一种制备MRI用NbTi超导线的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备MRI用NbTi/Cu超导线的方法，技术特征在于：将Cu锭进行深孔钻，获得15-100孔的多孔Cu锭，孔均匀的分布在以Cu锭中心为中心的1到6层同心圆上；其次将NbTi/Cu单芯棒插入多孔Cu锭中，Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比率为2到10；最后将两端用铜盖焊接盖封，进行挤压，然后进行反复拉伸、退火，可得芯丝为直径为50到150μm，孔间距与NbTi的芯丝直径比率在0.15到0.45范围内的NbTi/Cu超导线。采用本发明专利技术制备MRI用NbTi/Cu超导线，可以简化工艺、提高成品率，从而降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于超导材料加工
，涉及。
技术介绍
MRI (核磁共振成像，Magnetic Resonance Imaging)，是现代医学不可或缺的诊断工具，它具有非侵入、无辐射、诊断时间短、精确度高的特点。目前70%以上的MRI (由0.3T 到3. 0T)采用低温超导磁体。MRI系统采用超导磁体能保证最有效地产生核磁成像所要求的高度均勻、稳定和强大的磁埸，从而获得清晰的图像。超导磁体作为MRI中的关键部件主要由NbTi/Cu超导线绕制而成。传统的制备MRI用的NbTi/Cu超导线主要是二次组装挤压法，即将NbTi棒与铜基体复合，经过挤压、拉拔形成单芯NbTi六方棒，再将NbTi六方棒和 Cu六方棒集束后放入圆形铜包套中，并采用不同规格的圆形铜插棒填充六方棒与圆形铜包套的空隙，复合形成多芯NbTi/Cu复合棒。经过挤压、拉拔制成多芯NbTi/Cu超导线材。这种制备方法虽然技术相对成熟，但工序繁多导致工作效率较低，从而使成本相对较高。因此，有必要开发出一种新的NbTi/Cu超导线制备方法，提高生产效率、降低成本。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出， 将NbTi圆棒与多孔Cu锭复合封焊后，经过挤压、拉拔制成多芯NbTi/Cu超导线材的钻孔挤压法。技术方案，其特征在于步骤如下步骤1 将直径为Φ 100 300mm的NbTi棒插入外径为Φ 100 300mm的Cu管中，两端用铜盖盖封；采用挤压和拉拔工艺得到φ 10 30mm的NbTi/Cu单芯棒，再经过矫直、切割成长度为300 800mm，清洗备用；步骤2 取外径DO为Φ 100 300mm、高度h为300 800mm的Cu锭清洗后进行深度为300 800mm的钻孔，得到15 100孔的多孔Cu锭；所述孔均勻的分布在以Cu锭圆心为中心的1到6层同心圆上，且最外芯丝排布直径Dl小于0. 85D0 ；所述孔的进口中心偏差< 0. 5mm,孔的出口中心偏差< Imm ；将钻孔后的Cu锭清洗备用；步骤3 将步骤1制备的NbTi/Cu单芯棒，插入步骤2制备好的多孔Cu锭中，其中 Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比率为2 10，将插入NbTi棒的Cu锭两端用铜盖盖封后，得到多芯的复合坯锭；步骤4 将封焊后的多芯的复合坯锭在520 650°C下保温30 120min后进行挤压，挤压比为8 20，挤压模直径为Φ 30 100mm，挤压速度为10 40mm/s，得到直径为 Φ40 80mm的多芯NbTi/Cu复合挤压棒；步骤5 将步骤4得到的多芯NbTi/Cu复合挤压棒在拉伸机上进行10 20次拉伸、退火，拉伸速度5 lOOm/min，加工率为10 20% /道次，得到芯丝直径Df为50 150 μ m,孔间距S与NbTi的芯丝直径Df比率为0. 15 0. 45的NbTi/Cu超导线。有益效果本专利技术提出的，将NbTi圆棒与多孔Cu锭复合封焊后，经过挤压、拉拔制成多芯NbTi/Cu超导线材的钻孔挤压法。这种方法工艺简单，成品率较高，与二次组装挤压法相比具有以下优点(1)组装更加简单、方便。(2)省去了六方铜芯棒、铜插缝棒的生产，大幅度的减少生产工序，缩短生产周期，降低生产成本；(3)提高了 NbTi棒利用率，采用二次组装挤压，NbTi棒有单芯棒和复合棒两个损耗的过程，NbTi的总利用率约为65-70%。而采用钻孔挤压法，NbTi利用率可以提高到85%左右。(4)钻孔法用的Cu锭相比二次组装挤压法用的Cu管价格比较便宜，这样就降低了成本。(5)该方法在减少工序的同时也减少了无氧铜的损耗，提高效率，降低了生产成本。附图说明图1是采用钻孔挤压法的Cu锭的截面示意图；图2是采用本专利技术实施例1的方法制得的NbTi/Cu超导线的电镜扫描照片。 具体实施例方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述实施例1:将直径为23mm的NbTi/Cu单芯棒装入直径为Φ 255mm，长度为670mm的42芯多孔铜锭中，孔均勻的分布在以Cu锭中心为中心的2层同心圆上，且最外芯丝排布直径Dl为 192mm, Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比4，其加盖后两端采用真空电子束进行封焊。