专利名称：一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法
技术领域：
本发明属于复合线材制备技术领域，具体涉及一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法。
背景技术：
高磁场脉冲磁体可用于物理、医学、材料等领域的核心基础研究，是世界各国研发的必争之地，继美国、欧洲、俄罗斯和日本等国先后开展脉冲磁体设施建造后，我国于近年也在国家大科学计划中实现了系列脉冲磁体的建造。而脉冲磁体相关的技术发展日新月异，近来，美国洛斯阿拉莫斯高场实验室成功获得了 100T脉冲磁体新世界纪录，标志着脉冲高场磁体及其材料研发进入了一个新的战略机遇期。脉冲磁体要实现更高磁场，更大脉宽的脉冲磁场就需要强有力的材料技术支持。Cu-Nb复合材料是目前脉冲磁体的所采用的主流导体材料，它具有典型高强高导特征，并在材料性能方面还有很大的提升空间，因此得到国际各大研究机构的密切关注。目前，Cu-Nb复合材料的制备技术主要是采用原位法和集束拉拔法。原位法制备过程主要是通过感应熔炼和自耗电弧熔炼工艺制备Cu-Nb合金铸锭，然后将Cu-Nb合金铸锭经过热挤压，冷轧或者冷拉拔等加工，从而获得Cu-Nb复合线材。集束拉拔方法得到更多关注，主要是通过多次的集束包套组装、热挤压和拉拔工艺过程实现Nb芯的细化，获得Nb连续芯丝增强复合材料，主要通过界面强化作用提升材料强度，具有良好的材料强度和导电性能。Cu-Nb材料的制备技术已经经历了近二十年的演化，相关技术已相对成熟，与之对应的，材料的性能进一步提升的空间较小，因此如何在传统技术基础上，充分利用材料的强化特点和导电特性，通过材料的设计和技术的创新实现材料性能的飞跃是材料研发的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法。该方法通过将Nb管装入Cu包套的方式实现Nb管的均匀连续变形，细化Nb单质尺寸，同时以Nb管替代Nb棒能够大幅增加Cu/Nb界面，获得超细晶的Nb管；采用该方法制备的Nb管增强Cu基复合线材具有高强度、导电性好的特点，满足更高脉冲磁体需要。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；
步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为700°C 800°C后保温Ih 1. 5h，然后在挤压比为7. 3 9的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为15_ 32mm的圆形；步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔过程中进行第一中间退火处理，得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. Omm 2. 6mm的圆形；所述拉拔的道次加工率为7% 10% ;所述第一中间退火处理的具体制度为当拉拔的总加工率达到80% 85%时，将拉拔后的Cu-Nb-Cu单芯复合棒材进行第一次的第一中间退火处理，第一中间退火处理为多次时，保持相邻两次的第一中间退火处理之间的拉拔总加工率为80% 85% ；步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材；步骤六、将511根 571根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套内，得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为700°C 800°C后保温Ih 1. 5h，然后在挤压比为7. 6 8. 7的条件下进行挤压，自然冷却后得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为20mm 28mm的圆形；步骤八、将步骤七中所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔过程中进行第二中间退火处理，得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为2. Omm 2. 8mm的圆形；所述拉拔的具体制度为当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足d彡IOmm时，拉拔的道次加工率为28% 35% ;当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足5mm彡d < IOmm时，拉拔的道次加工率为20% 23% ;当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足d < 5mm时，拉拔的道次加工率为10% 13% ;所述第二中间退火处理的具体制度为当拉拔的总加工率达到80% 85%时， 将拉拔后的511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行第一次的第二中间退火处理，第二中间退火处理为多次时，保持相邻两次的第二中间退火处理之间的拉拔总加工率为80% 85% ；步骤九、重复步骤五至步骤八两次，得到5113芯 5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；步骤十、将步骤九中所述5113芯 5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为10% 15%，余量为Cu。上述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述Nb管和Cu棒的质量纯度均> 99. 95%。上述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第一中间退火处理的温度为800°C 900°C，所述第一中间退火处理的时间为Ih 3h，所述第一中间退火处理的真空度不大于IXKT1Pat5上述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤八中所述第二中间退火处理的温度为800°C 900°C，所述第二中间退火处理的时间为Ih 3h，所述第二中间退火处理的真空度不大于IXKT1Pat5上述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤十中所述成品退火处理的温度为100°C 300°C，所述成品退火处理的时间为Ih 3h，所述成品退火处理的真空度不大于lX10_2Pa。本发明与现有技术相比具有以下优点I、本发明在集束拉拔技术的基础上，通过将Nb管装入Cu包套的方式实现Nb管的均匀连续变形，细化Nb单质尺寸，同时以Nb管替代Nb棒进一步增大Nb的接触面积即Cu/Nb材料界面，而且在Nb管内引入Cu芯增加整体连续导电路径，进一步促进材料性能的提升。2、与同等条件的Cu-Nb复合材料相比，本发明在保持Nb含量一定的前提下，以Nb管替代Nb芯的方式大幅提升了 Cu/Nb界面，起到了很好的界面强化效果，通过Nb管的形式进一步减小了 Nb单质的尺寸，为复合材料强度提升奠定基础。3、本发明通过Nb管中的连续纯Cu芯和外部Cu层适量增加了有效导电Cu基体的含量，从而相对提高了复合线材的电导率。4、本发明通过Nb管外套Cu管进行多道次拉拔的方式有效避免了 Nb在拉拔中的粘模技术问题，实现了 Nb的均匀连续化加工过程。5、本发明避免了 Cu-Nb合金多次熔炼均匀化过程带来的高额成本和长加工周期，适于大规模工业化生产。