[发明专利]多芯NbTi超导线材的制备方法

说明书

本发明公开了多芯NbTi超导线材的制备方法，具体为：将NbTi/Cu单芯棒整齐的密排在无氧铜管内，两者之间的间隙用无氧铜插棒填充，进行多道次冷拉拔，定尺切断，矫直，涡流探伤，获得NbTi/Cu二次复合棒；将清洗干净的NbTi/Cu二次复合棒整齐的密排在无氧铜管内，两者之间的间隙采用无氧铜插棒进行填充，最后进行多道次冷拉拔、多次时效热处理，获得多芯NbTi超导线材。采用薄壁无氧铜管结合铌箔阻隔层，通过热挤压制备低铜比的单芯棒，再通过两次穿管、多道次冷拉拔以及多次时效热处理获得高性能的多芯NbTi超导线材，从而有效解决了超导线材内部芯丝变形差、生产周期长、成品率低的问题。

技术领域

本发明属于超导线材加工技术领域，具体涉及多芯NbTi超导线材的制备方法。

背景技术

随着国内外MRI市场的变化，MRI磁体整机不断升级革新，制备技术不断优化和提升，各大核磁共振研发及生产巨头均开始低液氦、低成本MRI磁体的研发工作，其中包括GE、SIEMENS、Philips等。目前市场上1.5T以上的磁共振采用的是高铜比Wire In Channel超导线材制备的超导磁体，这类磁体作业时需浸泡在大量的液氦中才能确保其处于稳定的超导状态，如果在装机和运行过程中操作不当，还会发生液氦泄露或大量蒸发，引发磁体失超，造成生命危险和巨大的经济损失。近年来，MRI生产制造商开始逐步研发小型化低液氦、甚至无液氦超导磁体，该类型超导磁体所使用的超导线材偏向于多芯Monolith超导线材，相比于常规的WIC超导线材，其形状有圆线和扁线，特点是芯数种类多、铜比种类多、成品线材规格杂、涂漆绝缘要求高。常规Monolith超导线材通常采用组装法一体化成型加工，该加工方法无氧铜包套规格、一次单芯棒规格及铜比杂乱，上千芯线材热挤压芯丝变形差，挤压棒头、尾锯切长度较多，导致最终线材成品率低，同时组装法线材加工生产周期较长。

发明内容

本发明的目的是提供多芯NbTi超导线材的制备方法，解决了现有超导线材内部芯丝变形差的问题。

本发明所采用的技术方案是，多芯NbTi超导线材的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备NbTi/Cu单芯棒；

步骤2，将NbTi/Cu单芯棒整齐的密排在无氧铜管内，无氧铜管和NbTi/Cu单芯棒之间的间隙采用无氧铜插棒进行填充，即进行第一次穿管组装，之后进行多道次冷拉拔，定尺切断，矫直，涡流探伤，获得NbTi/Cu二次复合棒；

步骤3，将NbTi/Cu二次复合棒采用橡胶堵头进行封堵，之后进行清洗，将清洗干净的NbTi/Cu二次复合棒整齐的密排在无氧铜管内，铜管和NbTi/Cu二次复合棒之间的间隙采用无氧铜插棒进行填充，即进行第二次穿管组装，最后进行多道次冷拉拔、多次时效热处理，获得多芯NbTi超导线材。

本发明的特点还在于，

步骤1中，具体为：将清洗干净的薄壁无氧铜管、上盖、下盖、铌箔和NbTi合金棒进行组装，然后进行真空电子束焊接包套，最后通过热挤压、多道次冷拉拔、定尺切断，获得NbTi/Cu单芯棒。

薄壁无氧铜管的壁厚为5mm~10mm；铌箔的厚度为0.1mm~0.2mm；NbTi合金棒的直径Φ140mm-Φ220mm；NbTi/Cu单芯棒的直径Φ6mm-Φ10mm，长度在2000mm-8000mm之间。

步骤2中，涡流探伤时，探伤频率为130kHz~200kHz，探头填充系数为50%~80%。

步骤2中，NbTi/Cu二次复合棒的直径Φ4mm-Φ9mm，长度在2000mm-4000mm之间。

步骤2和步骤3中，第一次穿管组装和第二次穿管组装时所使用无氧铜管壁厚控制在2mm~4mm之间，第一次穿管组装和第二次穿管组装的间隙控制在0.5mm~1mm之间。