[发明专利]矩形截面NbTi/Cu多芯复合超导线材的制备方法

摘要

本发明公开了一种矩形截面NbTi/Cu多芯复合超导线材的制备方法，包括以下步骤：首先将NbTi棒、纯Nb内衬管和无氧铜包套依次组装成NbTi/Cu复合包套，将包套上下端盖真空焊封后进行第一次挤压并获得NbTi/Cu复合棒材；然后将棒材拉拔、扒皮后，再拉拔至六方芯棒并进行第二次组装；对第二次组装好的包套进行真空焊封、热等静压、第二次挤压、棒材拉拔和扒皮，最终制备出具有矩形截面的NbTi/Cu多芯复合超导线材。本发明工艺流程简单、制备成本低且制备效果好，提高了超导磁体绕制过程中绕组间的填充系数，同时线材仍然保持高临界电流密度，克服了传统四辊轧机或型辊轧机在轧制过程中受力不均匀、不易加工等缺陷。

主权项

一种矩形截面NbTi/Cu多芯复合超导线材的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、一次挤压组装，其挤压组装过程如下：101、第一次组装：将NbTi棒、纯Nb内衬管和无氧铜外包套一组装为NbTi/Cu复合包套，所述NbTi/Cu复合包套由NbTi棒、同轴套装在NbTi棒上的纯Nb内衬管和同轴套装在纯Nb内衬管上的无氧铜外包套；所述无氧铜外包套一包括无氧铜外包管一和设置在所述无氧铜外包管一上下端的上下端盖一；102、第一次真空封焊：采用真空焊将步骤101中所述上下端盖一焊封在所述无氧铜外包管一上下端部；103、第一次挤压：采用挤压设备对经第一次真空封焊后的NbTi/Cu复合包套进行挤压并获得NbTi/Cu复合棒材一；且进行挤压时，挤压温度为550～750℃，保温时间为1.5～2h，挤压比为6.9～33.5；104、第一次预拉拔：采用拉拔设备对步骤103中所述的NbTi/Cu复合棒材一进行拉拔并获得NbTi/Cu复合棒材二；且进行拉拔时，道次加工率为20±5％；105、第一次主拉拔：采用拉拔设备将步骤104中所述的NbTi/Cu复合棒材二拉拔成设计尺寸的六方芯棒；106、后续处理：对105中所述的六方芯棒进行定尺、截断和清洗后待用；步骤二、二次挤压组装及成型加工，其二次挤压组装及成型加工过程如下：201、第二次组装：将经步骤106中后续处理后的多根六方芯棒无间隙组装为一体，并放置于无氧铜外包套二中直至将所述无氧铜外包套二充满，获得NbTi/Cu多芯复合包套；所述无氧铜外包套二包括无氧铜外包管二和设置在所述无氧铜外包管二上下端的上下端盖二；202、第二次真空封焊：采用真空焊将步骤201中所述上下端盖二焊封在所述无氧铜外包管二上下端部；203、热等静压：采用热等静压设备对步骤202中经第二次真空封焊的NbTi/Cu多芯复合包套进行热等静压；且热等静压加热温度为700～800℃，所加压力为95～110Mpa，保压时间为2～2.5h；204、第二次挤压：采用挤压设备对经热等静压后的NbTi/Cu多芯复合包套进行挤压并获得NbTi/Cu多芯复合棒材一；且进行挤压时，挤压温度为550～750℃，保温时间为1.5～2h，挤压比为6.9～33.5；205、第二次预拉拔：采用拉拔设备对步骤204中所述的NbTi/Cu多芯复合棒材一进行拉拔并获得NbTi/Cu多芯复合棒材二；且进行拉拔时，道次加工率为20±5％；206、第二次主拉拔及时效热处理：采用拉拔设备将步骤205中所述的NbTi/Cu多芯复合棒材二拉拔成设计尺寸的NbTi/Cu多芯复合细丝；进行拉拔时，当NbTi/Cu多芯复合棒材二的直径≥5mm时，拉拔道次加工率为20±5％；当NbTi/Cu多芯复合棒材二的直径＜5mm时，拉拔道次加工率为10％～15％；且拉拔期间交替进行四到六次时效热处理，时效热处理加热温度为375～450℃，保温时间为40～60h，时效热处理气氛为流动的高纯氮气；207、矩形模定型拉拔：通过拉拔设备且采用矩形模对经第二次主拉拔及时效热处理后所获得的NbTi/Cu多芯复合细丝进行多道模定型拉拔，并获得设计尺寸的矩形截面NbTi/Cu多芯复合超导线材成品。