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施例方式实施例I本实施例Nb管增强Cu基复合线材的制备方法包括以下步骤步骤一、选择直径为14mm，质量纯度为99. 99%的Cu棒和外径为36. 5mm,厚度为Ilmm且质量纯度为99. 99%的Nb管，分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于外径为45mm,厚度为4mm的第一无氧Cu包套中，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为700°C后保温1. 5h，然后在挤压比为9的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为15mm的圆形；步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材以10%的道次加工率进行34道次拉拔，并在第18道次拉拔后(拉拔的总加工率为85%)进行第一中间退火处理，得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. 5mm的圆形；所述第一中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为I X IO-1Pa,退火温度为900°C，退火时间为Ih ；步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材；步骤六、将511根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于外径为65mm，厚度为4mm的第二无氧Cu包套内，得到511芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述511芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的511芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为700°C后保温1. 5h，然后在挤压比为8. 7的条件下进行挤压，自然冷却后得到511芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述511芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为22_的圆形；步骤八、将步骤七中所述511芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行20道次拉拔，道次加工率分别为35%, 35%, 35%, 35%, 22%, 22%, 22%, 22%, 22%, 22%, 11%，11%，11%，11%，11%，11%，11%, 11%, 10%, 10%,并在第4道次拉拔后(拉拔总加工率为82%)和第12道次拉拔后(拉拔总加工率为82%)进行第二中间退火处理，得到511芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述511芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为2. 5mm的圆形；所述第二中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为I X KT1Pa,退火温度为900°C，退火时间为Ih;步骤九、重复步骤五至步骤八两次,得到5113芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；步骤十、将步骤九中所述5113芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材置于真空退火炉中，在温度为100°C，真空度为I X IO-2Pa的条件下保温3h进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为12%，余量为Cu。采用本实施例制备的Nb管增强Cu基复合线材的性能数据见表I。实施例2本实施例Nb管增强Cu基复合线材的制备方法包括以下步骤步骤一、选择直径为10mm，质量纯度为99. 99%的Cu棒和外径为34. 5mm,厚度为12mm且质量纯度为99. 99%的Nb管，分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于外径为45mm,厚度为5mm的第一无氧Cu包套中，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为800°C后保温lh，然后在挤压比为9的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为15mm的圆形；步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材进行40道次拉拔，具体为先以10%的道次加工率拉拔32道次，再以8%的道次加工率拉拔7道次，最后以7%的道次加工率拉拔I道次；并在第18道次拉拔后(总加工率为85%)和第34道次拉拔后(总加工率为80%)进行第一中间退火处理,得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. Omm的圆形；所述第一中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为lX10_3Pa，退火温度为800°C，退火时间为3h ；步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材；步骤六、将535根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于外径为55mm，厚度为4mm的第二无氧Cu包套内，得到535芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述535芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的535芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为800°C后保温lh，然后在挤压比为7. 6的条件下进行挤压，自然冷却后得到535芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述535芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为20mm的圆形；步骤八、将步骤七中所述535芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行22道次拉拔，道次加工率分别为32%, 32%, 32%, 32%, 32%, 23%, 23%, 23%, 23%, 12%, 12%, 12%, 12%, 12%, 12%, 12%,12%，12%，12%，12%，12%，12%，并在第5道次拉拔后(拉拔的总加工率为85%)和第14道次拉拔后(拉拔的总加工率为81%)进行第二中间退火处理，得到535芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述535芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为2. Omm的圆形；所述第二中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为lX10_3Pa，退火温度为800°C，退火时间为3h ；步骤九、重复步骤五至步骤八两次,得到5353芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；步骤十、将步骤九中所述5353芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为10%，余量为Cu。