专利名称：NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法
技术领域：
本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法
背景技术：
二次组装法是NbTi/Cu超导线材的制备的一种主要方法，其主要过程是将六方的NbTi/Cu单芯棒与六方的无氧铜棒按照设计的方式进行排列复合，并置于一个无氧铜管内，形成NbTi/Cu复合坯料。由于复合的组元横截面均是六方形，而坯锭的截面为圆形，所以在复合组元与无氧铜管之间不可避免的会存在空隙。为了保证挤压过程的顺利进行，避免NbTi芯丝在挤压过程中出现偏移。一般需要将空隙采用无氧铜棒进行填充。传统的方法是直接采用与空隙相对应的异形无氧铜棒进行填充，可以使得复合坯料的填充率可以达到96%以上。但是，由于NbTi/Cu超导线材的芯丝数量、铜超比等技术参数的不同，其设计存在一定的差别。而不同的设计需要配置不同的异形无氧铜棒，所以无法批量生产通用无氧铜棒，造成原材料的利用率不高。造成由于不同的产品只能采用不同形状的无氧铜棒，使得NbTi/Cu超导线的制备成本增加。此外，该方法对异形无氧铜棒、六方NbTi/Cu单芯棒、六方无氧铜棒的尺寸精度和不直度提出了很高的要求，增加了异形无氧铜棒材料加工的难度。
发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法，通用性强，原材料利用率高，提高了 NbTi/Cu超导线材的生产效率，降低了生产成本。技术方案一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法，其特征在于步骤如下步骤I :将NbTi/Cu单芯棒添加完成后的无氧铜管截面垂直于地面水平放置，将直径为2 3mm的圆形无氧铜棒，插入到梯形或三角形空隙中，插入深度控制在1/2 l/3NbTi/Cu单芯棒的长度，然后将插入空隙的无氧铜棒进行集束，然后向无氧铜管内夯实；步骤2 :将直径为I I. 5mm的圆形无氧铜棒插入步骤I完成后无氧铜棒与无氧铜管的缝隙中，插入深度与步骤I插入的圆形无氧铜棒的深度一致；步骤3 :将插入的圆形无氧铜棒端面整理平齐，并将步骤I和步骤2插入的圆形无氧铜棒的未插入部分扎紧，形成集束；步骤4 :将无氧铜棒集束敲入无氧铜管的复合坯料中，直至与其中的NbTi/Cu单芯棒平齐； 步骤I和步骤2中的插入步骤为步骤a :将圆形无氧铜棒圆周截面上垂直与地面,将圆形无氧铜棒插入由于重力而出现的空隙中；然后将无氧铜管转180度，将圆形无氧铜棒插入空隙中；步骤b :不断旋转角度α重复步骤a，直至不再出现由于重力而产生的空隙；所述旋转角度α等于旋转前已经完成的两个点形成夹角的1/2 ；所述2mm 3mm的圆形无氧铜棒和I I. 5mm的圆形无氧铜棒的长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致。有益效果本发明提出的一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法，采用两种规格无氧铜棒配合填充NbTi/Cu超导复合坯料组装过程中的空隙，通用性提高了 NbTi/Cu超导
复合包套组装的效率和坯料空隙填充材料的利用率，降低了 NbTi/Cu超导材料的制造成本。
图I :是NbTi/Cu复合还料截面示意图；图2 :是现有技术中NbTi/Cu复合坯料空隙填充方法示意图；图3 :是本发明NbTi/Cu复合坯料空隙填充方法示意图；图中，I.复合包套中的空隙，2.无氧铜管，3. NbTi/Cu单芯棒，4.梯形无氧铜棒，5.三角形无氧铜棒，6.圆形无氧铜棒1,7.圆形无氧铜棒2。
