RU2050605C1 - Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets - Google Patents
Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050605C1 RU2050605C1 RU9393032683A RU93032683A RU2050605C1 RU 2050605 C1 RU2050605 C1 RU 2050605C1 RU 9393032683 A RU9393032683 A RU 9393032683A RU 93032683 A RU93032683 A RU 93032683A RU 2050605 C1 RU2050605 C1 RU 2050605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite
- rods
- wires
- thin
- hexagonal
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 10
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 4
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу производства многожильных сверхпроводящих проводов, получаемых способами обработки металлов давлением. The invention relates to metallurgy, in particular to a method for the production of multicore superconducting wires obtained by metal forming methods.
Основу современной технологии производства сверхпроводников, представляющих собой композит в виде тонких нитей сплава ниобия с титаном, расположенных определенным образом в медной матрице, или нитей ниобия в матрице из оловянной бронзы, составляет процесс выдавливания многожильной заготовки. В зависимости от числа жил в проводе технологическая схема производства может строиться по принципу одностадийного или двухстадийного выдавливания многожильной заготовки. При одностадийном выдавливании композитная заготовка в простейшем варианте представляет собой чехол из нормального металла, например, меди или оловянной бронзы, в который вложены одножильные прутки сплава ниобия с титаном в медной оболочке или ниобия в бронзовой оболочке. После вакуумирования и герметизации многожильную заготовку выдавливают на прессе, а затем деформируют до размера готового провода. В случае использования схемы двухстадийного выдавливания первоначально выдавленный многожильный пруток деформируют до промежуточного размера, разрезают на заготовки мерной длины, которые в необходимом количестве вновь помещают в чехол из соответствующего нормального металла, герметизируют заготовку, выдавливают ее, а затем деформируют до размеров готового провода. Таким образом получают провод с числом жил, равным АxВ, где А число одножильных прутков в первой многожильной заготовке; В число многожильных прутков во второй многожильной заготовке. The basis of modern technology for the production of superconductors, which is a composite in the form of thin filaments of an alloy of niobium with titanium, located in a certain way in a copper matrix, or niobium filaments in a matrix of tin bronze, is the process of extruding a multicore blank. Depending on the number of cores in the wire, the production flow chart can be built on the principle of single-stage or two-stage extrusion of a multicore blank. In single-stage extrusion, the composite billet in the simplest version is a case made of normal metal, for example, copper or tin bronze, in which single-core rods of an alloy of niobium with titanium in a copper shell or niobium in a bronze shell are embedded. After evacuation and sealing, the stranded preform is squeezed out on a press, and then deformed to the size of the finished wire. In the case of using the two-stage extrusion scheme, the initially extruded stranded wire is deformed to an intermediate size, cut into workpieces of measured length, which are again placed in the necessary amount in a sheath of the corresponding normal metal, hermetically sealed, squeezed, and then deformed to the size of the finished wire. Thus, a wire is obtained with a number of cores equal to AxB, where A is the number of single-core rods in the first multi-strand workpiece; The number of stranded bars in the second stranded workpiece.
Качество готового многожильного провода определяется не только отсутствием обрывности жил, но и стабильностью их геометрии, т.е. когда нет значительного колебания диаметра как по длине одной жилы, так и между жилами. В противном случае имеет место деградация тока, в результате которой не удается реализовать полностью проектные возможности по токонесущей способности, закладываемые в ту или иную конструкцию сверхпроводника. Одним из определяющих факторов, влияющих на стабильность геометрии жил, является качество сборки композитной заготовки для выдавливания, которое характеризуется ее плотностью или объемом пустот. При выдавливании недостаточно плотной композитной заготовки на первой стадии выдавливания, когда в контейнере пресса происходит ее распрессовка, одножильные или многожильные прутки в сборке при достаточно малых поперечных сечениях теряют устойчивость. В результате имеет место изгиб прутков с возможным образованием дефектов в виде пережимов, что при дальнейшей деформации способствует повышенной обрывности жил, приводит к формированию в проводе жил неоднородных по диаметру, а при значительном количестве дефектов вообще исключает возможность получения провода необходимого размера из-за повышенной обрывности при деформации. The quality of the finished stranded wire is determined not only by the absence of openness of the cores, but also by the stability of their geometry, i.e. when there is no significant variation in diameter both along the length of one core and between the wires. Otherwise, there is a current degradation, as a result of which it is not possible to fully realize the design capabilities for the current-carrying ability embedded in a particular superconductor structure. One of the determining factors affecting the stability of the geometry of the cores is the build quality of the composite billet for extrusion, which is characterized by its density or volume of voids. When extruding an insufficiently dense composite billet at the first extrusion stage, when it is extruded in the press container, single-core or multi-core rods in the assembly lose stability when the cross sections are sufficiently small. As a result, there is a bending of the rods with the possible formation of defects in the form of clamps, which during further deformation contributes to increased openness of the wires, leads to the formation of wires of a heterogeneous diameter in the wire, and with a significant number of defects completely eliminates the possibility of obtaining the wire of the required size due to increased openness during deformation.
