[发明专利]高RRR值高纯铌材的加工方法及射频超导腔用铌材

说明书

一种高RRR值高纯铌材的加工方法及射频超导腔用铌材，包括锭材锻造，坯料锯切，坯料表面机加工，坯料酸洗，坯料热处理，坯料开坯，板坯修料、酸洗，板坯成轧，成品下料、抛磨、酸洗，成品热处理，成品剪切及一次精抛，成品酸洗步骤，通过本发明的加工方法，使成品板材晶粒尺寸保持在4.5～5.5级之间，均匀性良好；机械性能均满足要求，横纵向差异控制在15%以内，其中抗拉、屈服控制在10%以内，延伸率控制在10%以内；RRR值控制在300以上；气体元素含量均能满足要求；而且提高了产品直收率，能够大幅度降低制造商的制造成本，可以大批量生产。

技术领域

本发明涉及铌材加工技术领域，尤其涉及一种高RRR值高纯铌材的加工方法及射频超导腔用铌材。

背景技术

铌是用来制作超导加速谐振腔最好的金属。过去、现在、处于开发或安装阶段以及未来的项目有：KEK的TRISTAN环形存储器；CERN的LEP环形存储器；DESY的HERA电子—质子环形存储器；Jefferson实验室的CEBAF；TESLA测试装置TTF；分裂中子源(SNS)；用于产生强粒子束的超导加速谐振腔(Cornell大学)；未来的TESLA项目；装有超导谐振器的同步加速器光源；装有超导线性加速器的自由电子激光器；用于核废料转化和产生中子的质子加速器；稀有同位素加速器。

超导铌板(RRR≥300)主要用来制作射频超导直线加速器用谐振腔，是加速器工程的核心部件。谐振腔多为压力容器，其成型过程多涉及压力成型过程，就对超导铌板要求较多性能要求。

现有技术的主要缺点是：成品板材RRR不能达到300以上；晶粒尺寸不均匀，存在较大尺寸晶粒；气体元素不能达到相应要求；机械性能中的横纵向差异超过10％，应变硬化系数n＜0.3，产品直收率低，基本在50％左右。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种高RRR值高纯铌材的加工方法。

还有必要提供一种射频超导腔用铌材。

一种高RRR值高纯铌材的加工方法，该高RRR值高纯铌材的加工方法包括以下步骤：

(1)锭材锻造：选取经过电子束熔炼得到的超导铌铸锭，并将选取好的超导铌铸锭在≤100℃的温度条件下进行锻造，从而得到坯料；

(2)坯料锯切：将步骤(1)中制得的坯料，沿坯料的长度方向上按照规定长度L1等距锯切，其中长度L1的计算方式为S表示成品重量，δ1表示锻造后坯料的厚度，B1锻造后的坯料宽度，ρ表示铌材密度，L1、δ1、B1单位为mm，S的单位为Kg,Z为产品成材率；

(3)坯料表面机加工：将步骤(2)中得到的坯料先通过车床对坯料表面进行车削，然后再通过铣床对锻造后的坯料宽度方向的侧边进行铣削；

(4)坯料酸洗：将步骤(4)中经过表面机加工过的坯料放入到酸液当中进行酸洗，酸洗时间5～10分钟；

(5)坯料热处理：将步骤(4)中经过酸洗后的坯料取出，并进行水洗处理后，将坯料上的液体擦拭，然后进行去应力退火；

(6)坯料开坯：将步骤(5)中热处理后的坯料沿坯料的长边方向轧制3～5道次，然后调转90°，将坯料宽度轧制至(B3+20)mm，然后再换向90°,将坯料厚度轧制至(N×δ3)mm，其中，B3是成品板材的宽度，单位为mm，N是引入系数，N的数值范围为2.0～3.0；

(7)板坯修料、酸洗：将步骤(6)中的得到的坯料通过角磨机和砂带机修除板坯表面缺陷，再将修整的坯料再次放入到酸液当中进行酸洗处理，酸洗时间5～10分钟；

(8)板坯成轧：将步骤(7)中经过酸洗后的坯料沿坯料的短边方向进行轧制，将坯料的厚度轧制到(δ3+0.5)mm，其中δ3是产品板材的厚度，单位为mm；