一种连续热处理ＭｇＢ＊超导线带材的热处理设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种连续热处理ＭｇＢ↓［２］超导线带材的热处理设备及方法，其设备包括中部装有炉管的热处理炉、控温系统、将待处理ＭｇＢ↓［２］超导线带材绷紧后从炉管内部连续拉过的放带轮和收带轮、驱动收带轮转动的电机以及装在炉管进出口上的炉管端口法兰；炉管端口法兰上设有与炉管内部相通的进排气口和进出料口；其热处理方法包括步骤：将待处理带材连续缠绕在放带轮上、打开热处理炉和控温系统且同时设定控温系统的恒温控制温度值、通入惰性保护气体、将热处理炉的炉温升至热处理温度、对待处理带材进行连续热处理。本发明专利技术所用热处理设备结构紧凑、设计合理且使用操作简便，所用热处理方法简单易行、可重复性好、升温与降温速度可控且处理效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热处理
，尤其是涉及一种连续热处理MgB2超导线 带材的热处理设备及方法。
技术介绍
2001年发现的临界温度为39K的MgB2超导材料，具有相干长度较大、 晶粒间不存在弱连接现象、成本低廉、可以在液氢温区实现应用而无需昂 贵的液氦等优点，其在10~20K、 1~3T的磁场范围内应用具有很明显的技术优势，因而有希望在这一工作区域替代传统的低温超导材料和氧化物 高温超导材料。MgB,成材制备技术研究的主要方向是具有实用化价值的长线加工技术 和多芯线带材加工技术。近年来，美国、日本、欧洲相继开展了 MgB2超导 线材和磁体的研究，在千米级MgB2实用化线带材制备技术和MgB2实用化磁 体技术上取得了很大进展。其中MgB2长线带材的主要制备技术是釆用原位 法粉末套管技术Un-situ PIT),即先将Mg、 B及掺杂粉末按照化学计 量比混合、装入金属管(如铁、铌、钽、镍等)中并经拉拔或轧制加工成 线带材，最后进行成相热处理。由于Mg-B体系的化学成相反应速度较快， 在适当的热处理温度条件下甚至可以在短短的几分钟时间内就发生反应 并生成MgB2超导相。传统静态热处理将线材置于恒温区中，如果线材长度很大，必须将线带材卷成盘状进行热处理。为了保证具有足够大的恒温区， 就需要在大型的热处理炉中进行；同时该热处理过程的升温、降温时间长， 容易导致线带材氧化以及MgB2超导芯丝与包套材料扩散反应，而且线带材相互之间在热处理时也可能会出现相互粘接的现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种结构简单紧凑、设计合理、成本低且使用操作简便、使用效果好的连续热处理MgB2超导线带材的热处理设备。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是 一种连续热处理MgB2 超导线带材的热处理设备，其特征在于包括中部装有水平炉管的热处理 炉、与热处理炉的加热器相接且对炉管内部温度进行恒温控制的控温系 统、相配合使用且将待处理MgB2超导线带材绷紧后从炉管内部连续拉过的放带轮和收带轮、驱动收带轮转动的电机以及分别密封安装在炉管进口和 出口上的炉管端口法兰一和炉管端口法兰二；所述放带轮和收带轮分别位 于炉管的入口和出口外侧且二者位置相对；所述炉管端口法兰一和炉管端 口法兰二上分别安装有与炉管内部相通的进气口和排气口，且炉管端口法 兰一和炉管端口法兰二上分别开有供待处理MgB2超导线带材穿过的进料 口和口料口 。所述电机为涡轮减速变速电机。 所述控温系统为SHIMADEN FP93控温仪。所述炉管为石英管。所述热处理炉的炉体长度为1.5m且其内部恒温区的有效长度为 1.2m,炉管为口径为①80隱的石英管。本专利技术还提供了一种简单易行、可重复性好、升温与降温速度可控且 具有良好工程实用价值的利用连续热处理MgB2超导线带材的热处理设备 进行热处理的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、将待处理MgB2超导线带材连续缠绕在放带轮上后，再将待处 理MgB2超导线带材的外端头从所述进料口穿入且经炉管内部后，从炉管的 出口拉出并缠绕在收带轮上；步骤二、打开热处理炉和控温系统且同时对控温系统的恒温控制温度 值进行设定，所述恒温控制温度值为600 90(TC;步骤三、从进气口通入惰性保护气体且所述惰性保护气体的流速为100 ±10mL/min;步骤四、将热处理炉的炉温升至600 90(TC且恒温5 15min后对待 处理MgB2超导线带材进行连续热处理；步骤五、对待处理MgB2超导线带材进行连续热处理，其热处理过程如下501、 启动电机且对电机的转速进行调整，使得电机驱动收带轮带动 待处理MgB2超导线带材在炉管内部的运行速度V为8~30cm/min;502、 电机启动同时，带动收带轮转动且将待处理MgB2超导线带材绷 紧后相应带动放带轮转动；之后，在收带轮和放带轮的配合作用下，带动 待处理MgB2超导线带材以运行速度V从炉管内部句速连续通过，以对待处 理V进行动态连续热处理，直至热处理过程结束；503、 关闭电机且将热处理炉的炉温降至室温后，关闭所述惰性保护 气体；热处理过程中，通过控温系统将热处理炉内部恒温区的温差控制在±5x:以内。