用了反挤压工艺，挤压时，挤压 力施加的方向与多芯复合坯锭流出的方向相反，挤压时，坯锭与挤压筒之间没有相对运动， 不存在摩檫力。与正向挤压相比，可以节省挤压力30-40％，因此，在相同的挤压力条件下， 反向挤压可以采用更高的挤压系数和更长的坯锭挤压，从而提高成品率。另外挤压过程中， 挤压力变化小，模具的变形程度基本不变，产品的尺寸精度高。由于不产生摩檫力，金属不 发生倒流和横向流动，因此，挤压残料小，成品率高，产品力学性能均匀。

附图说明

图1是采用本发明实施例1的方法制得的Φ5mm多芯超导材料沿长度方向截面铜与超导相 的体积比坐标图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的均匀多芯超导材料的制备方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，

取多跟对边尺寸为1-30mm的NbTi/Cu，或Nb/Cu，或NbTa/Cu单芯超导复合棒作为挤压原 材料，装入直径为Φ100-Φ300mm，长度为500-900mm，壁厚为10-35mm的无氧铜管后对两端 采用真空离子束进行封焊得到多芯复合坯锭；

步骤2，

将步骤1得到的多芯复合坯锭放入热等静压设备中，选择温度为300-700℃，保压压力为 100-150MPa，保压时间为60-180min进行处理，随后随炉冷却至50℃出炉，得到高致密的多 芯复合坯锭；

步骤3，