一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超導(dǎo)加速器是一臺(tái)復(fù)雜的、凝結(jié)當(dāng)今高新技術(shù)的深冷低溫帶電粒子加速設(shè)備，是 研宄現(xiàn)代核物理、高能物理的主要手段，它已成為當(dāng)前先進(jìn)的粒子加速器技術(shù)，其關(guān)鍵部件 射頻超導(dǎo)加速腔具有相當(dāng)龐大的市場需求，以德國、美國和日本為主的發(fā)達(dá)國家正在努力 開展射頻超導(dǎo)加速腔的研宄并推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。美國計(jì)劃建立預(yù)期在10年內(nèi)建成、造價(jià) 為5億5千萬美元的FRIB(放射性離子源加速器）裝置，該裝置可產(chǎn)生只存在于爆炸的超 新星中的稀有同位素，將用于研宄質(zhì)子與中子之間的作用力，并可在材料科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 得到應(yīng)用。高純鈮管材在頻超導(dǎo)加速腔中作關(guān)鍵的部件材料。
[0003] 表征超導(dǎo)加速器用高純鈮管材超導(dǎo)性能的關(guān)鍵參數(shù)是RRR值（即材料在4. 2K溫 度下的剩余電阻率），一般要求RRR值大于300,RRR值越高則管材超導(dǎo)性能越好。而加工 中影響高純鈮管材超導(dǎo)性能的主要因素是從鑄錠到成品加工過程中的溫升程度，加工中溫 升越高則RRR值衰減越嚴(yán)重，所以，加工方法對(duì)超導(dǎo)加速器用純鈮管材的生產(chǎn)至關(guān)重要。
[0004] 目前，全球超導(dǎo)加速器用純鈮管材的生產(chǎn)工藝主要有板材焊接法、反擠壓法、鍛造 擴(kuò)孔法和深拉法四類，但存在下列缺陷：1)板材焊接法對(duì)板材平直度、焊接技術(shù)和圓度保 證等要求較高，且需要先將鑄錠加工到板材再進(jìn)行焊接，生產(chǎn)周期長；2)反擠壓法對(duì)擠壓 設(shè)備工裝和潤滑系統(tǒng)的要求精度很高，且成品需要機(jī)加工，材料利用率低；3)鍛造擴(kuò)孔法 和深拉法存在材料利用率低、生產(chǎn)效率慢和工裝成本高的問題。而且，以上四種方法均難以 實(shí)現(xiàn)直徑9 50mm以下、壁厚3mm以上管材的制取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，能夠有效避免加工過程中鈮管 材RRR值的嚴(yán)重?fù)p失并且顯著提高材料的利用率和產(chǎn)品的加工效率。
[0006] 一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，其特別之處在于，包括如下步驟：取圓柱狀的高純鈮 鑄錠進(jìn)行鉆孔，得到空心錠，在室溫下對(duì)空心錠進(jìn)行擠壓從而得到管坯，然后將管坯進(jìn)行軋 制，即得到成品鈮管材。
[0007]其中管坯在進(jìn)行軋制前先使用機(jī)加設(shè)備或拋光設(shè)備消除除管坯上的擠壓缺陷。
[0008]其中得到成品鈮管材后檢測其RRR值應(yīng)當(dāng)大于250。
[0009] 其中擠壓步驟具體是用3500噸或1650噸的擠壓機(jī)對(duì)空心錠進(jìn)行擠壓。
[0010] 本發(fā)明采用了 "室溫正擠壓+管材軋制"的壓力加工方式實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)加速器用純鈮 管材的生產(chǎn)，在工藝簡單和不需制作工裝的前提下，可以加工RRR值多300的高純鈮管材。 本發(fā)明采用室溫正擠壓法擠壓管坯，通過控制擠壓速度來控制擠壓過程中材料溫升程度， 可以有效避免RRR值嚴(yán)重?fù)p失；利用多輥軋管機(jī)可以制取尺寸精度高、橢圓度小的成品管 材。本發(fā)明采用簡單的壓力加工方法、不需要制作輔助工裝、對(duì)設(shè)備液壓等精度要求不高， 既可以實(shí)現(xiàn)直徑9 120mm以下、RRR值彡300高純鈮管材的加工，又可將材料利用率由30% 左右提尚到40%以上，同時(shí)本發(fā)明方法可以大幅提尚廣品的加工效率。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 實(shí)施例1 :
