[发明专利]一种NbTi/Cu单芯棒及其加工方法

说明书

一种NbTi/Cu单芯棒，所述该单芯棒包括铜管、铜上盖、铜下盖、铌筒以及铌钛棒；铌筒位于铜管内，所述铌筒的外壁与铜管的内壁焊接；铌钛棒位于铌筒内；铌钛棒的外壁与铌筒内壁焊接；铜管的一端与铜上盖焊接，所述铜管的另一端与铜下盖焊接；铜管的外径为Φ150～Φ270mm、壁厚为8～20mm以及长度为400～900mm；铜上盖和铜下盖的长度分别为30～80mm；铌筒的外径为Φ130～Φ250mm，通过设计新的锭型，减小铜包套的厚度，从而降低复合线用单芯棒的铜比，解决了现有NbTi/Cu复合线铜比较高的问题，最终获得了极低铜比0.6、S/D(0.0452)、芯丝变形良好的高性能NbTi/Cu复合线。

技术领域

本发明属于超导线材加工技术领域，涉及一种NbTi/Cu单芯棒及其加工方法

背景技术

随着超导技术的发展，NbTi/Cu超导线材已大规模应用在大科学装置(ITER)、磁共振成像系统(MRI)、磁控提拉单晶硅磁体(MCZ)等，超导线材的性能稳定是保证磁体正常运行的关键，其中NbTi/Cu超导线材包括Monolith和Wire in Channel(WIC)两种类型，Monolith超导线材主要采用钻孔法制备，而WIC超导线材主要采用组装法和穿管法加工。

NbTi/Cu超导复合线材是将不同规格和铜比的单芯棒通过一定的方式进行组装，然后再通过冷加工而成，在加工过程中，要严格控制线材的铜比，这是为了保证超导磁体在失超时，旁路可稳定输出热量，而铜比就是复合超导线材中铜和非铜的体积比。

近年来，随着磁体设备参数的变更，对NbTi/Cu超导复合线的性能也提出更高的要求，在超导线材设计规格不变的前提下为了获得高性能、极低铜比、芯丝变形良好的复合线材，首先必须要获得极低铜比的单芯棒，从而进一步降低复合线的铜比，这就要求复合线具有极低的S/D(芯丝间距/芯丝直径)，在最终成型过程中，芯丝之间相互聚拢，一方面在线材规格不变的前提下降低铜比可提高线材临界电流，同时可改善芯丝变形，获得芯丝分布均匀的高性能复合线材。

目前现有的NbTi/Cu超导复合线材在制备过程中NbTi/Cu复合线铜比较高，导致S/D较大，芯丝之间不能相互聚拢，线材临界电流低，进而导致芯丝变形差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中NbTi/Cu超导复合线材在制备过程中NbTi/Cu复合线铜比较高的问题，提供一种NbTi/Cu单芯棒及其加工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种NbTi/Cu单芯棒，所述该单芯棒包括铜管、铜上盖、铜下盖、铌筒以及铌钛棒；

所述铌筒位于铜管内，所述铌筒的外壁与铜管的内壁焊接；

所述铌钛棒位于铌筒内，所述铌钛棒的外壁与铌筒内壁焊接；

所述铜管的一端与铜上盖焊接，所述铜管的另一端与铜下盖焊接；

所述铜管的外径为Φ150～Φ270mm、壁厚为8～20mm以及长度为400～900mm；

所述铜上盖和铜下盖的长度分别为30～80mm；

所述铌筒的外径为Φ130～Φ250mm。

进一步：所述铜上盖的底部设置有用于嵌入到铜管内的第一凸缘。

进一步：所述铜下盖的顶部设置有用于嵌入到铜管内的第二凸缘。

进一步：所述铜管的内壁与铌筒外壁之间的间隙设置在1～3mm；

所述铌筒的内壁与铌钛棒的外壁之间的间隙设置在1～3mm。

一种NbTi/Cu单芯棒的加工方法，所述该加工方法具体包括以下步骤：