專利名稱：一種制備MRI用NbTi超導線的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備MRI用NbTi超導線的方法，屬于超導材料加工技術領域，涉及一種制備MRI用NbTi超導線的方法。
背景技術：
MRI (核磁共振成像，Magnetic Resonance Imaging)，是現(xiàn)代醫(yī)學不可或缺的診斷工具，它具有非侵入、無輻射、診斷時間短、精確度高的特點。目前70%以上的MRI (由0.3T 到3. 0T)采用低溫超導磁體。MRI系統(tǒng)采用超導磁體能保證最有效地產(chǎn)生核磁成像所要求的高度均勻、穩(wěn)定和強大的磁埸，從而獲得清晰的圖像。超導磁體作為MRI中的關鍵部件主要由NbTi/Cu超導線繞制而成。傳統(tǒng)的制備MRI用的NbTi/Cu超導線主要是二次組裝擠壓法，即將NbTi棒與銅基體復合，經(jīng)過擠壓、拉拔形成單芯NbTi六方棒，再將NbTi六方棒和 Cu六方棒集束后放入圓形銅包套中，并采用不同規(guī)格的圓形銅插棒填充六方棒與圓形銅包套的空隙，復合形成多芯NbTi/Cu復合棒。經(jīng)過擠壓、拉拔制成多芯NbTi/Cu超導線材。這種制備方法雖然技術相對成熟，但工序繁多導致工作效率較低，從而使成本相對較高。因此，有必要開發(fā)出一種新的NbTi/Cu超導線制備方法，提高生產(chǎn)效率、降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種制備MRI用NbTi超導線的方法， 將NbTi圓棒與多孔Cu錠復合封焊后，經(jīng)過擠壓、拉拔制成多芯NbTi/Cu超導線材的鉆孔擠壓法。技術方案一種制備MRI用NbTi超導線的方法，其特征在于步驟如下步驟1 將直徑為Φ 100 300mm的NbTi棒插入外徑為Φ 100 300mm的Cu管中，兩端用銅蓋蓋封；采用擠壓和拉拔工藝得到φ 10 30mm的NbTi/Cu單芯棒，再經(jīng)過矯直、切割成長度為300 800mm，清洗備用；步驟2 取外徑DO為Φ 100 300mm、高度h為300 800mm的Cu錠清洗后進行深度為300 800mm的鉆孔，得到15 100孔的多孔Cu錠；所述孔均勻的分布在以Cu錠圓心為中心的1到6層同心圓上，且最外芯絲排布直徑Dl小于0. 85D0 ；所述孔的進口中心偏差< 0. 5mm,孔的出口中心偏差< Imm ；將鉆孔后的Cu錠清洗備用；步驟3 將步驟1制備的NbTi/Cu單芯棒，插入步驟2制備好的多孔Cu錠中，其中 Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比率為2 10，將插入NbTi棒的Cu錠兩端用銅蓋蓋封后，得到多芯的復合坯錠；步驟4 將封焊后的多芯的復合坯錠在520 650°C下保溫30 120min后進行擠壓，擠壓比為8 20，擠壓模直徑為Φ 30 100mm，擠壓速度為10 40mm/s，得到直徑為 Φ40 80mm的多芯NbTi/Cu復合擠壓棒；
步驟5 將步驟4得到的多芯NbTi/Cu復合擠壓棒在拉伸機上進行10 20次拉伸、退火，拉伸速度5 lOOm/min，加工率為10 20% /道次，得到芯絲直徑Df為50 150 μ m,孔間距S與NbTi的芯絲直徑Df比率為0. 15 0. 45的NbTi/Cu超導線。有益效果本發(fā)明提出的一種制備MRI用NbTi超導線的方法，將NbTi圓棒與多孔Cu錠復合封焊后，經(jīng)過擠壓、拉拔制成多芯NbTi/Cu超導線材的鉆孔擠壓法。這種方法工藝簡單，成品率較高，與二次組裝擠壓法相比具有以下優(yōu)點(1)組裝更加簡單、方便。(2)省去了六方銅芯棒、銅插縫棒的生產(chǎn)，大幅度的減少生產(chǎn)工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；(3)提高了 NbTi棒利用率，采用二次組裝擠壓，NbTi棒有單芯棒和復合棒兩個損耗的過程，NbTi的總利用率約為65-70%。而采用鉆孔擠壓法，NbTi利用率可以提高到85%左右。(4)鉆孔法用的Cu錠相比二次組裝擠壓法用的Cu管價格比較便宜，這樣就降低了成本。(5)該方法在減少工序的同時也減少了無氧銅的損耗，提高效率，降低了生產(chǎn)成本。