Известен способ подготовки композитной заготовки, при котором в прутке из нормального металла, например меди или оловянной бронзы, сверлят в направлении оси прутка на большую глубину глухие отверстия (Металловедение и технология сверхпроводящих материалов. / Под ред. С.Фонера, Б.Шварца. Перевод с англ. М. Металлургия, 1987, с.251-256, 282-283). В отверстия, выполненные в медной заготовке, вставляют стержни из сплава ниобия с титаном, а в отверстия бронзовой стержни ниобия. В заготовке такого типа практически отсутствуют пустоты, что является положительным фактором. There is a known method of preparing a composite billet, in which blind holes are drilled in the direction of the axis of the rod to a great depth in a rod of normal metal, for example, copper or tin bronze (Metallurgy and technology of superconducting materials. Ed. By S. Foner, B. Schwartz. Translation from English M. Metallurgy, 1987, p. 251-256, 282-283). In the holes made in the copper billet, rods made of an alloy of niobium with titanium are inserted, and in the holes of the bronze rods of niobium. In the blank of this type there are practically no voids, which is a positive factor.
Однако такой способ подготовки сборки имеет ряд существенных недостатков, которые ограничивают ее использование в промышленном производстве сверхпровод- ников. К основным недостаткам этого типа сборки следует отнести: низкую производительность сверления отверстий; использование сверл относительно большого диаметра из-за необходимости сверления отверстий на большую глубину, что обуславливает получение заготовок с малым числом жил, в результате такая заготовка может использоваться, как правило, в технологической схеме производства сверхпроводящих проводов с относительно небольшим числом жил, основу которой составляет процесс двухстадийного выдавливания; отклонение сверла от оси сверления. Величина отклонения при сверлении на большую глубину тем больше, чем меньше диаметр сверла. В результате расстояние между отдельными стержнями заготовки не является постоянным, что в готовом проводе может вызвать локальный контакт некоторых жил между собой. Наличие контактов между жилами обуславливает возрастание такого параметра провода, как эффективный диаметр жил, что ограничивает, а в ряде случаев исключает его использование для магнитных систем, работающих на переменном токе. However, this method of preparing the assembly has a number of significant drawbacks that limit its use in the industrial production of superconductors. The main disadvantages of this type of assembly include: low productivity of drilling holes; the use of drills of a relatively large diameter due to the need to drill holes to a greater depth, which leads to the preparation of workpieces with a small number of cores, as a result of such a workpiece can be used, as a rule, in the technological scheme for the production of superconducting wires with a relatively small number of cores, the basis of which is the process two-stage extrusion; deviation of the drill from the axis of drilling. The magnitude of the deviation when drilling to great depths, the greater the smaller the diameter of the drill. As a result, the distance between the individual workpiece rods is not constant, which in the finished wire can cause local contact of some cores with each other. The presence of contacts between the cores leads to an increase in such a parameter of the wire as the effective diameter of the cores, which limits, and in some cases excludes, its use for magnetic systems operating on alternating current.