采用本实施例制备的Nb管增强Cu基复合线材的性能数据见表I。实施例3本实施例Nb管增强Cu基复合线材的制备方法包括以下步骤步骤一、选择直径为15mm，质量纯度为99. 95%的Cu棒和外径为51. 5mm，厚度为18mm且质量纯度为99. 95%的Nb管，分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于外径为65mm,厚度为6. 5mm的第一无氧Cu包套中，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为750°C后保温1. 5h，然后在挤压比为7. 3的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为24mm的圆形；步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材先以8%的道次加工率进行50道次拉拔，然后以7%的道次加工率进行5道次拉拔，并在第22道次拉拔后(拉拔总加工率为84%)和第44道次拉拔后(拉拔总加工率为84%)进行第一中间退火处理，得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. 5mm的圆形；所述第一中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为lX10_2Pa，退火温度为850°C，退火时间为2h ；
步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材；步骤六、将547根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于外径为65mm，厚度为3mm的第二无氧Cu包套内，得到547芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述547芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的547芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为750°C后保温lh，然后在挤压比为8. 7的条件下进行挤压，自然冷却后得到547芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述547芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为22_的圆形；步骤八、将步骤七中所述547芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行进行21道次拉拔，具体为先以30%的道次加工率拉拔5道次，然后以22%的道次加工率拉拔5道次，之后以12%的道次加工率拉拔7道次，最后以10%的道次加工率拉拔4道次；并在第5道次拉拔后(拉拔总加工率为83%)和第13道次拉拔后(拉拔总加工率为80%)进行第二中间退火处理，得到547芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述547芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为
2.5mm的圆形；所述第二中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为I X 10_2Pa，退火温度为850°C，退火时间为2h ；步骤九、重复步骤五至步骤八两次,得到5473芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；步骤十、将步骤九中所述5473芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材置于真空退火炉中，在温度为200°C，真空度为I X KT2Pa的条件下保温2h进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为13%，余量为Cu。采用本实施例制备的Nb管增强Cu基复合线材的性能数据见表I。实施例4本实施例Nb管增强Cu基复合线材的制备方法包括以下步骤步骤一、选择直径为22mm，质量纯度为99. 99%的Cu棒和外径为69mm，厚度为23mm且质量纯度为99. 99%的Nb管，分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于外径为90mm,厚度为IOmm的第一无氧Cu包套中，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为800°C后保温1. 5h，然后在挤压比为7. 9的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为32mm的圆形；步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材以9%的道次加工率进行53道次拉拔，并在第17道次拉拔后(拉拔总加工率为80%)和第37道次拉拔后(拉拔总加工率为85%)进行第一中间退火处理,得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. 6mm的圆形；所述第一中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为lX10_4Pa，退火温度为800°C，退火时间为3h ；
步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材；步骤六、将571根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于 外径为80mm，厚度为8mm的第二无氧Cu包套内，得到571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封；步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为800°C后保温1. 5h，然后在挤压比为8. 15的条件下进行挤压，自然冷却后得到571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为28_的圆形；步骤八、将步骤七中所述571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行19道次拉拔，道次加工率为35%, 34%, 33%, 32%, 30%, 28%, 23%, 23%, 22%, 21%, 20%, 13%, 13%, 13%, 13%, 13%, 12%,12%，10%,并在第4道次拉拔后(拉拔总加工率为80%)和第11道次拉拔后(拉拔总加工率为85%)进行第二中间退火处理，得到571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为2. 8mm的圆形；所述第二中间退火处理在真空退火炉中进行，真空度为I X 10_4Pa，退火温度为800°C，退火时间为3h ；步骤九、重复步骤五至步骤八两次,得到5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；步骤十、将步骤九中所述5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材置于真空退火炉中，在温度为300°C，真空度为I X 10_4Pa的条件下保温Ih进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为15%，余量为Cu。采用本实施例制备的Nb管增强Cu基复合线材的性能数据见表I。表I本发明Nb管增强Cu基复合线材的性能数据