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述本发明实施例的方法步骤如下选取圆形无氧铜棒，其中圆形无氧铜棒I为主要填充材料，其直径范围控制在2 3mm之间；圆形无氧铜棒2为缝隙填充材料,其直径控制在I I. 5mm,其目的是填充圆形无氧铜棒I不能填充的小尺寸缝隙，提高NbTi/Cu复合坯料的填充率；所选取的圆形无氧铜棒长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤I :选取圆形无氧铜棒2插入最上端的梯形或三角形空隙中，圆形无氧铜棒2的插入深度控制在1/2 1/3棒材长度；当无氧铜棒2无法再插入所选取空隙时，将插入空隙的无氧铜棒2集束夯实；步骤2 :选取圆形无氧铜棒I插入无氧铜棒2与无氧铜管之间的缝隙中，圆形无氧铜棒I的插入深度与步骤二中圆形无氧铜棒2的插入深度一致，在圆形无氧铜棒I的插入的过程中需要不停夯实无氧铜棒集束，直至无法将无氧铜棒I插入选取的空隙中。步骤3 :用铜块将插入选取空隙的无氧铜棒端面敲平整，并将无氧铜棒集束的未插入的部分用扎带捆紧，避免无氧铜棒集束散开；步骤4 :将捆扎好的无氧铜棒集束敲入复合坯料中，直至与NbTi/Cu单芯棒平齐；按照上述步骤将剩余的空隙填充完毕，在填充过程中，保持被填充空隙在坯料截面的最上端，空隙的选择遵循对角原则。具体实施例I选取直径为圆形无氧铜棒I为主填充材料；直径为Imm圆形无氧铜棒2为缝隙填充材料；所选取的圆形无氧铜棒长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤I :选取3mm圆形无氧铜棒2插入最上端的梯形或三角形空隙中，圆形无氧铜棒的插入深度控制在1/2棒材长度；当无氧铜棒2无法再插入所选取空隙时，将插入空隙的无氧铜棒2集束夯实；步骤2 :选取Imm圆形无氧铜棒I插入无氧铜棒2与无氧铜管之间的缝隙中，圆形无氧铜棒I的插入深度与步骤二中圆形无氧铜棒2的插入深度一致，在圆形无氧铜棒I的插入的过程中需要不停夯实无氧铜棒集束，直至无法将无氧铜棒I插入选取的空隙中。；步骤3 :用铜块将插入选取空隙的无氧铜棒端面敲平整，并将无氧铜棒集束的未插入的部分用扎带捆紧，避免无氧铜棒集束散开；步骤4 :将捆扎好的无氧铜棒集束敲入复合坯料中，直至与NbTi/Cu单芯棒平齐；
按照上述步骤将剩余的空隙填充完毕，在填充过程中，保持被填充空隙在坯料截面的最上端，空隙的选择遵循对角原则；空隙填充耗时25分钟，空隙填充率达到97. 5%。实施例2选取直径为2_圆形无氧铜棒I为主填充材料；直径为Imm圆形无氧铜棒2为缝隙填充材料；所选取的圆形无氧铜棒长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤I :选取2mm圆形无氧铜棒2插入最上端的梯形或三角形空隙中，圆形无氧铜棒2的插入深度控制在1/2棒材长度；当无氧铜棒2无法再插入所选取空隙时，将插入空隙的无氧铜棒2集束夯实；步骤2 :选取Imm圆形无氧铜棒I插入无氧铜棒2与无氧铜管之间的缝隙中，圆形无氧铜棒I的插入深度与步骤二中圆形无氧铜棒2的插入深度一致，在圆形无氧铜棒I的插入的过程中需要不停夯实无氧铜棒集束，直至无法将无氧铜棒I插入选取的空隙中。步骤3 :用铜块将插入选取空隙的无氧铜棒端面敲平整，并将无氧铜棒集束的未插入的部分用扎带捆紧，避免无氧铜棒集束散开；步骤4 :将捆扎好的无氧铜棒集束敲入复合坯料中，直至与NbTi/Cu单芯棒平齐；按照上述步骤将剩余的空隙填充完毕，在填充过程中，保持被填充空隙在坯料截面的最上端，空隙的选择遵循对角原则；空隙填充耗时30分钟，空隙填充率达到98. 2%。实施例3选取直径为2. 