[发明专利]一种在线热拉制备青铜法Nb3

说明书

本发明公开了一种在线热拉制备青铜法Nb₃Sn超导线材的方法，将青铜法Nb₃Sn棒材经过冷拉拔后，置于真空热处理炉中进行中间退火，得到青铜法Nb₃Sn线材；将青铜法Nb₃Sn线材从加热的管式炉内穿过；青铜法Nb₃Sn线材经过管式炉一侧的拉拔模具，进行在线热拉；经过反复多次在线热拉，获得青铜法Nb₃Sn超导线材。本发明实现了青铜法Nb₃Sn线材的在线退火，操作方便，退火时间短，降低预反应生成的Nb₃Sn相，线材整体变形均匀，线材临界电流较高。

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，特别涉及一种在线热拉制备青铜法Nb₃Sn 超导线材的方法。

背景技术

青铜法Nb₃Sn线材是制造10T以上磁体的一种低温超导材料，它是由青铜、无氧铜、Nb等材料复合加工而成。为了获得具有高临界电流的青铜法Nb₃Sn线材，需要采用高锡含量的青铜提供充足的锡源，但是高锡青铜会在冷加工过程中产生极快的加工硬化，无法连续拉拔，一般在总加工率达到50％左右进行中间退火提高材料的加工塑性。目前青铜法Nb₃Sn线材的生产均采用大型真空热处理炉来进行中间退火，即将拉伸的棒材或线材置于热处理炉中，在设定温度保温一段时间后降温，整个过程包含装炉、加热、保温、降温和出炉等工序，热处理周期约12h/每炉。青铜法Nb₃Sn 线材在加工中需要退火十余炉次，这样多次退火的总时间很长，效率较低。同时，脆性Nb₃Sn相在较低温度就能生成，过程的热处理时间导致在Nb芯丝表面过早的生成 Nb₃Sn层，冷加工过程中易断芯或断线，线材的临界电流降低。因此找到一种可以在线退火并拉伸的加工工艺，可以缩短退火时间，在提高生产效率的同时获得具有较高的临界电流水平的青铜法Nb₃Sn线材。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线热拉制备青铜法Nb₃Sn超导线材的方法，该工艺操作方便、热处理时间短，解决青铜法Nb₃Sn线材加工需大量中间退火、不能连续拉拔的问题。

为达到上述目的，本发明采用制备方法包括以下步骤：

步骤1：将待加工的青铜法Nb₃Sn棒材经过总加工率不超过50％的冷拉拔后，置于真空热处理炉中进行中间退火，降温后出炉，多次冷拉拔退火后，得到青铜法Nb₃Sn 线材1；

步骤2：将青铜法Nb₃Sn线材1从管式炉2内穿过并经管式炉2后端的拉拔模具 3进行在线热拉；

步骤3：重复步骤2反复多次在线热拉，获得直径为0.5mm～1.5mm的青铜法Nb₃Sn超导线材。

所述步骤1的青铜法Nb₃Sn棒材的直径为30mm～60mm，每道次冷拉拨加工率为12％～20％，经过多次的中间退火和冷拉拔的青铜法Nb₃Sn线材直径要小于Φ15mm。

所述步骤1的中间退火采用真空热处理炉抽真空至低于1×10^-2Pa，然后充入氮气，加热至400℃～550℃，保温1h～3h，降温后出炉。

所述步骤2的管式炉长度为2.5m～5m，温度为400℃～600℃。

所述步骤2在线热拉的青铜法Nb₃Sn线材每道次拉拔的加工率为12％～20％，拉拔速度为1m/min～15m/min。