Известен также способ подготовки композитной заготовки, при котором одножильные прутки круглого сечения, представляющие собой сердечник из сверхпроводящего металла или сплава в оболочке из нормального металла, помещают в чехол из нормального металла с цилиндрической внутренней полостью, причем количество одножильных прутков должно быть таким, чтобы можно было обеспечить их гексагональную упаковку в сборке (Valaris P. Kreilick T.S. Greogorg E. Wong I.Refinements in Billet Dising for SSC Strand. IEEE Trans. Magn. 1989, Mag.25, Р.1937-1939). При таком способе подготовки сборки объем пустот исходя из расчетных данных составляет 28-30% Вводя в сборку прутки или пластины соответствующего профиля из того же металла, что и чехол для заполнения пустот между внутренней поверхностью чехла и гранями, которые формируются одножильными прутками при гексагональной упаковке, можно снизить объем пустот в заготовке до 14-15% Указанный способ сборки позволяет использовать ее в технологической схеме одностадийного и двухстадийного выдавливания. При одностадийном выдавливании в зависимости от диаметра контейнера пресса и диаметра одножильных прутков их число в сборке может достигать примерно до 1500 шт, при двухстадийном несколько десятков тысяч. There is also known a method of preparing a composite billet, in which single-core rods of circular cross section, representing a core of a superconducting metal or alloy in a shell of normal metal, are placed in a case of normal metal with a cylindrical internal cavity, and the number of single-core rods should be such that it is possible provide their hexagonal packaging in the assembly (Valaris P. Kreilick TS Greogorg E. Wong I. Refinements in Billet Dising for SSC Strand. IEEE Trans. Magn. 1989, Mag.25, P. 1937-1939). With this method of preparing the assembly, the void volume based on the calculated data is 28-30%. Introducing into the assembly rods or plates of the corresponding profile made of the same metal as the cover to fill the voids between the inner surface of the cover and the faces that are formed by single-core rods with hexagonal packaging, it is possible to reduce the volume of voids in the workpiece to 14-15%. The specified assembly method allows its use in the technological scheme of single-stage and two-stage extrusion. With single-stage extrusion, depending on the diameter of the press container and the diameter of single-core rods, their number in the assembly can reach up to about 1500 pcs, with a two-stage several tens of thousands.
Однако из-за значительного объема пустот в сборке, как это было показано выше, при ее выдавливании возможно образование дефектов, обуславливающих геометрическую неоднородность жил и их обрывность в процессе последующей деформации. Сборка такого типа не позволяет получать сверхпроводники с диаметром жил 3-5 мкм. However, due to the significant volume of voids in the assembly, as was shown above, when it is extruded, defects can be formed that cause the geometric heterogeneity of the cores and their breakage during subsequent deformation. An assembly of this type does not make it possible to obtain superconductors with a core diameter of 3-5 microns.
Известен также способ подготовки композитной заготовки, при котором одножильные композитные прутки шестигранного профиля размещают в количестве, необходимом для образования гексагональной упаковки в цилиндрической полости чехла из нормального металла (Металловедение и технология сверхпроводящих материалов. /Под ред. С.Фонера, Б.Шварца. Пер с англ. М. Металлургия, 1987, с. 251-256, 282-283). При таком способе сборки расчетный объем пустот в ней составляет 21-22% Вводя в сборку прутки или пластины соответствующего профиля из того же металла, что и чехол, для заполнения пустот между внутренней поверхностью чехла и шестигранными прутками, объем пустот в сборке можно сократить до уровня 5-7%
Указанный способ подготовки сборки используется, как правило, в технологической схеме с двухстадийным выдавливанием и позволяет получать провода с числом жил от нескольких сот до нескольких десятков тысяч (40-70 тыс). При этом в зависимости от механических свойств материалов, входящих в композит, диаметр жил в проводе может составлять 3-10 мкм.There is also known a method of preparing a composite billet, in which single-core composite rods of a hexagonal profile are placed in the amount necessary for the formation of hexagonal packaging in the cylindrical cavity of a normal metal case (Metal science and technology of superconducting materials. / Ed. By S. Foner, B. Schwartz. Per with the English M. Metallurgy, 1987, S. 251-256, 282-283). With this method of assembly, the estimated volume of voids in it is 21-22%. By introducing into the assembly rods or plates of the corresponding profile of the same metal as the cover, to fill the voids between the inner surface of the cover and the hexagonal rods, the volume of voids in the assembly can be reduced to a level 5-7%
The specified method for preparing the assembly is used, as a rule, in the technological scheme with two-stage extrusion and allows you to get wires with the number of cores from several hundred to several tens of thousands (40-70 thousand). Moreover, depending on the mechanical properties of the materials included in the composite, the diameter of the cores in the wire can be 3-10 microns.
