CN101797684A - 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法 - Google Patents

内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101797684A
CN101797684A CN201010138592A CN201010138592A CN101797684A CN 101797684 A CN101797684 A CN 101797684A CN 201010138592 A CN201010138592 A CN 201010138592A CN 201010138592 A CN201010138592 A CN 201010138592A CN 101797684 A CN101797684 A CN 101797684A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
cunb
compound bar
deep hole
bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010138592A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101797684B (zh
Inventor
李春广
刘建伟
万小波
孙霞光
肖成举
管军强
王天成
冯勇
刘向宏
张平祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Western Superconducting Technologies Co Ltd
Original Assignee
Western Superconducting Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Superconducting Technologies Co Ltd filed Critical Western Superconducting Technologies Co Ltd
Priority to CN2010101385925A priority Critical patent/CN101797684B/zh
Publication of CN101797684A publication Critical patent/CN101797684A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101797684B publication Critical patent/CN101797684B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，将多芯CuNb复合棒矫直，然后装卡于车床，在待去除Cu区上加工引孔，引孔孔径为Φ22.0mm，引孔深度为5cm-10cm，后将CuNb复合棒装卡于内排屑深孔钻床上，并用中心架支撑好装卡的CuNb复合棒，将刀具装于空心的刀杆上，并手动进刀，调整主轴转速至800r/min-1100r/min，刀具切削进给量调整为10mm/min-15mm/min，排屑***油压至20MPa-40MPa，加工结束后动慢速退刀，即完成。本发明的CuNb复合管的深孔加工方法，可以将深孔出口圆心偏心率控制在0.3/1000以内，且钻孔的成品率可达95%以上。

