一種對超導復合棒材進行表面扒皮加工的方法技術

本發明專利技術涉及一種對超導復合棒材進行表面扒皮加工的方法，其特征在于：扒皮前在直線拉床上將擠壓棒材拉直，以保證后續表面扒皮過程不發生偏心；采用硬質合金扒皮模，模套外形采用錐形結構與拉床模架錐形內孔配合，保證扒皮過程的同心度，刃口角度控制在10～15度，刃口長度控制在1～3mm；每次扒皮量控制在0.1～0.5mm，避免過大的扒皮厚度造成扒皮模口銅皮堵塞，劃傷棒材表面。同時，對于根據超導復合導體設計需要調整超導復合棒材中基體材料與超導材料時，也可采用本方法的實施達到目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種本專利技術屬于超導材料加工
，涉及一種利用硬質合金扒皮模對超導復合棒材進行表面扒皮加工的方法。
技術介紹
NbTi/Cu和Nb3Sn/Cu兩種低溫超導復合材料具有優異的加工性能，可以制備成千米級甚至萬米級的工程實用材料，在超導材料工程應用領域具有不可替代的地位。在這種制備過程中，一般均要將兩種或兩種以上的材料與外層基體材料(通常是高純無氧銅管) 組裝成復合錠坯，再經過熱擠壓過程使得不同材料之間達到很好冶金結合，以便后續加工。 但熱擠壓過程必然在復合棒材外層基體材料的表面形成嚴重的氧化層，并附著擠壓加工的潤滑劑等雜質。超導復合棒材在后續的冷拉伸前必須去除表面的氧化層和雜質，否則將造成嚴重的斷線，無法獲得工程實用的千米級甚至萬米級長線。通常對于擠壓加工的棒材或管材大多采用酸洗的方法腐蝕去除表面的氧化層，由于不同位置表面氧化層或擠壓潤滑劑等雜質附著物，以及酸液溶度、溫度等因素對腐蝕速度的影響，為了徹底清除表面的氧化層和雜質，只能根據每根棒材的表面情況選擇不同腐蝕程度并經常返工，酸洗過程對于整個棒材表面腐蝕厚度均勻性很難控制，同時影響超導復合材料中基體材料與超導材料體積比的控制。酸洗后的棒材經常存在細小的表面夾雜顆粒需要手工打磨清除，整個過程效率很低，并且生產過程造成環境污染。
技術實現思路
要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，本專利技術提出，工藝簡單，棒材表面光潔度高。技術方案，其特征在于步驟如下步驟1 將擠壓制得的多芯或單芯超導復合棒材的頭尾截取適當長度；所述適當長度為觀察到芯絲即可；步驟2 將復合棒材的一端加工成鉛筆形狀，按照每道次面積減縮率選擇圓孔模具，然后將鉛筆形狀一端插入圓孔模具，在直線拉床上通過該圓孔模具進行拉伸，1 3個道次，每道次面積減縮率控制在15 25%之間，本步驟進行1 3個道次，拉伸速度控制在 6 15m/min，保證棒材的彎曲度不大于2/1000 ；步驟3 采用硬質合金扒皮模具對棒材進行扒皮，模具外壁與拉床模座內孔采取錐形配合，扒皮模的刃口角度控制在10 15度，刃口長度控制在1 3mm，扒皮速度控制在 8 12m/min，每次扒皮量控制在0. 1 0. 5mm之間，重復進行2 3次扒皮，完成扒皮加工過程。有益效果本專利技術提出的對超導復合棒材進行表面扒皮加工的方法，是一種利用硬質合金扒皮模對超導復合擠壓棒材扒皮加工的方法。加工出來的復合棒材表面光潔，生產效率高，解決的酸洗腐蝕厚度不易控制均勻、效率低的問題，棒材表面扒皮量精確可控，并棒材尺寸頭尾均勻。一般表面清潔加工控制在1 3%的扒皮量，還可根據不同設計要求，采用多次扒皮，調整復合材料中基體材料與超導材料的比例，適合大規模工業生產使用。扒皮前在直線拉床上將擠壓棒材拉直，以保證后續表面扒皮過程不發生偏心；采用硬質合金扒皮模，模套外形采用錐形結構與拉床模架錐形內孔配合，保證扒皮過程的同心度，刃口角度控制在10 15度，刃口長度控制在1 3mm;每次扒皮量控制在0. 1 0. 5mm，避免過大的扒皮厚度造成扒皮模口銅皮堵塞，劃傷棒材表面。同時，對于根據超導復合導體設計需要調整超導復合棒材中基體材料與超導材料時，也可采用本方法的實施達到目的。本專利技術的優點是工藝簡單，棒材表面光潔度高，總扒皮量可根據需要嚴格控制， 避免酸洗過程造成的環境污染，易于大規模生產，重復性好。