5mm圆形无氧铜棒I为主填充材料；直径为I. 5mm圆形无氧铜棒2为缝隙填充材料；所选取的圆形无氧铜棒长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致，表面光洁，无毛刺、夹杂、油污、氧化等缺陷；步骤I :选取2. 5mm圆形无氧铜棒2插入最上端的梯形或三角形空隙中，圆形无氧铜棒2的插入深度控制在1/2棒材长度；当无氧铜棒2无法再插入所选取空隙时，将插入空隙的无氧铜棒2集束夯实；步骤2 :选取I. 5mm圆形无氧铜棒I插入无氧铜棒2与无氧铜管之间的缝隙中，圆形无氧铜棒I的插入深度与步骤二中圆形无氧铜棒2的插入深度一致，在圆形无氧铜棒I的插入的过程中需要不停夯实无氧铜棒集束，直至无法将无氧铜棒I插入选取的空隙中。
步骤3 :用铜块将插入选取空隙的无氧铜棒端面敲平整，并将无氧铜棒集束的未插入的部分用扎带捆紧，避免无氧铜棒集束散开；步骤4 :将捆扎好的无氧铜棒集束敲入复合坯料中，直至与NbTi/Cu单芯棒平齐；按照上述步骤将剩余的空隙填充完毕，在填充过程中，保持被填充空隙在坯料截面的最上端，空隙的选择遵循对角原则。空隙填充耗时27分钟，空隙填充率达到97. 3%。从上述三个实施例可以看出，采用本发明NbTi/Cu超 导坯料组装过程中空隙的填充方法，复合坯料的填充率可以达到97%以上，空隙填充时间可以控制在半小时以内，填充材料尺寸通用性强，提高了材料的利用率和复合坯料的组装效率。
权利要求
1.一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法，其特征在于步骤如下 步骤I :将NbTi/Cu单芯棒添加完成后的无氧铜管截面垂直于地面水平放置，将直径为2 3mm的圆形无氧铜棒,插入到梯形或三角形空隙中，插入深度控制在1/2 l/3NbTi/Cu单芯棒的长度，然后将插入空隙的无氧铜棒进行集束，然后向无氧铜管内夯实； 步骤2 :将直径为I I. 5mm的圆形无氧铜棒插入步骤I完成后无氧铜棒与无氧铜管的缝隙中，插入深度与步骤I插入的圆形无氧铜棒的深度一致； 步骤3 :将插入的圆形无氧铜棒端面整理平齐，并将步骤I和步骤2插入的圆形无氧铜棒的未插入部分扎紧，形成集束； 步骤4 :将无氧铜棒集束敲入无氧铜管的复合坯料中，直至与其中的NbTi/Cu单芯棒平齐； 步骤I和步骤2中的插入步骤为 步骤a:将圆形无氧铜棒圆周截面上垂直与地面，将圆形无氧铜棒插入由于重力而出现的空隙中；然后将无氧铜管转180度，将圆形无氧铜棒插入空隙中； 步骤b:不断旋转角度a重复步骤a，直至不再出现由于重力而产生的空隙； 所述旋转角度a等于旋转前已经完成的两个点形成夹角的1/2 ； 所述2mm 3mm的圆形无氧铜棒和I I. 5mm的圆形无氧铜棒的长度与NbTi/Cu单芯棒长度一致。
全文摘要
本发明涉及一种NbTi/Cu超导坯锭组装过程中空隙的填充方法，其特征在于将NbTi/Cu单芯棒添加完成后的无氧铜管截面垂直于地面水平放置，将圆形无氧铜棒插入到梯形或三角形空隙中集束夯实；将插入的圆形无氧铜棒端面整理平齐，将无氧铜管转方向，将圆形无氧铜棒插入空隙中；直至不再出现由于重力而产生的空隙。有益效果采用两种规格无氧铜棒配合填充NbTi/Cu超导复合坯料组装过程中的空隙，通用性提高了NbTi/Cu超导复合包套组装的效率和坯料空隙填充材料的利用率，降低了NbTi/Cu超导材料的制造成本。
文档编号H01B13/012GK102800433SQ20121027951
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者薛宇鑫, 李建峰, 万小波, 杨波, 刘向宏, 冯勇, 张平祥 申请人:西部超导材料科技股份有限公司