Description

内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法
技术领域
本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法。
背景技术
近年来，由于超导磁体技术的高速发展以及其应用领域的不断扩大，10T以上超导磁体的需求呈现迅速增长的趋势，它可应用于为解决能源问题而建造的ITER（国际热核聚变反应实验堆）、为满足精细化工以及高分子材料研发制备需求的磁共振光谱仪（NMR）、为满足科学实验要求的粒子加速器磁体等等，而绕制这种磁体用的超导材料要求在高场下仍然具有优异的超导性能，Nb3Sn超导材料正是绕制该磁体最理想的低温超导材料之一。
Nb3Sn是具有A15结构的脆性金属间化合物，制备满足使用要求的实用型Nb3Sn材料的工艺是非常复杂的。国内外普遍采用的方法有青铜法（BronzeRoute）、粉末装管法（PowerInTube）及内锡法（InternalTin）。对于青铜法，受Cu基体中Sn含量的限制，股线的超导性能Ic的提高是非常困难的，同时加工过程中的多次退火处理也带来了成本的增加；在粉末装管法中由于使用了Nb管以及富Sn的粉末，其原料成本高昂；内锡法工艺则克服了上述两种方法的缺点，但由于使用了低熔点的Sn作为Sn源，Sn与其他金属的加工性能存在很大差异以及低熔点Sn的引入排除了利用热挤压加工的优点可能而导致加工断线。所以在整个加工工艺中制备高质量的CuNb复合管不仅对于股线的性能优化有利而且也有利于股线的加工。
通常在内锡法制备工艺中CuNb复合管的制备中，先挤压制成中心具有一定面积比例纯Cu区的CuNb复合棒，然后将中间的Cu深孔加工去除得到CuNb复合管，这样挤压时变形均匀，有利于Nb3Sn股线的后续加工以及性能的优化稳定，同时这种热挤压也可以使CuNb界面之间达到良好的冶金结合，利于Nb3Sn股线的加工。对于CuNb复合棒的中间Cu的深孔加工质量的好坏直接影响着Nb3Sn股线的加工，因为在CuNb复合棒的内圈Nb芯与内孔之间留有一圈均匀的Cu，在Nb3Sn股线的加工中可起到缓冲层的作用从而减少断线，一般要求深孔加工的出口圆心偏心率在0.3/1000以内。为保证加工的成品率及考虑加工的可行性，挤压后棒材一般长度截断为1.5m-2.0m。在对1.5m-2.0m棒材中心Cu去除加工时，深孔的加工难度高，很容易造成严重的偏心甚至会伤及周围的Nb芯，造成CuNb复合体作废率高，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，解决了CuNb复合管中心Cu的深孔加工去除困难、出口中心偏差难以控制、造成成品率低的问题，适合工业化量产。
本发明所采用的技术方案是，内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，按以下步骤进行：
步骤1，
挤压截断制得长为1.5m-2.0m、直径为Φ49mm-Φ51mm的多芯CuNb复合棒；
步骤2，
将步骤1得到的多芯CuNb复合棒矫直，不直度小于0.1/1000，然后将矫直后的多芯CuNb复合棒装卡于车床，将一端部加工平整，将中心的纯Cu区作为待去除Cu区，在待去除Cu区上加工引孔，引孔孔径为Φ22.0mm，引孔孔径公差保持在0-0.05mm以内，引孔深度为5cm-10cm，得到做好引孔的CuNb复合棒；
步骤3
将步骤2做好引孔的CuNb复合棒装卡于内排屑深孔钻床上，并用中心架支撑好装卡的CuNb复合棒，使整根CuNb复合棒旋转时的偏差与矫直的直线度相同，将刀具装于空心的刀杆上，并手动进刀，使刀具进入引孔内，然后启动设备，调整主轴转速至800r/min-1100r/min，刀具切削进给量调整为10mm/min-15mm/min，排屑***油压至20MPa-40MPa，加工结束后停止设备，手动慢速退刀，即完成。
本发明的特征还在于，
多芯CuNb复合棒是以Cu层为基体，Nb或Nb合金棒均匀对称分布于Cu基体的横截面为环形的区域内，中心具有纯Cu区的CuNb复合棒，纯Cu区的直径为Φ26mm-Φ27mm。