[0012] 取(p250XL0mm(圓柱狀）的高純鈮鑄錠一（車床或線切割在鑄錠中央鉆直徑Cp 100mm的孔）鉆孔(p100mm-(p250XCplOOXLOmm空心錠（空心管錠）一室溫?cái)D壓（將直 徑減小的方式）一9 130XCp98XLlmm(擠壓后的尺寸）擠壓管坯一管坯內(nèi)外表面和管坯 頭尾擠壓缺陷去除（車床或拋光機(jī)，鋸床或線切割）一9 126X(p1〇〇XL2mm管坯一管材軋 制一(p120XCp95XL3mm成品管一檢測RRR值。
[0013] 通過這種工藝可以得到大規(guī)格（130mm>直徑> 100mm)的鈮管材，并且擠壓工序+ 軋制工序的管材的成材率（40%以上）高于其它加工方式（低于35% )，RRR值滿足要求。
[0014] 實(shí)施例2 :
[0015] 取(p155XL0mm高純鈮鑄錠（圓柱狀）一鉆孔Cp70mm(車床或線切割在鑄錠中央 鉆直徑9 100mm的孔）一9 155XCp70XL0mm空心錠（空心管錠）一室溫?cái)D壓（將直徑減 小的方式）一9 95Xcp69XLlmm擠壓管還（擠壓后的尺寸）一管還內(nèi)外表面和管還頭尾 擠壓缺陷去除（車床或拋光機(jī)，鋸床或線切割）一9 94XCp70XL2mm管坯一管材軋制一管 材軋制（9 82X8 <管壁厚度>-(p67X6-(p54X5-(p52X4. 5 - )(p50X4XL3mm成 品管一檢測RRR值。
[0016] 通過這種工藝可以得到中規(guī)格（100mm>直徑> 30mm)的鈮管材，并且擠壓工序+ 軋制工序的管材的成材率（40%以上）高于其它加工方式（低于35% )，RRR值滿足要求。
[0017] 上述所有實(shí)施例中擠壓步驟采用3500噸或1650噸的擠壓機(jī)均可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，其特征在于，包括如下步驟：取圓柱狀的高純鈮鑄錠 進(jìn)行鉆孔，得到空心錠，在室溫下對(duì)空心錠進(jìn)行擠壓從而得到管坯，然后將管坯進(jìn)行軋制， 即得到成品鈮管材。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，其特征在于：其中管坯在進(jìn)行軋 制前先使用機(jī)加設(shè)備或拋光設(shè)備消除除管坯上的擠壓缺陷。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，其特征在于：其中得到成品鈮管 材后檢測其RRR值應(yīng)當(dāng)大于250。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法，其特征在于：其中擠壓步驟具體 是用3500噸或1650噸的擠壓機(jī)對(duì)空心錠進(jìn)行擠壓。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)超導(dǎo)鈮管材的方法。其特點(diǎn)是，包括如下步驟：取圓柱狀的高純鈮鑄錠進(jìn)行鉆孔，得到空心錠，在室溫下對(duì)空心錠進(jìn)行擠壓從而得到管坯，然后將管坯進(jìn)行軋制，即得到成品鈮管材。本發(fā)明采用了“室溫正擠壓+管材軋制”的壓力加工方式實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)加速器用純鈮管材的生產(chǎn)，在工藝簡單和不需制作工裝的前提下，可以加工RRR值≥300的高純鈮管材。本發(fā)明采用室溫正擠壓法擠壓管坯，通過控制擠壓速度來控制擠壓過程中材料溫升程度，可以有效避免RRR值嚴(yán)重?fù)p失；利用多輥軋管機(jī)可以制取尺寸精度高、橢圓度小的成品管材。
【IPC分類】B21C37-06
【公開號(hào)】CN104550311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410734297
【發(fā)明人】李積賢, 汪凱, 趙紅運(yùn), 張九海, 梁立, 安剛, 崔新云
【申請(qǐng)人】寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司, 寧夏東方超導(dǎo)科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日