[發明專利]一種在線熱拉制備青銅法Nb3

有效

• 申請號: 201711422216.7
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN109961899B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 張科;張平祥;郭建華;侯婧;秦星;武博;劉建偉;郭強;李建峰;劉向宏;馮勇
• 申請（專利權）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B13/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 孫衛增

本發明公開了一種在線熱拉制備青銅法Nb₃Sn超導線材的方法，將青銅法Nb₃Sn棒材經過冷拉拔后，置于真空熱處理爐中進行中間退火，得到青銅法Nb₃Sn線材；將青銅法Nb₃Sn線材從加熱的管式爐內穿過；青銅法Nb₃Sn線材經過管式爐一側的拉拔模具，進行在線熱拉；經過反復多次在線熱拉，獲得青銅法Nb₃Sn超導線材。本發明實現了青銅法Nb₃Sn線材的在線退火，操作方便，退火時間短，降低預反應生成的Nb₃Sn相，線材整體變形均勻，線材臨界電流較高。

技術領域

本發明屬于超導材料加工技術領域，特別涉及一種在線熱拉制備青銅法Nb₃Sn 超導線材的方法。

背景技術

青銅法Nb₃Sn線材是制造10T以上磁體的一種低溫超導材料，它是由青銅、無氧銅、Nb等材料復合加工而成。為了獲得具有高臨界電流的青銅法Nb₃Sn線材，需要采用高錫含量的青銅提供充足的錫源，但是高錫青銅會在冷加工過程中產生極快的加工硬化，無法連續拉拔，一般在總加工率達到50％左右進行中間退火提高材料的加工塑性。目前青銅法Nb₃Sn線材的生產均采用大型真空熱處理爐來進行中間退火，即將拉伸的棒材或線材置于熱處理爐中，在設定溫度保溫一段時間后降溫，整個過程包含裝爐、加熱、保溫、降溫和出爐等工序，熱處理周期約12h/每爐。青銅法Nb₃Sn 線材在加工中需要退火十余爐次，這樣多次退火的總時間很長，效率較低。同時，脆性Nb₃Sn相在較低溫度就能生成，過程的熱處理時間導致在Nb芯絲表面過早的生成 Nb₃Sn層，冷加工過程中易斷芯或斷線，線材的臨界電流降低。因此找到一種可以在線退火并拉伸的加工工藝，可以縮短退火時間，在提高生產效率的同時獲得具有較高的臨界電流水平的青銅法Nb₃Sn線材。

發明內容

本發明的目的是提供一種在線熱拉制備青銅法Nb₃Sn超導線材的方法，該工藝操作方便、熱處理時間短，解決青銅法Nb₃Sn線材加工需大量中間退火、不能連續拉拔的問題。

為達到上述目的，本發明采用制備方法包括以下步驟：

步驟1：將待加工的青銅法Nb₃Sn棒材經過總加工率不超過50％的冷拉拔后，置于真空熱處理爐中進行中間退火，降溫后出爐，多次冷拉拔退火后，得到青銅法Nb₃Sn 線材1；

步驟2：將青銅法Nb₃Sn線材1從管式爐2內穿過并經管式爐2后端的拉拔模具 3進行在線熱拉；

步驟3：重復步驟2反復多次在線熱拉，獲得直徑為0.5mm～1.5mm的青銅法Nb₃Sn超導線材。

所述步驟1的青銅法Nb₃Sn棒材的直徑為30mm～60mm，每道次冷拉撥加工率為12％～20％，經過多次的中間退火和冷拉拔的青銅法Nb₃Sn線材直徑要小于Φ15mm。

所述步驟1的中間退火采用真空熱處理爐抽真空至低于1×10^-2Pa，然后充入氮氣，加熱至400℃～550℃，保溫1h～3h，降溫后出爐。

所述步驟2的管式爐長度為2.5m～5m，溫度為400℃～600℃。

所述步驟2在線熱拉的青銅法Nb₃Sn線材每道次拉拔的加工率為12％～20％，拉拔速度為1m/min～15m/min。