本发明的内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，CuNb复合管中心Cu的深孔加工容易，可以将深孔出口圆心偏心率控制在0.3/1000以内，且钻孔的成品率可达95%以上，适合工业化量产。
附图说明
图1是本发明方法中多芯CuNb复合棒横截面结构示意图；
图2是本发明方法中做好引孔的CuNb复合棒纵剖面结构示意图；
图3是采用本发明方法加工后深钻孔出口偏心率的统计图。
其中，1.Nb或Nb合金棒，2.Cu层，3.待去除Cu区，4.引孔，其中，d为引孔孔径，h为引孔深度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，具体按以下步骤进行：
步骤1，
挤压截断得到长为1.5m-2.0m、直径为Φ49mm-Φ51mm多芯CuNb复合棒；多芯CuNb复合棒横截面结构如图1所示，其中多芯CuNb复合棒是一种以Cu层2为基体，Nb或Nb合金棒1均匀对称分布于Cu基体2的横截面为环形的区域内，中心具有一定的纯Cu区的CuNb复合棒，纯Cu区的直径一般在Φ26mm-Φ27mm之间；
步骤2，
将步骤1制得的多芯CuNb复合棒矫直，矫直后棒材的不直度小于0.1/1000，然后将矫直后的多芯CuNb复合棒装卡于车床，将一端部加工平整，将中心的纯Cu区作为待去除Cu区3，在待去除Cu区3上加工引孔4，引孔孔径d与将要后续深孔加工的孔径基数相同，对于本发明而言，引孔孔径d为Φ22.0mm，引孔孔径d公差保持在+0.00/-0.05mm以内，深度h为5-10cm，做好引孔的CuNb复合棒纵剖面结构示意图如图2所示；
步骤3
将步骤2做好引孔的CuNb复合棒装卡于内排屑深孔钻床上，并用中心架支撑好装卡的CuNb复合棒，使整根CuNb复合棒旋转时的偏差与矫直的直线度相同。将刀具装于空心的刀杆上，并手动进刀，使刀具进入步骤2做好的引孔内，然后启动设备，调整主轴转速至800r/min-1100r/min，刀具切削进给量调整为10mm/min-15mm/min，排屑***油压至20MPa-40MPa以保证加工过程中Cu屑及时排出。在加工过程中随时关注排屑情况，正常的Cu加工屑应为较均匀的50mm长以内的条状，若出现异常，应及时调整刀具的进给速度，确保排屑的畅通以及Cu屑形状的均匀性。加工结束，停止设备，手动慢速退刀，避免伤及内孔，即得到本发明内锡法Nb3Sn线材制备中的CuNb复合管。
实施例1
挤压截断长为1.5m、直径为Φ49mm的多芯CuNb复合棒，多芯CuNb复合棒中心纯Cu区直径为Φ26mm，矫直后棒材的不直度为0.04/1000，加工引孔，引孔孔径为21.98mm，深度8.0mm，卡于深孔钻床并用中心架固定好CuNb复合棒后旋转，测得CuNb棒的跳动偏差为0.04/1000，主轴转速为950r/min，刀具切削进给量为10mm/min，排削***油压为38Mpa，完成加工时间为3.9h，测得出口圆心偏心率为0.02/1000。
实施例2
挤压截断长为1.67m、直径为Φ50mm的多芯CuNb复合棒，多芯CuNb复合棒中心纯Cu区直径为Φ27mm，矫直后棒材的不直度为0.1/1000，加工引孔，引孔尺寸为21.96mm，深度5.0mm，卡于深孔钻床并用中心架固定后旋转跳动偏差为0.12/1000，主轴转速为800r/min，刀具切削进给量为14mm/min，排削***油压为20Mpa，完成加工时间为2h，测得出口圆心偏心率为0.05/1000。
实施例3
挤压截断长为2.0m、直径为Φ51mm的CuNb复合棒，多芯CuNb复合棒中心纯Cu区直径为Φ26.5mm，矫直后棒材的不直度为0.06/1000，加工引孔，引孔尺寸为21.98mm，深度10mm，卡于深孔钻床并用中心架固定后旋转跳动偏差为0.06/1000，主轴转速为1100r/min，刀具切削进给量为15mm/min，排削***油压为40Mpa，完成加工时间为2.4h，测得出口圆心偏心率为0.10/1000。
从实施例1-实施例3可以看出，采用本发明深孔加工的CuNb复合管出口圆心偏心率小于0.3/1000，完全满足内锡法Nb3Sn的使用要求，利于股线的加工及性能的稳定，且深钻孔加工的成品率可达到95%以上，有效控制了产品成本。图3为采用本发明方法加工后深钻孔出口圆心偏心率的统计图，可见深孔加工的出口偏心率以及成品率得到了很好的控制，稳定了产品质量以及控制了成本。