然后将坯锭在感应炉中加热至550°C，保温40min后进行挤压，挤压比为10，挤压模直径为Φ71，挤压速度为20mm/s，并用润滑剂润滑坯锭与挤压模之间，挤压完成后将挤压棒在拉伸机上进行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率选择20% /道次，即得芯丝为直径 Df为95 μ m,孔间距s与NbTi的芯丝直径Df比率为0. 3的NbTi/Cu超导线。实施例2:将直径为15mm的NbTi/Cu单芯棒装入直径为Φ 180mm,长度为560mm的54芯多孔铜锭中，孔均勻的分布在以Cu锭中心为中心的3层同心圆上，且最外芯丝排布直径Dl应为145mm，Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比为2. 5，加盖后两端采用真空电子束进行封焊。然后将坯锭在感应炉中加热至550°C，保温60min后进行挤压，挤压比为 13，挤压模直径为Φ58，挤压速度为20mm/s，并用润滑剂润滑坯锭与挤压模之间，挤压完成后将挤压棒在拉伸机上进行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率选择20% /道次，即得芯丝为直径Df为75mm，孔间距s与NbTi的芯丝直径Df比率为0. 25的NbTi /Cu超导线。实施例3:将直径为30mm的NbTi/Cu单芯棒装入直径为Φ 280mm,长度为770mm的24芯多孔铜锭中，孔均勻的分布在以Cu锭中心为中心的1层同心圆上，且最外芯丝排布直径Dl应为 217mm，Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比为7，加盖后两端采用真空电子束进行封焊。然后将坯锭在感应炉中加热至550°C，保温SOmin后进行挤压，挤压比为14，挤压模直径为Φ71，挤压速度为20mm/s，并用润滑剂润滑坯锭与挤压模之间，挤压完 成后将挤压棒在拉伸机上进行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率选择20% /道次，即得芯丝为直径 Df为115 μ m，孔间距s与NbTi的芯丝直径Df比率为0. 45的NbTi/Cu超导线。权利要求1. ，其特征在于步骤如下 步骤1 将直径为φ 100 300mm的NbTi棒插入外径为Φ 100 300mm的Cu管中，两端用铜盖盖封；采用挤压和拉拔工艺得到Φ 10 30mm的NbTi/Cu单芯棒，再经过矫直、切割成长度为300 800mm，清洗备用；步骤2 取外径DO为Φ 100 300mm、高度h为300 800mm的Cu锭清洗后进行深度为300 800mm的钻孔，得到15 100孔的多孔Cu锭；所述孔均勻的分布在以Cu锭圆心为中心的1到6层同心圆上，且最外芯丝排布直径Dl小于0. 85D0 ；所述孔的进口中心偏差 < 0. 5mm,孔的出口中心偏差< Imm ；将钻孔后的Cu锭清洗备用；步骤3 将步骤1制备的NbTi/Cu单芯棒，插入步骤2制备好的多孔Cu锭中，其中Cu基体的横截面积与NbTi合金棒的总横截面积比率为2 10，将插入NbTi棒的Cu锭两端用铜盖盖封后，得到多芯的复合坯锭；步骤4 将封焊后的多芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备ＭＲＩ用ＮｂＴｉ超导线的方法，其特征在于步骤如下：步骤１：将直径为Φ１００～３００ｍｍ的ＮｂＴｉ棒插入外径为Φ１００～３００ｍｍ的Ｃｕ管中，两端用铜盖盖封；采用挤压和拉拔工艺得到Φ１０～３０ｍｍ的ＮｂＴｉ／Ｃｕ单芯棒，再经过矫直、切割成长度为３００～８００ｍｍ，清洗备用；步骤２：取外径Ｄ０为Φ１００～３００ｍｍ、高度ｈ为３００～８００ｍｍ的Ｃｕ锭清洗后进行深度为３００～８００ｍｍ的钻孔，得到１５～１００孔的多孔Ｃｕ锭；所述孔均匀的分布在以Ｃｕ锭圆心为中心的１到６层同心圆上，且最外芯丝排布直径Ｄ１小于０．８５Ｄ０；所述孔的进口中心偏差＜０．５ｍｍ，孔的出口中心偏差＜１ｍｍ；将钻孔后的Ｃｕ锭清洗备用；步骤３：将步骤１制备的ＮｂＴｉ／Ｃｕ单芯棒，插入步骤２制备好的多孔Ｃｕ锭中，其中Ｃｕ基体的横截面积与ＮｂＴｉ合金棒的总横截面积比率为２～１０，将插入ＮｂＴｉ棒的Ｃｕ锭两端用铜盖盖封后，得到多芯的复合坯锭；步骤４：将封焊后的多芯的复合坯锭在５２０～６５０℃下保温３０～１２０ｍｉｎ后进行挤压，挤压比为８～２０，挤压模直径为Φ３０～１００ｍｍ，挤压速度为１０～４０ｍｍ／ｓ，得到直径为Φ４０～８０ｍｍ的多芯ＮｂＴｉ／Ｃｕ复合挤压棒；步骤５：将步骤４得到的多芯ＮｂＴｉ／Ｃｕ复合挤压棒在拉伸机上进行１０～２０次拉伸、退火，拉伸速度５～１００ｍ／ｍｉｎ，加工率为１０～２０％／道次，得到芯丝直径Ｄｆ为５０～１５０μｍ，孔间距Ｓ与ＮｂＴｉ的芯丝直径Ｄｆ比率为０．１５～０．４５的ＮｂＴｉ／Ｃｕ超导线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛宇鑫，欧阳海波，万小波，李建峰，王天成，刘向宏，冯勇，张平祥，
申请(专利权)人：西部超导材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87