[發(fā)明專利]一種超導(dǎo)鉭棒的鍛造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210154923.3
• 申請(qǐng)日: 2012-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN102699247A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉;李桂鵬;汪凱;同磊;李積賢;謝新普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B21J5/06
• 分類號(hào): B21J5/06
• 代理公司: 寧夏專利服務(wù)中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)鉭棒的鍛造方法。

背景技術(shù)

目前在電磁應(yīng)用的超導(dǎo)體領(lǐng)域幾乎都為NbTi合金和Nb₃Sn復(fù)合物構(gòu)成，NbTi及Nb₃Sn超導(dǎo)體主要應(yīng)用分類為：強(qiáng)電應(yīng)用、弱電應(yīng)用和強(qiáng)磁場(chǎng)及磁屏蔽應(yīng)用。強(qiáng)電應(yīng)用主要是在多芯超導(dǎo)復(fù)合線制備超導(dǎo)電纜用于電能輸送，此技術(shù)方法對(duì)于電能輸送過程中的能量損失降低具有劃時(shí)代意義，還有超導(dǎo)儲(chǔ)能及超導(dǎo)發(fā)電應(yīng)用。

超導(dǎo)用鉭棒是生產(chǎn)多芯超導(dǎo)復(fù)合線材的關(guān)鍵和重要組件，其主要用作擠壓復(fù)合組件中的內(nèi)襯支撐體。多芯超導(dǎo)線材內(nèi)襯鉭芯支撐體的變形均勻性對(duì)終端產(chǎn)品來說非常重要，這取決于內(nèi)襯鉭支撐體的晶粒等級(jí)范圍及棒材橫斷面平均晶粒尺寸波動(dòng)范圍，在晶粒越細(xì)小越均勻，鉭芯支撐體的變形就越規(guī)則，加工到細(xì)徑超導(dǎo)線材后橫截面的內(nèi)襯鉭芯支撐體呈現(xiàn)越為完美的圓形截面。

現(xiàn)有技術(shù)主要采用熱鍛造加工，每道次加工率較低，總加工率也較低，通過此鍛造工藝所得到的鍛造坯料鑄造態(tài)組織破碎程度低，內(nèi)部不良組織消除不徹底，導(dǎo)致后續(xù)超導(dǎo)線加工過程中內(nèi)襯鉭支撐體發(fā)生不規(guī)則變形，出現(xiàn)擠占超導(dǎo)線體團(tuán)絮位置，影響超導(dǎo)性能及出現(xiàn)斷線等質(zhì)量問題，是高成本超導(dǎo)線材生產(chǎn)中不能夠接受的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種超導(dǎo)鉭棒的鍛造方法，能夠明顯改善鑄造態(tài)組織的不均勻程度同時(shí)對(duì)材料起到細(xì)晶強(qiáng)化作用。

一種超導(dǎo)鉭棒的鍛造方法，其特別之處在于，包括如下步驟：

(1)取外圓直徑≥150mm，化學(xué)成分Ta≥99.95％的超導(dǎo)專用鉭錠作為原料，在150～180℃預(yù)熱，保溫20～40分鐘，然后將已加熱的鉭錠取出，在表面均勻涂上抗氧化涂層，涂覆厚度2～3mm，之后自然晾干；然后加熱，加熱溫度450～500℃，保溫時(shí)間210～240分鐘后取出；

(2)第一次徑向墩粗，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在32％～42％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃；第一次徑向拔長，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在34％～40.8％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃；

(3)第二次徑向墩粗，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在32％～42％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃；第二次徑向拔長，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在34％～40.8％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃；

(4)第三次徑向墩粗，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在32％～42％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃，停止鍛造，空冷5～10分鐘降溫；第三次徑向拔長，熱鍛，電液落錘鍛造，加工率控制在34％～40.8％，500Kg≤單錘重量≤750Kg，450℃≤溫度≤600℃即可。

步驟(1)中抗氧化涂層配比為低溫玻璃粉∶水玻璃∶水＝1Kg∶2升∶0.5升，使用前按比例均勻攪拌混合后使用毛刷均勻的在熱鑄錠外表面進(jìn)行涂裝。

步驟(1)中預(yù)熱和加熱是在箱式電阻爐中進(jìn)行。

步驟(4)之后還要找圓，表面無刻痕、臺(tái)階等影響后續(xù)加工缺陷，尺寸正公差2mm，通根尺寸均勻，表面光滑即合格。

本發(fā)明的鍛造方法所要加工的產(chǎn)品為超導(dǎo)線材芯部內(nèi)襯鉭支撐體的鍛造坯料，通過對(duì)超導(dǎo)產(chǎn)品用鉭鑄錠進(jìn)行鍛造加工，配合合適的熱鍛造加熱工藝，從而得到晶粒度等級(jí)及橫截面組織均勻性滿足前期組織準(zhǔn)備要求的組織。本發(fā)明方法通過對(duì)鑄錠徑向大加工率加工使得中部及心部的柱狀晶區(qū)得到充分破碎，增加鑄錠中心部的柱狀晶區(qū)金屬向圓周方向流動(dòng)的程度，在通過鑄錠外圓周向面接觸方式下的均勻受力，使得流動(dòng)鼓出部分柱狀晶組織向橫向心部及徑向兩端進(jìn)一步流動(dòng)，從而明顯改善鑄造態(tài)組織的不均勻程度，反復(fù)進(jìn)行以上鍛造加工循環(huán)，消除鉭鑄錠鑄造態(tài)的枝晶、晶帶、非等軸晶及粗晶等不良組織的存在。而且同時(shí)對(duì)材料起到細(xì)晶強(qiáng)化作用，并對(duì)后續(xù)加工得到橫向截面整體平均晶粒尺寸波動(dòng)范圍在±5μm范圍內(nèi)及超導(dǎo)線材生產(chǎn)芯部內(nèi)襯鉭支撐體不發(fā)生不規(guī)則變形，且橫向截面呈現(xiàn)完美圓形做好前期組織準(zhǔn)備。

附圖說明

附圖1為采用背景技術(shù)中的方法鍛造的鉭棒組織照片；

附圖2為采用本發(fā)明方法鍛造的鉭棒組織照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

(1)鑄錠(外圓直徑×長度)φ153×250mm，鑄錠化學(xué)成分滿足表1所示：

表1：超導(dǎo)鉭鈮化學(xué)成分表????????不大于，wt％