铋系超导线材拉拔过程中的粉体变形行为.pdfVIP

第 42 卷第3 期 稀有金属材料与工程 Vo 1.42 , No .3 2013 年 3 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING March 2013 铅系超导线材拉拔过程中的粉体变形行为 卢永进 12 ，曾攀2 (1.中国舰船研究设计中心，湖北武汉 430064) (2. 清华大学先进成形制造教育部重点实验室，北京 100084) 摘 要:单芯和多芯拉拔工艺是错系高温超导带材 CBi-2223/Ag) 制备过程中必不可少的重要环节。为研究超导粉体在 拉拔过程中的变形行为，对单芯超导线材的拉拔工艺进行理论分析，建立了工艺参数与粉体密度之间的关系，并通过 试验验证其合理性。同时，采用大截面减缩率单芯拉拔工艺来实现钝系超导线材的节能高效成形。对1.86 mm61 芯 Bi-2223/Ag 线材进行显微硬度测试，并结合数值模拟进行兰道次拉拔加工，分析认为:在加工过程中，各超导芯之间及 芯内部均存在密度分布不均匀性，且各层粉体密度随拔制过程不断波动，将不利于后续轧制工艺。为此，提出渐进跑 道形兰道次拉拔工艺，并应用于钝系超导带材的后期拉拔加工，可提高最终带材的临界电流密度 10.1 %。 关键词:拉拔:粉体密度:均匀性:数值模拟 中图法分类号: TG335 文献标识码:A 文章编号: 1002-185X(2013)03-0536-05 自 20 世纪末以来，国内外学者长期致力于铅系高 于超导粉体颗粒变形行为复杂，而粉体与包套金属之 温超导带材 (Bi-2223/Ag) 的研究，有力推动了高温 间又存在力学性能差异，使得越长的超导线材越难保 超导技术，并使其在电力领域得到较为广泛的运用。 持均匀性。因此，有必要结合试验和数值模拟于段， 目前，锦系超导带材的制备工艺采用粉末套管法 系统研究单芯和多芯超导线材的拉拔工艺，通过理论 ( Oxide Powder in Tube，简称 OPIT 法) [1-3] 。整个工 分析和工艺优化，来实现超导粉体的致密化和均匀 艺包括前驱粉制备、粉末棒装管、单芯线拉拔、多芯 性，从而为铅系高温超导带材实际生产提供理论指导 线拉拔、轧制成带材和形变热处理。其中，单芯线拉 和实用方法。 拔将预压实的高温超导粉体材料装入纯银管中进行多 单芯拉拔截面;戚缩率与粉体密度的理 道次拉拔成形，获得较细的单芯线材:而多芯线拉拔 论关系及其应用 是根据实际需要将多根 (7、 19、 37、 61 根等)单芯 在 PIT 法中，数道次的单芯超导线材拉拔工艺是为 线材套装到新的银合金管中再进行一系列拉拔成形， 获取均匀且致密度高的 BiSrCaCuO (BSCCO) 粉体芯。 制备直径 1~2 mm 的多芯复合线材。最后通过轧制和 试验表明每道次的超导线材塑性加工均存在一个最佳 形变热处理得到高临界电流密度的Bi-2223/Ag 超导带 形变量，而粉体的致密度对工艺参数有重要影响，并随 材产品。可见，超导线材的拉拔工艺是一个多复合体 加工进程适时变化