[发明专利]侧向挤压法长带连续均匀加压工艺及其装置

说明书

本发明涉及长带材的连续均匀压制工艺。

自从1987年日本科学家H.Maeda发现Bi-Sr-Ca-Cu-O系高温超导材料以来，各国学者在竞相研究其超导机理和超导电性的同时，也在致力于超导体的实用化研究。高温超导材料最主要的实用化目标是将其制备成具有高载流能力的带材或线材，用以传输电能，或用带（线）材绕制成线圈、螺线管等，以产生一定的电磁场，因此它可以作为超导电缆和液氮温区（77K）的磁体选用材料。而且在10T，4.2K下铋系线材的临界电流密度J。已大于传统超导体NbTi的J。值，在16T也超过了Nb₃Sn的J_O值。因此其应用前景十分乐观。

在制备铋系带（线）材的众多工艺中，“管中装粉”的方法已经被证明为最佳工艺。即将超导细粉装入银管中，经逐道拉拔成细线，再扎制成薄带（通常0.10-0.20mm厚，2-3mm宽），最后进行烧结处理，成为超导带（线）材。

1989年，日本学者Asano T.首先报道了单轴压制能使Bi系超导体材料（φ20）的小圆片）的临界电流密度J。有很大提高（日本应用物理杂志，1989年27卷，第1652页）。之后，Yamamda等人又将单轴压制工艺应用于Bi系带材的加工上。他将轧制得到的带材短样（10-50mm长）进行单轴压制其压强为100-200Kg/mm²，发现压制后带材的临界电流密度J。提高很大，如未压制样品的Jc为3000A/cm²，经第一次压制后达到15000A/cm²，经第二次压制后为23600A/cm²（日本应用物理杂志，1990年，第29卷3期，第456-458页）。随后各国研究人员已经多次证实了压制能提高Bi系带材J_O的结论。由此可见加压工艺对带材的性能起了重要的作用。

但是，短带样品的加压虽然容易，长带（几百至几千mm）的单轴压制就很困难，即使做成了相应的长模具，带材在长度方向上受压也不会均匀。分段压制法压制长1.5米的铋系超导带材，结果J_O提高不大，主要原因是受压制各段之间存在“接头”，影响了长度方向的均匀性。

本发明的目的在于提供一种对长带线材进行连续加压的工艺及其装置。

本发明的主要内容是，长带材的压制工艺按下述步骤进行：

（a）将待压长带绕在一具有一定锥度的锥台上;

（b）将锥台插入与锥台有相同锥角的锥孔内，匀加压的装置。图1;

（c）在锥台上施加正压力F₁其有效合力F₁垂直于带材表面：使带材受压;

（d）反向加压脱模。

实现上述工艺的装置如图1所示，主要由锥台1和底座2两部分组成，锥台1的锥角α在1-60°之间，底座2上有锥孔3，锥孔3角度与锥台2相同，大小与锥台2相适应，α角较好在4-10°之间，同时α角与直径也有一定关系，直径越大，较佳角度可以越大。本发明不仅适用于超导材料的长带加压工艺，下面通过实施例详细叙述本发明。

附图1为侧向挤压法长带均匀加压工艺的装置原理图

实施例1 用该工艺压制厚0.15mm，长1200mm的铋系2223相超导带材，压制前J_O为2200A/cm²，经一次压制后J_O分别达到9400A/cm²，经二次压制后达14400A/cm²。

工艺条件：压力300吨，室温操作，保持10分钟。

实施例2

用该工艺制备Al₂O₃薄带（银包带厚0.1mm，Al₂O₃层厚30μm）使用膨胀法△T＝200℃，使Al₂O₃的密度从原来的52%理论密度上升为58%理论密度;从而使Al₂O₃薄带有更高的密度，熔去Ag套后具有更好的韧性和强度。

实施例3

将该工艺用于两种不同金属薄带的压力扩散焊上;将0.05-0.10mm厚，5mm宽，长2米的铝带（含Al＞99.3%）和相应尺寸的无氧铜带叠绕后加压：