Наиболее близким к изобретению техническим решением (патент США N 5088183, кл. 29/599, опублик. 1992), которое взято в качестве прототипа, является способ подготовки композитной многожильной заготовки, заключающийся в том, что композитные одножильные прутки круглого сечения размещают в тонкостенной шестигранной трубке из нормального металла. Количество композитных прутков в трубке должно быть таким, чтобы обеспечивалась их плотная гексагональная упаковка. Шестигранные трубки, содержащие композитные прутки, размещают в чехле из нормального металла таким образом, чтобы обеспечить гексагональную упаковку. Затем сборку уплотняют путем заполнения пустот прутками соответствующих диаметров или пластинами соответствующего профиля, которые размещают между внутренней поверхностью чехла и шестигранными композитными прутками. В качестве заполняющих прутков используют композитные одножильные прутки или прутки из нормального металла. В качестве заполняющих профилей используются профили из нормального металла. Closest to the invention, the technical solution (US patent N 5088183, CL 29/599, published. 1992), which is taken as a prototype, is a method for preparing a composite multicore blank, which consists in the fact that composite single-core rods of circular cross-section are placed in a thin-walled hexagonal tube made of normal metal. The number of composite rods in the tube must be such as to ensure their tight hexagonal packing. Hex tubes containing composite rods are placed in a case of normal metal in such a way as to provide hexagonal packaging. Then the assembly is sealed by filling the voids with rods of the corresponding diameters or plates of the corresponding profile, which are placed between the inner surface of the cover and the hexagonal composite rods. As filling rods using composite single-core rods or bars of normal metal. As filling profiles, profiles of normal metal are used.
Однако такой способ подготовки сборки имеет существенный недостаток, так как предусматривает размещение в тонкостенных шестигранных трубках композитных прутков (проволок) круглого сечения, геометрия которых не позволяет в заполняемом объеме исключить наличие пустот. Поскольку шестигранные композитные прутки являются основными компонентами сборки, композитная заготовка, собранная из указанных элементов, будет недостаточно плотной, чем это требуется для заготовки, предназначенной для производства сверхпроводящих проводов с тонкими и ультратонкими жилами. However, this method of preparing the assembly has a significant drawback, since it provides for the placement in composite thin-walled hexagonal tubes of composite rods (wires) of circular cross section, the geometry of which does not allow the presence of voids in the filled volume. Since hexagonal composite rods are the main components of the assembly, a composite billet assembled from these elements will not be dense enough than that required for a billet designed for the production of superconducting wires with thin and ultra-thin conductors.
Расчет показывает, что в тонкостенной шестигранной трубке, имеющей размер под "ключ" 24,8 мм, толщину стенки 1 мм, которая заполнена проволоками диаметром 2 мм в количестве 127 шт. что обеспечивает их гексагональную упаковку, объем пустот составляет 11,2% Практически с учетом допусков на размер шестигранной трубки, толщину ее стенки, диаметр прутков (проволок) и их кривизну объем пустот в композитном шестигранном элементе несколько больше. В случае неплотной сборки при ее распрессовке в контейнере пресса происходит потеря устойчивости композитных прутков, что приводит к нарушению их геометрии и образованию дефектов. Чем больше объем пустот и меньше диаметр прутков в сборке, тем значительнее нарушение геометрии композитных прутков. Образованные в ходе процесса выдавливания дефекты вызывают при дальнейшей деформации обрывность жил и их разнотолщинность. В результате токонесущая способность такого провода оказывается ниже, чем следовало ожидать. The calculation shows that in a thin-walled hexagonal tube having a “key” size of 24.8 mm, the wall thickness is 1 mm, which is filled with wires with a diameter of 2 mm in an amount of 127 pcs. which ensures their hexagonal packing, the void volume is 11.2%. Practically taking into account the tolerances on the size of the hexagonal tube, its wall thickness, the diameter of the rods (wires) and their curvature, the void volume in the composite hexagonal element is slightly larger. In the case of loose assembly, when it is pressed in the press container, the stability of composite rods is lost, which leads to a violation of their geometry and the formation of defects. The larger the void volume and the smaller the diameter of the rods in the assembly, the greater the violation of the geometry of the composite rods. Defects formed during the extrusion process during further deformation cause openness of the cores and their thickness difference. As a result, the current carrying capacity of such a wire is lower than would be expected.