附圖說明圖1 是本專利技術所使用的扒皮模結構示意圖2 是采用本專利技術的實施例1中NbTi/Cu單芯超導復合棒示意圖3 是采用本專利技術的實施例2中NbTi/Cu多芯超導復合棒材示意圖4 是采用本專利技術的實施例3中SnTi/Nb/Cu多芯亞組元復合棒材示意；1-錐形模套，2-刀口角度，3-模套，4-硬質合金模芯，5-刀口長度，6_NbTi合金， 7-Cu，8-NbTi/Cu 單芯棒，9_Nb 棒，IO-SnTi 棒。具體實施方式現結合實施例、附圖對本專利技術作進一步描述本專利技術實施例的具體步驟步驟1:擠壓制的多芯或單芯超導復合棒材，直徑在Φ 30 Φ 75mm，長度不限。將擠壓棒材的頭尾截取適當長度單芯復合棒材(如圖2)，芯部超導材料露出即可；多芯復合棒材 (如圖3)，至少露出一半芯絲數量。然后，再根據拉床夾持機構特點，通過旋鍛機或者碾頭機加工拉伸夾持長度，這樣避免后續拉伸和扒皮過程中頭尾斷裂。步驟2 將步驟1得到的復合棒材在直線拉床上通過由大到小的圓孔模具拉伸1 3個道次，每道次面積減縮率控制在15 25%之間，拉伸速度控制在6 15m/min，拉伸過程中保證棒材的彎曲度不大于2/1000，最后一道拉伸過程中模具孔徑的公差控制在士0. 03mm，棒材出模尺寸公差控制在士0. 05mm，保證后續扒皮量的嚴格控制；步驟3 將完成扒皮前拉伸的棒材在直線拉床上通過扒皮模進行扒皮拉伸，并且針對復合棒材外層基體材料為純銅材質，選擇扒皮模的刃口角度在10 15度，刃口長度在1 3mm,扒皮速度控制在8 12m/min，扒皮過程采用皂化液潤滑冷卻模具刃口，根據需要每次扒皮厚度控制在0. 1 0. 5mm之間，保證模口順利排出銅屑。扒皮模具的孔徑公差控制在士0. 03mm以內，扒皮后的棒材尺寸公差控制在士0. 05mm，扒皮過程可根據超導復合導體設計選擇控制扒皮量。扒皮厚度大于0. 5mm時，可采用不同孔徑的扒皮模，多次進行扒皮過程至設計的扒皮厚度，即完成扒皮加工過程。實施例1 擠壓制的NbTi/Cu單芯復合棒材直徑Φ58πιπι，長度6m，外層基體材料為無氧銅，厚度為4. 5mm，截面如圖2所示。拉伸前頭尾切除錠坯的純銅上下蓋部分后長度為 5. 5m，在拉床上采用Φ 51. 97mm圓孔模直線拉伸加工一道次，拉伸速度lOm/min，出模尺寸 51. 97士0.05mm，棒材彎曲度小于2/1000。拉伸后采用Φ51. 18mm扒皮模進行扒皮拉伸，扒皮模刃口角度為10 15度，扒皮拉伸速度為9m/min，扒皮后棒材直徑為51. 18士0. 05mm, 棒材表面光潔，無氧化層或夾雜，達到了表面清潔的目的，不會對芯部NbTi合金造成任何影響。實施例2 擠壓制的NbTi/Cu多芯復合棒材直徑Φ 70mm，長度15m，外層基體材料為無氧銅， 厚度為6mm，截面如圖3所示。拉伸前頭尾切除錠坯的純銅上下蓋部分后長度為13.5m， 在拉床上依次分別采用Φ63. 8mm, Φ 58. 18mm圓孔模直線拉伸加工兩道次，拉伸速度9m/ min，最終出模尺寸58. 18士0. 05mm，棒材彎曲度小于2/1000。拉伸后分別采用Φ57. 74mm、 Φ 57. 30mm扒皮模進行扒皮拉伸，扒皮模刃口角度為10 15度，扒皮拉伸速度為9m/min， 扒皮后棒材直徑為Φ57. 30士0. 05mm，棒材表面無光潔，無氧化層或夾雜，達到了表面清潔的目的，不會對內部NbTi芯絲造成任何影響。實施例3:組裝加工制的SnTi/Nb/Cu多芯亞組元復合棒材直徑Φ50πιπι，長度2m，外層基體材料為無氧銅，厚度為4mm，截面如圖3所示(該亞組元拉伸加工至一定形狀和尺寸后， 用于組裝生產Nb3Sn超導線材的最終坯料)。在拉床上采用20 25 %的道次加工率，拉伸速度6 15m/min，直線拉伸至Φ41. 60士0. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉維濤，李建峰，嚴凌霄，高慧賢，侯婧，杜社軍，劉向宏，
申請(專利權)人：西部超導材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：