Claims (2)

1.一种内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，其特征在于，按以下步骤进行：
步骤1，
挤压截断制得长为1.5m-2.0m、直径为Φ49mm-Φ51mm多芯CuNb复合棒；
步骤2，
将步骤1得到的多芯CuNb复合棒矫直，不直度小于0.1/1000，然后将矫直后的多芯CuNb复合棒装卡于车床，将一端部加工平整，将中心的纯Cu区作为待去除Cu区，在待去除Cu区上加工引孔，引孔孔径为Φ22.0mm，引孔孔径公差保持在0-0.05mm以内，引孔深度为5cm-10cm，得到做好引孔的CuNb复合棒；
步骤3
将步骤2做好引孔的CuNb复合棒装卡于内排屑深孔钻床上，并用中心架支撑好装卡的CuNb复合棒，使整根CuNb复合棒旋转时的偏差与矫直的直线度相同，将刀具装于空心的刀杆上，并手动进刀，使刀具进入引孔内，然后启动设备，调整主轴转速至800r/min-1100r/min，刀具切削进给量调整为10mm/min-15mm/min，排屑***油压至20MPa-40MPa，加工结束后停止设备，手动慢速退刀，即完成。
2.根据权利要求1所述的内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法，其特征在于，所述多芯CuNb复合棒是以Cu层为基体，Nb或Nb合金棒均匀对称分布于Cu基体的横截面为环形的区域内，中心具有纯Cu区的CuNb复合棒，纯Cu区的直径为Φ26mm-Φ27mm。
CN2010101385925A 2010-04-02 2010-04-02 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法 Active CN101797684B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101385925A CN101797684B (zh) 2010-04-02 2010-04-02 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101385925A CN101797684B (zh) 2010-04-02 2010-04-02 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101797684A true CN101797684A (zh) 2010-08-11
CN101797684B CN101797684B (zh) 2011-09-07