Предлагаемый способ позволяет повысить плотность многожильной композитной заготовки, а также надежность производства сверхпроводников с тонкими и ультратонкими жилами, которые обладают высокой конструктивной плотностью тока. The proposed method allows to increase the density of the multicore composite billet, as well as the reliability of the production of superconductors with thin and ultra-thin veins, which have a high structural current density.
Поставленная задача в отличие от прототипа решается путем помещения в чехол из нормального металла шестигранных композитных прутков, содержащих одножильные проволоки, между которыми практически отсутствуют пустоты. The task, in contrast to the prototype, is solved by placing hexagonal composite rods containing single-core wires in a case made of normal metal, between which there are practically no voids.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое решение отличается от известного тем, что шестигранные композитные прутки в сборке практически не имеют пустот. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed solution differs from the known one in that the hexagonal composite rods in the assembly practically have no voids.
В заявляемом способе получение плотных шестигранных композитных прутков осуществляется следующим образом (см. чертеж). В тонкостенную трубу 1 круглого сечения из нормального металла вставляют одножильные прутки 2 круглого сечения в количестве, необходимом для их гексагональной упаковки. Полученную композитную трубу деформируют с целью уплотнения прутков и устранения пустот между ними до шестигранного профиля необходимого размера, при этом общая деформация должна составлять не менее 40% после чего пруток режут на заготовки требуемой длины, а затем помещают их в соответствующем количестве в чехол 3 из нормального металла. In the inventive method, the production of dense hexagonal composite rods is as follows (see drawing). Single-
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т. е. в области производства сверхпроводников, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом способе подготовки композитной заготовки. An analysis of the known technical solutions (analogues) in the studied field, i.e., in the field of superconductors production, allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the essential distinguishing features in the claimed method for preparing a composite billet.
Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.
Предлагаемый способ подготовки плотной композитной заготовки реализован следующим образом. Способами обработки металлов добавлением были изготовлены необходимые элементы композитной заготовки, которая предназначена для получения сверхпроводящего провода на основе интерметаллического соединения Nb3Sn по технологической схеме, предусматривающей одностадийный процесс выдавливания многожильной заготовки. В качестве исходных элементов композитной заготовки были использованы медный чехол диаметром 298 мм с толщиной стенки 23 мм и высотой 650 мм, трубы из оловянной бронзы размером ⌀ 24х1 мм с содержащем олова 13 мас. одножильная композитная проволока диаметром 1,5 мм, представляющая собой ниобиевый сердечник в оболочке из оловянной бронзы, трубы из ниобия диаметром 252 мм с толщиной стенки 3 мм и высотой 600 мм, бронзовые прутки диаметром 12, 10 и 8 мм. В бронзовые трубы размером ⌀ 24х1 мм и длиной 4 м вставляли пучки композитных проволок диаметром 1,5 мм в количестве 121 шт. что обеспечивало их гексагональную упаковку. Затем для устранения пустот, образующихся между отдельными композитными проволоками, а также между внутренней поверхностью трубы и проволоками, композитные сборки уплотняли, деформируя их волочением до диаметра 20 мм. На диаметре 20 мм композитные прутки профилировали на шестигранник размером под "ключ" 17 мм. Общая деформация при уплотнении составила 4% При визуальном осмотре поперечного сечения шестигранного прутка без применения оптических приборов наличие пустот в прутке практически не было выявлено. Уплотненные шестигранные композитные прутки разрезали на отрезки длиной 600 мм. Затем в медный чехол диаметром 298 мм помещали ниобиевую трубу размером ⌀ 253х3 мм и шестигранные композитные прутки размером под "ключ" 17 мм в количестве 163 шт. что обеспечивало их плотную упаковку. Для уплотнения композитной заготовки имеющиеся в ней пустоты, образованные внешним рядом шестигранных прутков в сборке и внутренней поверхностью ниобиевой трубы, заполняли