圖1是采用鉆孔擠壓法的Cu錠的截面示意圖；圖2是采用本發(fā)明實施例1的方法制得的NbTi/Cu超導線的電鏡掃描照片。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述實施例1:將直徑為23mm的NbTi/Cu單芯棒裝入直徑為Φ 255mm，長度為670mm的42芯多孔銅錠中，孔均勻的分布在以Cu錠中心為中心的2層同心圓上，且最外芯絲排布直徑Dl為 192mm, Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比4，其加蓋后兩端采用真空電子束進行封焊。然后將坯錠在感應爐中加熱至550°C，保溫40min后進行擠壓，擠壓比為10，擠壓模直徑為Φ71，擠壓速度為20mm/s，并用潤滑劑潤滑坯錠與擠壓模之間，擠壓完成后將擠壓棒在拉伸機上進行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率選擇20% /道次，即得芯絲為直徑 Df為95 μ m,孔間距s與NbTi的芯絲直徑Df比率為0. 3的NbTi/Cu超導線。實施例2:將直徑為15mm的NbTi/Cu單芯棒裝入直徑為Φ 180mm,長度為560mm的54芯多孔銅錠中，孔均勻的分布在以Cu錠中心為中心的3層同心圓上，且最外芯絲排布直徑Dl應為145mm，Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比為2. 5，加蓋后兩端采用真空電子束進行封焊。然后將坯錠在感應爐中加熱至550°C，保溫60min后進行擠壓，擠壓比為 13，擠壓模直徑為Φ58，擠壓速度為20mm/s，并用潤滑劑潤滑坯錠與擠壓模之間，擠壓完成后將擠壓棒在拉伸機上進行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率選擇20% /道次，即得芯絲為直徑Df為75mm，孔間距s與NbTi的芯絲直徑Df比率為0. 25的NbTi /Cu超導線。實施例3:將直徑為30mm的NbTi/Cu單芯棒裝入直徑為Φ 280mm,長度為770mm的24芯多孔銅錠中，孔均勻的分布在以Cu錠中心為中心的1層同心圓上，且最外芯絲排布直徑Dl應為 217mm，Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比為7，加蓋后兩端采用真空電子束進行封焊。然后將坯錠在感應爐中加熱至550°C，保溫SOmin后進行擠壓，擠壓比為14，擠壓模直徑為Φ71，擠壓速度為20mm/s，并用潤滑劑潤滑坯錠與擠壓模之間，擠壓完 成后將擠壓棒在拉伸機上進行拉伸，拉伸速度30m/min，加工率選擇20% /道次，即得芯絲為直徑 Df為115 μ m，孔間距s與NbTi的芯絲直徑Df比率為0. 45的NbTi/Cu超導線。
權利要求
1. 一種制備MRI用NbTi超導線的方法，其特征在于步驟如下 步驟1 將直徑為φ 100 300mm的NbTi棒插入外徑為Φ 100 300mm的Cu管中，兩端用銅蓋蓋封；采用擠壓和拉拔工藝得到Φ 10 30mm的NbTi/Cu單芯棒，再經(jīng)過矯直、切割成長度為300 800mm，清洗備用；步驟2 取外徑DO為Φ 100 300mm、高度h為300 800mm的Cu錠清洗后進行深度為300 800mm的鉆孔，得到15 100孔的多孔Cu錠；所述孔均勻的分布在以Cu錠圓心為中心的1到6層同心圓上，且最外芯絲排布直徑Dl小于0. 85D0 ；所述孔的進口中心偏差 < 0. 5mm,孔的出口中心偏差< Imm ；將鉆孔后的Cu錠清洗備用；步驟3 將步驟1制備的NbTi/Cu單芯棒，插入步驟2制備好的多孔Cu錠中，其中Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比率為2 10，將插入NbTi棒的Cu錠兩端用銅蓋蓋封后，得到多芯的復合坯錠；步驟4 將封焊后的多芯的復合坯錠在520 650°C下保溫30 120min后進行擠壓，擠壓比為8 20，擠壓模直徑為Φ 30 100mm，擠壓速度為10 40mm/s，得到直徑為Φ40 80mm的多芯NbTi/Cu復合擠壓棒；步驟5 將步驟4得到的多芯NbTi/Cu復合擠壓棒在拉伸機上進行10 20次拉伸、退火，拉伸速度5 100m/min，加工率為10 20% /道次，得到芯絲直徑Df為50 150 μ m， 孔間距S與NbTi的芯絲直徑Df比率為0. 15 0. 45的NbTi/Cu超導線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備MRI用NbTi/Cu超導線的方法，技術特征在于將Cu錠進行深孔鉆，獲得15-100孔的多孔Cu錠，孔均勻的分布在以Cu錠中心為中心的1到6層同心圓上；其次將NbTi/Cu單芯棒插入多孔Cu錠中，Cu基體的橫截面積與NbTi合金棒的總橫截面積比率為2到10；最后將兩端用銅蓋焊接蓋封，進行擠壓，然后進行反復拉伸、退火，可得芯絲為直徑為50到150μm，孔間距與NbTi的芯絲直徑比率在0.15到0.45范圍內(nèi)的NbTi/Cu超導線。采用本發(fā)明制備MRI用NbTi/Cu超導線，可以簡化工藝、提高成品率，從而降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01B13/00GK102354579SQ20111028499
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權日2011年9月22日
發(fā)明者萬小波, 馮勇, 劉向宏, 張平祥, 李建峰, 歐陽海波, 王天成, 薛宇鑫 申請人:西部超導材料科技有限公司