Family

ID=42593604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101385925A Active CN101797684B (zh) 2010-04-02 2010-04-02 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101797684B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103028894A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 西安航空动力股份有限公司 航空发动机加力喷杆的加工方法和定位芯棒
CN104259767A (zh) * 2014-08-20 2015-01-07 云南大为化工装备制造有限公司 大型金属管板孔群的加工方法
CN107097042A (zh) * 2017-04-06 2017-08-29 武汉船用机械有限责任公司 一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法
CN108213859A (zh) * 2017-11-22 2018-06-29 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种带有深孔结构的双头螺栓加工方法
CN110580985A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 西部超导材料科技股份有限公司 一种外阻隔方式制备高临界电流铌三锡超导股线的方法
CN111715918A (zh) * 2020-06-11 2020-09-29 江苏迈信林航空科技股份有限公司 航空壳体小直径深孔的加工方法
CN115295243A (zh) * 2022-09-30 2022-11-04 西部超导材料科技股份有限公司 元素掺杂型高临界电流密度的铌三锡超导股线的制备方法
CN116598064A (zh) * 2023-07-14 2023-08-15 西安聚能超导线材科技有限公司 Ta增强型Sn源分布式Nb3Sn超导线材的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2245510A (en) * 1990-07-06 1992-01-08 Nat Res Dev Component and method for fabricating superconducting wire
CN1785587A (zh) * 2005-12-28 2006-06-14 西北有色金属研究院 一种Cu/Ta/Cu复合管的制备方法
CN1837391A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 株式会社神户制钢所 制造粉末冶金工艺Nb3Sn超导线的方法、粉末冶金工艺Nb3Sn超导线前体
CN1996507A (zh) * 2006-12-29 2007-07-11 西北有色金属研究院 一种以Cu为基体的多芯Cu/Nb复合管的制备方法
CN101518872A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 西北有色金属研究院 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2245510A (en) * 1990-07-06 1992-01-08 Nat Res Dev Component and method for fabricating superconducting wire
CN1837391A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 株式会社神户制钢所 制造粉末冶金工艺Nb3Sn超导线的方法、粉末冶金工艺Nb3Sn超导线前体
CN1785587A (zh) * 2005-12-28 2006-06-14 西北有色金属研究院 一种Cu/Ta/Cu复合管的制备方法
CN1996507A (zh) * 2006-12-29 2007-07-11 西北有色金属研究院 一种以Cu为基体的多芯Cu/Nb复合管的制备方法
CN101518872A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 西北有色金属研究院 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《低温物理学报》 20051130 唐先德等 核聚变用内Sn法Nb3Sn股线 926-931 1-2 第27卷, 第5期 2 *
《低温物理学报》 20070831 焦高峰等 多芯NbTi/Cu复合棒的制造工艺改进和完善 230-232 1-2 第29卷, 第3期 2 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103028894A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 西安航空动力股份有限公司 航空发动机加力喷杆的加工方法和定位芯棒
CN104259767A (zh) * 2014-08-20 2015-01-07 云南大为化工装备制造有限公司 大型金属管板孔群的加工方法
CN107097042A (zh) * 2017-04-06 2017-08-29 武汉船用机械有限责任公司 一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法
CN107097042B (zh) * 2017-04-06 2019-08-02 武汉船用机械有限责任公司 一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法
CN108213859A (zh) * 2017-11-22 2018-06-29 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种带有深孔结构的双头螺栓加工方法
CN110580985A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 西部超导材料科技股份有限公司 一种外阻隔方式制备高临界电流铌三锡超导股线的方法
CN111715918A (zh) * 2020-06-11 2020-09-29 江苏迈信林航空科技股份有限公司 航空壳体小直径深孔的加工方法
CN115295243A (zh) * 2022-09-30 2022-11-04 西部超导材料科技股份有限公司 元素掺杂型高临界电流密度的铌三锡超导股线的制备方法
CN115295243B (zh) * 2022-09-30 2022-12-30 西部超导材料科技股份有限公司 元素掺杂型高临界电流密度的铌三锡超导股线的制备方法
CN116598064A (zh) * 2023-07-14 2023-08-15 西安聚能超导线材科技有限公司 Ta增强型Sn源分布式Nb3Sn超导线材的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101797684B (zh) 2011-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101797684B (zh) 内锡法Nb3Sn线材制备中CuNb复合管的深孔加工方法
CN101859614B (zh) 低温超导线材Cu/Nb多芯复合棒的制备方法
CN104091651B (zh) 一种挤压工艺制备多芯MgB2超导线材的方法
CN105513712B (zh) 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材的制备方法
CN101279331A (zh) 线材静液挤压装置及用该装置挤压超细晶粒线材的方法
CN102489533B (zh) 一种MgB2线材的电塑性拉拔装置及拉拔方法
CN101859612B (zh) 一种Nb3Sn线材用CuNb复合管的制备方法
CN101714429B (zh) 一种Bi-2212高温超导线材的制备方法
CN107275002B (zh) 一种铌三铝超导线材前驱体的制备方法
CN110993185B (zh) 一种Ti掺杂内锡法Nb3Sn前驱体线材的制备方法
CN102354579B (zh) 一种制备MRI用NbTi/Cu超导线的方法
CN111105901B (zh) 一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法
CN114864177A (zh) 一种内锡法Nb3Sn前驱体线材的制备方法
CN104384212B (zh) 一种金属与碳纤维复合线材制备方法
CN105321626A (zh) 一种低磁滞损耗内锡法制备Nb3Sn超导线材的方法
CN113963854B (zh) 一种千米级矩形截面MgB2超导线材的制备方法
CN101518872A (zh) 一种Cu/Nb单芯复合线的制备方法
CN115295242A (zh) 高临界电流密度的铌三锡超导股线的制备方法
CN102298995B (zh) 一种用于内锡法Nb3Sn超导线材制备中Ta阻隔层管组元的加工方法
CN116741460A (zh) 一种超低铜比NbTi/Cu超导复合线材的制备方法
CN107346683A (zh) 一种高临界电流密度Nb3Sn超导线材用CuNb复合棒的制备方法
CN113077939A (zh) 一种单道次获得铁基超导线材的挤压制备工艺及其产物
CN112570729B (zh) 一种降低开裂敏感性的激光增材制造方法
CN217386759U (zh) 一种内锡法Nb3Sn线材用多芯CuNb复合棒
CN110586676A (zh) 一种制造镁合金细丝的多道次拉拔工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 710018 Shaanxi Province Economic and Technological Development Zone Xi'an Mingguang Road No. 12

Patentee after: Western Superconducting Technologies Co., Ltd.

Address before: 710018 Shaanxi Province Economic and Technological Development Zone Xi'an Mingguang Road No. 12

Patentee before: Western Superconducting Technologies Co., Ltd.