бронзовыми прутками диаметром 12, 10 и 8 мм. Полученная таким образом заготовка содержала 19723 ниобиевые жилы.The proposed method for preparing a dense composite billet is implemented as follows. Using the methods of metal processing by adding, the necessary elements of the composite billet were manufactured, which is designed to produce a superconducting wire based on the Nb 3 Sn intermetallic compound according to the technological scheme, which provides a one-stage process of extruding a multicore workpiece. As the initial elements of the composite billet, we used a copper case with a diameter of 298 mm with a wall thickness of 23 mm and a height of 650 mm, pipes made of tin bronze with a size of х 24x1 mm and containing tin of 13 wt. single core composite wire with a diameter of 1.5 mm, representing a niobium core in a tin bronze shell, niobium pipes with a diameter of 252 mm with a wall thickness of 3 mm and a height of 600 mm, bronze rods with a diameter of 12, 10 and 8 mm. 121 pieces of composite wires with a diameter of 1.5 mm were inserted into bronze pipes measuring ⌀ 24x1 mm and a length of 4 m. which ensured their hexagonal packing. Then, to eliminate the voids formed between the individual composite wires, as well as between the inner surface of the pipe and the wires, the composite assemblies were compacted by deforming them by drawing to a diameter of 20 mm. On a diameter of 20 mm, composite rods were profiled onto a hexagon with a 17 mm “key” size. The total deformation during compaction was 4%. During visual inspection of the cross section of the hexagonal rod without the use of optical devices, the presence of voids in the rod was practically not detected. Sealed hexagonal composite rods were cut into lengths of 600 mm. Then, a niobium pipe размером 253x3 mm in size and 163 hexagonal composite rods of 17 mm "key" size were placed in a copper case with a diameter of 298 mm. which ensured their tight packing. To seal the composite preform, the voids contained in it, formed by the outer row of hexagonal rods in the assembly and the inner surface of the niobium pipe, were filled with bronze rods with a diameter of 12, 10 and 8 mm. The billet thus obtained contained 19723 niobium veins.
Использование предлагаемого способа сборки композитной заготовки по сравнению с существующими обеспечивает получение следующих технических результатов: увеличение плотности композитной заготовки в результате уменьшения объема пустот, повышение устойчивости при выдавливании таких элементов композитной заготовки, как одножильные проволоки, что снижает количество дефектов, связанных с нарушением геометрии ниобиевых жил при распрессовке заготовки, повышение надежности дальнейшего проведения процесса деформации при производстве провода за счет снижения его обрывности. Using the proposed method for assembling a composite billet in comparison with existing ones provides the following technical results: an increase in the density of the composite billet as a result of a decrease in the volume of voids, an increase in the stability when extruding elements of the composite billet, such as single-core wires, which reduces the number of defects associated with the violation of the geometry of niobium veins when pressing the workpiece, increasing the reliability of the further process of deformation in the production of gadfly by reducing its breakage.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393032683A RU2050605C1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393032683A RU2050605C1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93032683A RU93032683A (en) | 1995-10-27 |
| RU2050605C1 true RU2050605C1 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=20143787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9393032683A RU2050605C1 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2050605C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2159474C1 (en) * | 2000-01-14 | 2000-11-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Method for producing niobium-titanium base superconducting wires |
| RU2233491C1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Method for producing multiple-fiber blank in manufacturing $$$ compound base superconductor (alternatives) |
| RU2291505C2 (en) * | 2004-11-02 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for assembling composite billet to produce multiple-fiber conductor (alternatives) |