权利要求
1.一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、分别将Cu棒和Nb管进行酸洗处理，再将酸洗处理后的Cu棒装入酸洗处理后的Nb管中，然后将装有Cu棒的Nb管置于第一无氧Cu包套内，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套； 步骤二、采用真空电子束焊机将步骤一中所述Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封； 步骤三、将步骤二中真空电子束焊封后的Cu-Nb-Cu单芯复合包套加热至温度为700°C 800°C后保温Ih I. 5h，然后在挤压比为7. 3 9的条件下进行挤压，自然冷却后得到Cu-Nb-Cu单芯复合棒材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材的横截面为直径为15_ 32_的圆形； 步骤四、将步骤三中所述Cu-Nb-Cu单芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔过程中进行第一中间退火处理，得到Cu-Nb-Cu单芯复合线材；所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材的横截面为直径为2. Omm 2. 6mm的圆形；所述第一中间退火处理的具体制度为当拉拔的总加工率达到80% 85%时，将拉拔后的Cu-Nb-Cu单芯复合棒材进行第一次的第一中间退火处理，第一中间退火处理为多次时，保持相邻两次的第一中间退火处理之间的拉拔总加工率为 80% 85% ； 步骤五、将步骤四中所述Cu-Nb-Cu单芯复合线材依次经过矫直、定尺、截断和酸洗处理，得到处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材； 步骤六、将511根 571根步骤五中所述处理后的Cu-Nb-Cu单芯复合线材集束组装在一起，然后置于第二无氧Cu包套内，得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套，然后采用真空电子束焊机将所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套的两端分别进行真空电子束焊封； 步骤七、将步骤六中真空电子束焊封后的511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合包套加热至温度为700°C 800°C后保温Ih I. 5h，然后在挤压比为7. 6 8. 7的条件下进行挤压，自然冷却后得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材；所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的横截面为直径为20mm 28mm的圆形； 步骤八、将步骤七中所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行多道次拉拔，并在拉拔过程中进行第二中间退火处理，得到511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材；所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材的横截面为直径为2. Omm 2. 8mm的圆形；所述拉拔的具体制度为当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足d彡IOmm时，拉拔的道次加工率为28% 35% ;当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足5mm彡d < IOmm时，拉拔的道次加工率为20% 23% ;当所述511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材的截面直径d满足d < 5mm时，拉拔的道次加工率为10% 13% ;所述第二中间退火处理的具体制度为当拉拔的总加工率达到80% 85%时，将拉拔后的511芯 571芯Cu-Nb-Cu多芯复合棒材进行第一次的第二中间退火处理，第二中间退火处理为多次时，保持相邻两次的第二中间退火处理之间的拉拔总加工率为80% 85% ； 步骤九、重复步骤五至步骤八两次，得到5113芯 5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材； 步骤十、将步骤九中所述5113芯 5713芯Cu-Nb-Cu多芯复合线材进行成品退火处理，自然冷却后得到Nb管增强Cu基复合线材；所述Nb管增强Cu基复合线材中Nb的体积百分含量为10% 15%，余量为Cu。
2.根据权利要求I所述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述Nb管和Cu棒的质量纯度均> 99. 95%。
3.根据权利要求I所述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第一中间退火处理的温度为800°C 900°C，所述第一中间退火处理的时间为Ih 3h，所述第一中间退火处理的真空度不大于I X K^Pa。
4.根据权利要求I所述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述拉拔的道次加工率为7% 10%。
5.根据权利要求I所述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤八中所述第二中间退火处理的温度为800°C 900°C，所述第二中间退火处理的时间为Ih 3h，所述第二中间退火处理的真空度不大于lXK^Pa。
6.根据权利要求I所述的一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，其特征在于，步骤十中所述成品退火处理的温度为100°C 300°C，所述成品退火处理的时间为Ih 3h，所述成品退火处理的真空度不大于lX10_2Pa。
全文摘要
本发明提供了一种Nb管增强Cu基复合线材的制备方法，包括以下步骤一、将Cu棒装入Nb管后置于Cu包套内，得到Cu-Nb-Cu单芯复合包套；二、将Cu-Nb-Cu单芯复合包套的两端焊封；三、进行挤压加工；四、拉拔得到单芯线材；五、矫直、定尺、截断和酸洗；六、将511～571根单芯线材集束组装于Cu包套中后将两端焊封；七、挤压得到511芯～571芯棒材；八、拉拔得到511芯～571芯线材；九、重复步骤五至步骤八两次，得到5113芯～5713芯线材；十、成品退火后得到Nb管增强Cu基复合线材。采用本发明制备的Nb管增强Cu基复合线材具有良好的室温抗拉性能和优异的导电性，满足更高脉冲磁体需要。
文档编号B21C37/04GK102974643SQ20121054525
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者梁明, 徐晓燕, 王鹏飞, 马小波, 段颖, 卢亚锋, 李成山 申请人:西北有色金属研究院