上述步骤三中所述的惰性保护气体为氩气。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、 所釆用的热处理设备结构简单、制作方便且使用操作简便、成本低。2、 所用热处理设备设计合理且热处理效果好、可操作性强，具体由 收放线装置、热处理炉和控制系统等几部分组成，通过调节热处理温度、 热处理时间及热处理气氛等参数来控制超导长线带材中MgB2超导芯丝的 成相过程，能够快速实现线带材的升降温过程，尽可能的避免了传统静态 热处理过程中长时间烧结而导致杂相的出现，同时避免了线带材相互之间 的粘接现象，可以实现对千米量级MgB2超导长线带材的热处理。3、 连续热处理操作步骤简单，升温、降温速度可控，并且能降低热6处理成本线材热处理时，首先将炉管加热到一定温度进行恒温，通入惰 性流通气体进行气氛保护，之后调节收线装置速度，使线材匀速的通过热处理炉管。其中热处理温度由SHIMADEN FP93温控仪设定完成；线材热处 理时间由调节收线速度完成，即如果需要进行快速热处理，调节收线装置 使得收线速度提高即可，反之亦然。综上所述，釆用本专利技术所述热处理设备进行连续热处理MgB2超导线带材时，收放线速度可以根据需要进行调节，并且热处理过程中可以方便控 制热处理温度、热处理时间以及热处理气氛，使得MgB2超导线带材中的成 相反应过程快速、均匀，尽可能的避免了传统静态热处理过程中长时间烧 结而导致的杂相出现，避免了线材相互之间的粘接现象，实现了千米量级 MgB2超导长线带材的连续热处理。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明图1为本专利技术连续热处理MgB2超导线带材的热处理设备的结构示意图。图2为本专利技术连续热处理MgB2超导线带材的热处理设备控温系统的结 构示意图。图3为本专利技术连续热处理MgB2超导线带材的热处理设备控温系统涡轮 减速变速电机的结构示意图。图4为本专利技术连续热处理MgB2超导线带材的方法流程图。 附图标记说明l一炉管； 2 —热处理炉； 3—管端口法兰一；4一放带轮； 5 —收带轮； 6—电机；7—待处理MgB2超导线带材；8—炉管端口法兰二； 9-l一进气口； 9-2—排气口； IO—控温系统； 12 — ；具体实施例方式实施例1如图l、图2及图3所示，本专利技术所述的连续热处理MgB2超导线带材的 热处理设备，包括中部装有水平炉管1的热处理炉2、与热处理炉2的加热 器相接且对炉管1内部温度进行恒温控制的控温系统10、相配合使用且将待 处理MgB2超导线带材7绷紧后从炉管1内部连续拉过的放带轮4和收带轮5、 驱动收带轮5转动的电机6以及分别密封安装在炉管l进口和出口上的炉管 端口法兰一 3和炉管端口法兰二 8。所述放带轮4和收带轮5分别位于炉管1 的入口和出口外侧且二者位置相对；所述炉管端口法兰一 3和炉管端口法兰 二 8上分别安装有与炉管1内部相通的进气口 9-1和排气口 9-2,且炉管端 口法兰一 3和炉管端口法兰二 8上分别开有供待处理MgB2超导线带材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续热处理ＭｇＢ２超导线带材的热处理设备，其特征在于：包括中部装有水平炉管（１）的热处理炉（２）、与热处理炉（２）的加热器相接且对炉管（１）内部温度进行恒温控制的控温系统（１０）、相配合使用且将待处理ＭｇＢ２超导线带材（７）绷紧后从炉管（１）内部连续拉过的放带轮（４）和收带轮（５）、驱动收带轮（５）转动的电机（６）以及分别密封安装在炉管（１）进口和出口上的炉管端口法兰一（３）和炉管端口法兰二（８）；所述放带轮（４）和收带轮（５）分别位于炉管（１）的入口和出口外侧且二者位置相对；所述炉管端口法兰一（３）和炉管端口法兰二（８）上分别安装有与炉管（１）内部相通的进气口（９－１）和排气口（９－２），且炉管端口法兰一（３）和炉管端口法兰二（８）上分别开有供待处理ＭｇＢ２超导线带材（７）穿过的进料口和口料口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆阳，闫果，刘国庆，焦高峰，冯勇，张平祥，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]