| RU2464659C2 (en) * | 2007-03-29 | 2012-10-20 | Лувата Эспоо Ой | MULTIPLY STABILISED COMPOSITE SUPERCONDUCTIVE WIRE CONTAINING NbTi |
| RU2558753C1 (en) * | 2014-04-18 | 2015-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | METHOD OF MANUFACTURE OF COMPOSITE SUPERCONDUCTING WIRE BASED ON Nb3Sn COMPOUND |
| RU2564660C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-10-10 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" (АО "ВНИИНМ") | METHOD OF OBTAINING MULTIFIBRE WORKPIECE FOR MANUFACTURING SUPERCONDUCTING CABLE BASED ON Nb3Sn COMPOUND |
-
1993
- 1993-06-22 RU RU9393032683A patent/RU2050605C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Металловедение и технология сверхпроводящих материалов. * |
| Металлургия, 1987, с.251-256. * |
| Патент США N 5088183, кл. H 01B 12/00, 1992. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2159474C1 (en) * | 2000-01-14 | 2000-11-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Method for producing niobium-titanium base superconducting wires |
| RU2233491C1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Method for producing multiple-fiber blank in manufacturing $$$ compound base superconductor (alternatives) |
| RU2291505C2 (en) * | 2004-11-02 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for assembling composite billet to produce multiple-fiber conductor (alternatives) |
| RU2464659C2 (en) * | 2007-03-29 | 2012-10-20 | Лувата Эспоо Ой | MULTIPLY STABILISED COMPOSITE SUPERCONDUCTIVE WIRE CONTAINING NbTi |
| RU2558753C1 (en) * | 2014-04-18 | 2015-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | METHOD OF MANUFACTURE OF COMPOSITE SUPERCONDUCTING WIRE BASED ON Nb3Sn COMPOUND |
| RU2564660C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-10-10 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" (АО "ВНИИНМ") | METHOD OF OBTAINING MULTIFIBRE WORKPIECE FOR MANUFACTURING SUPERCONDUCTING CABLE BASED ON Nb3Sn COMPOUND |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105913967B (en) | The manufacturing method of the semi-finished product wire rod and semi-finished product wire rod for the superconducting wire containing Nb3Sn with PIT element | |
| US3618205A (en) | Method of fabricating a composite superconducting wire | |
| US5869196A (en) | Constrained filament electrolytic anode and process of fabrication | |
| RU2050605C1 (en) | Process of manufacture of dense multiple-conductor composite billets | |
| US3837066A (en) | Method of extruding aluminum coated nb-ti | |
| CN118098701B (en) | Multi-core MgB2Superconducting wire and method for producing same | |
| EP2202814A1 (en) | A metal assembly constituting a precursor for a superconductor and a method suitable for the production of a superconductor | |
| US20040244185A1 (en) | Production of electrolytic capacitors and superconductors | |
| EP0045584B1 (en) | Methods of making multifilament superconductors | |
| JPS62170111A (en) | Manufacture of multicore fine wire super conductor | |
| US5534219A (en) | Method for producing multifilamentary niobium-tin superconductor | |
| RU2101792C1 (en) | Process of manufacture of ribbon superconductive cable | |
| RU93032683A (en) | A METHOD OF MANUFACTURING A DENSE MULTIPLE COMPOSITE PREPARATION FOR THE PRODUCTION OF WIRES WITH A BIG NUMBER OF THIN AND ULTRA-THIN SUPERCONTRACTORS | |
| KR20050092363A (en) | Method for increasing the copper to superconductor ratio in a superconductor wire | |
| JP2992501B2 (en) | Powder-in-tube type manufacturing method of HTc superconducting multi-wire strand having silver-based matrix | |
| WO2002081192A1 (en) | Nb3Al SUPERCONDUCTOR AND METHOD OF MANUFACTURE | |
| CA2014464A1 (en) | Method for making mineral insulated metal sheathed cables | |
| RU2285966C1 (en) | Method for composite wire manufacture | |
| CN115458961B (en) | Superconducting joint and preparation method thereof | |
| US20050155785A1 (en) | Method of producing a sheath for a multifilament superconducting cable and sheath thus produced | |
| EP0750355B1 (en) | Superconductor extrusion billet | |
| US5396697A (en) | Method of assembling composite billets for manufacturing multifilament superconducting strands | |
| JPH04289615A (en) | Method for manufacturing compound superconducting wire | |
| EP1763091A2 (en) | Method of manufacturing for Nb3Sn superconducting wire rod by means of powder method and precursor therefor | |
| JPH05334929A (en) | Manufacture of nb3sn superconductor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090623 |