[发明专利]一种NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的制备方法

说明书

本发明公开了一种NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的制备方法，具体包括：选取Φ8mm铜棒，采用拉丝机将其多道次拉拔至Φ2mm‑Φ3mm再置于气氛保护退火炉中进行气氛保护退火；退火后进行3道次轧制成型；将轧制成型的半成品采用模具拉伸至设计尺寸即得。本发明一方面有益于提高NbTi超导线材的剩余电阻比，一方面减小后续轧制加工过程变形抗力；最后采用三道次连续轧制法和最终模具拉拔的法获得高精度U型铜槽线，加工过程拉拔及轧制过程速度较快，适合NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的大规模批量化生产。

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，具体涉及一种NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的制备方法。

背景技术

目前NbTi超导体主要应用于磁共振成像(MRI)、核磁共振(NMR)、实验室仪器、粒子加速器、电力、扫雷、矿石磁分离、磁悬浮列车、超导储能(SMES)等领域；传统NbTi/Cu多芯超导线的制备一般包括合金制备、合金棒加工、多芯复合体组合与加工、多芯超导线的热处理等工艺过程；由于加工过程复杂以及成本高等因素的影响，所制备的NbTi/Cu多芯超导线的铜比一般都控制在4以下；但对于有些领域如3T以下磁共振成像(MRI)系统，其所用的NbTi超导磁体需要很高的稳定性，而铜比则是影响其稳定性的主要因素之一；铜比越高，其稳定性越好。因此，制备铜比高于7:1的NbTi/Cu多芯超导线对于获得高稳定的NbTi超导磁体至关重要。目前全世界需使用NbTi超导线约3600吨，而其中高铜比超导线材所占比例约为80％，因此高铜比超导线材的制备和批量生产成为重中之重。

目前一般采用镶嵌方式制备高铜比超导线材时，即将制备好的超导圆线置于U型铜槽线中，并采用锡将二者焊接到一起。U型铜槽线的加工过程及最终精度会影响U型铜槽线的精度，进而影响超导线材的最终性能。目前由于制备出的U型铜槽线精度受限，导致其加工出来的超导线材的剩余电阻比(RRR值)也受其制约，因此需要开发出一种能够提高U型铜槽线精度的制备方法，以获得高稳定的NbTi超导磁体。

发明内容

本发明的目的是提供一种NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的制备方法，为高铜比NbTi/Cu超导线材的制备提供了材料基础。

本发明所采用的技术方案是：一种NbTi/Cu超导线材用U型铜槽线的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，选取市售的Φ8mm铜棒，采用拉丝机将其多道次拉拔至Φ2mm-Φ3mm；

步骤2，将步骤2中Φ2mm-Φ3mm铜线置于气氛保护退火炉中进行气氛保护退火；

步骤3，将步骤2中退火态Φ2mm-Φ3mm铜线进行3道次轧制成型；

步骤4，将步骤3中轧制成型的半成品采用模具拉伸至设计尺寸。

本发明的特点还在于，

步骤1中，市售的Φ8mm铜棒的材质为C10100高纯无氧铜，每道次加工率为20％，拉伸速度为100～200m/min。

步骤2中，退火过程中，退火温度为250-270℃，根据退火规格不同，退火时间为2-4h，气氛为1％H₂和99％N₂混合气氛保护。

步骤3中，第一道次轧制过程为：铜线由圆形轧制成矩形，矩形的宽高比为1.5，加工率为7-10％。

步骤3中，第二道次轧制过程为：铜线由矩形轧制成上表面带有半圆形凹槽的矩形，宽度保持不变，加工率为4-6％。

步骤3中，第三道次轧制过程为：铜线由上表面带有半圆形凹槽的矩形轧制成上表面带有U型凹槽的矩形，宽度和厚度同时具有加工率，加工率为7-10％。

步骤3中三道次轧制变形为一次性连续轧制，轧制速度根据不同规格铜槽线而不同，铜槽线越小，速度越快，反之，越慢，速度范围为100～150m/min。