[發明專利]一種提高NbTi/Cu超導線材芯絲變形均勻性的方法

有效

• 申請號: 201810547122.0
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108735388B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 郭強;閆凱鵑;柳祥;朱燕敏;秦星;劉建偉;李建峰;劉向宏;馮勇;張平祥
• 申請（專利權）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 蔣姝泓

本發明提供一種提高NbTi/Cu超導線材芯絲變形均勻性的方法，將NbTi/Cu單芯棒拉伸并切斷，得到NbTi/Cu單芯圓棒；加工銅包套以及尺寸匹配的上下蓋；拉伸出銅插縫棒，并進行切斷矯直，得到數根插縫棒；將多個NbTi/Cu單芯圓棒緊密排列在銅包套中，相鄰單芯圓棒之間采用銅插縫棒填充，單芯圓棒與銅包套之間也采用銅插縫棒填充，將銅包套和上下蓋封焊，得到NbTi/Cu復合包套；最后進行擠壓、反復拉伸、多次時效熱處理，得到高均勻芯絲的NbTi/Cu超導線材。本發明方法制備的超導線材形狀均勻，頭尾的銅比、n值、臨界電流等性能一致，具有較高的均勻性。

技術領域

本發明屬于超導線材加工方法技術領域，具體涉及一種提高NbTi/Cu超導線材芯絲變形均勻性的方法。

背景技術

NbTi/Cu超導線材內部芯絲變形的均勻性，是評價超導線材穩定性的最重要參數之一。芯絲變形均勻性對超導線材有以下幾個方面的影響：(1)芯絲變形均勻性決定著線材n值，即均勻性越差，n值越低，線材從正常態向超導態轉變過程中出現“爬坡”現象；均勻性越好，n值越高，線材從正常態向超導態轉變過程中較為迅速。(2)芯絲變形均勻性決定著超導線材的臨界電流，即均勻性越好，在長度方向臨界電流越均勻，均勻性越差，臨界電流越不均勻。一旦芯絲出現嚴重不均勻，甚至發生芯絲斷裂，會到至該根芯絲無法承載電流，進而導致整個超導線材臨界電流下降。(3)芯絲變形均勻性決定著超導線材銅比(銅基體與超導體面積比)的均勻性，芯絲變形越不均勻，銅比越不均勻。因此，提高超導線材芯絲變形均勻性有助于大幅度提高超導線材的綜合性能和品質。目前現行的NbTi/Cu超導線材的加工方法為采用六方單芯棒進行二次復合包套組裝，擠壓拉伸后得到多芯超導線。但是由于該方法中采用的單芯棒形狀為正六邊形，單芯棒加工為正六方的過程中導致NbTi也變為近似六方，這樣組裝成二次復合包套后，在擠壓和拉伸過程中NbTi芯絲形狀變得越來越不規則，如圖1a-1c所示。因此需要提出另一種提高NbTi芯絲變形均勻的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高NbTi/Cu超導線材芯絲變形均勻性的方法，解決了現有NbTi/Cu超導線材芯絲變形不均勻的問題。

本發明所采用的技術方案是：一種提高NbTi/Cu超導線材芯絲變形均勻性的方法，具體包括以下步驟：

步驟1：將NbTi/Cu單芯棒拉伸成型為NbTi/Cu單芯圓棒，將NbTi/Cu單芯圓棒進行切斷矯直，得到多個NbTi/Cu單芯圓棒；

加工銅包套以及尺寸匹配的上下蓋；

將銅棒拉伸成銅插縫棒，并進行切斷矯直，得到數根插縫棒；

步驟2：將步驟1得到的多個NbTi/Cu單芯圓棒緊密排列在加工的銅包套中，相鄰單芯圓棒之間采用銅插縫棒填充，單芯圓棒與銅包套之間也采用銅插縫棒填充，將銅包套和上下蓋封焊，得到NbTi/Cu復合包套；

步驟3：將步驟2得到的NbTi/Cu復合包套進行擠壓、反復拉伸、多次時效熱處理，得到高均勻芯絲的NbTi/Cu超導線材。

本發明的原理是：通過將單芯棒的形狀變為圓形，增加單芯圓棒之間的插縫棒，減小加工過程中模具的模角，減少每道次加工率，解決了現有NbTi/Cu超導線材芯絲變形不均勻的問題。

本發明的特點還在于，

優選地，所述拉伸成型的NbTi/Cu單芯圓棒直徑為3～30mm，銅插縫棒直徑為Φ1～Φ3mm。單芯圓棒直徑在這個范圍內，可以制備18-1000芯的復合超導線。

進一步地，步驟2中相鄰單芯圓棒之間采用一根直徑為1～2mm銅插縫棒填充，有助于提高單芯棒之間的填充率。單芯圓棒與銅包套之間采用多根直徑為3mm銅插縫棒填充，可以既提高填充率，有提高組裝效率。