CN111029032B - 一种提高NbTi超导线材表面质量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，由于MRI用NbTi超导线二次镀锡过程为先熔化已镀焊锡，再重新镀锡的过程，因此可将表面质量较差或尺寸超上差的NbTi超导线材依次经过浓度较高的助焊剂、烘干装置、高温锡液以及尺寸适合的模具，确保线材表面助焊剂充足条件下完成二次镀锡，焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min，从而获得高表面质量且尺寸满足要求的NbTi超导线材，完成不合格品回收利用，降低了NbTi超导线材的成本。
Description
技术领域
本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种提高NbTi超导线材表面质量的方法。
背景技术
磁共振成像(MRI)是重要的现代医学影像诊疗手段，其核心和基础是NbTi超导线材，其中嵌入式NbTi超导线材因具有大铜比、低的铜加工率等优点，使嵌入式NbTi超导线材加工成本低且制备的磁体运行稳定、安全，故成为制备磁共振成像系统(MRI)关键部件-超导磁体的主导材料。
由于MRI超导磁体必须达到很高的磁场均匀度才能形成高质量成像，因此超导线材必须具有高表面质量和高尺寸精度，以保证磁体的高稳定性。
传统的嵌入式NbTi超导线材制备方法是在高温的无铅锡液中镀锡并通过定形模进行镶嵌焊接获得，同时采用助焊剂作为焊锡表面活性剂获得高表面质量镶嵌线，流程非常复杂。
由于高温锡液不断产生大量的锡灰和锡渣，以及流程中任何一个环节故障，都会导致嵌入式NbTi超导线材表面质量较差，尺寸精度交低。
助焊环节出现故障会直接导致线材表面质量较差，镶嵌模具模芯磨损会导致线材尺寸整体超差，上述类型的线材彻底报废，造成的经济损失较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，解决了传统嵌入式NbTi超导线材因表面质量不稳定、尺寸不合格，导致不合格品堆积的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，所述方法包括以下具体步骤：
S1:选择一支已镶嵌焊接的表面质量较差的NbTi超导线材，取样，完成RRR值和屈服强度测试及尺寸测量；
S2：将S1中选择的NbTi超导线材依次经过助焊剂、烘干装置、高温锡液、尺寸适合的模具，进行二次镀锡，焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min；
S3：将完成二次镀锡后线材的RRR值和屈服强度测试及尺寸测量，判断是否满足技术要求。
进一步：所述助焊剂的成分为氯化锌200～250g/L、氯化铵100～125g/L、盐酸200～250ml/l、异丙醇2％，二次镀锡过程为先熔化已镀焊锡，再重新镀锡，需要助焊剂参与二次镀锡过程。
进一步：助焊后线材表面的助焊剂通过烘干装置烘干。
进一步：所述二次镀锡的模具需提前确认尺寸。
本发明的有益效果是：一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，由于MRI用NbTi超导线二次镀锡过程为先熔化已镀焊锡，再重新镀锡的过程，因此可将表面质量较差或尺寸超上差的NbTi超导线材依次经过浓度较高的助焊剂、烘干装置、高温锡液以及尺寸适合的模具，确保线材表面助焊剂充足条件下完成二次镀锡，焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min，从而获得高表面质量且尺寸满足要求的NbTi超导线材，完成不合格品回收利用，降低了NbTi超导线材的成本。
具体实施方式
实施例1
一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，所述方法包括以下具体步骤：
S1:选择一支已镶嵌焊接的表面质量较差的NbTi超导线材，取样，完成RRR值和屈服强度测试及尺寸测量；
S2：将S1中选择的NbTi超导线材依次经过助焊剂、烘干装置、高温锡液、尺寸适合的模具，进行二次镀锡。
烘干装置是由4支加热管组成的，加热管长度50cm，内径约10cm。
焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min，获得高表面质量的NbTi超导线材。
S21：助焊剂的成分为氯化锌200～250g/L、氯化铵100～125g/L、盐酸200～250ml/l、异丙醇2％，二次镀锡过程为先熔化已镀焊锡，再重新镀锡，需要大量助焊剂参与二次镀锡过程，确保线材表面质量较好。
S22：助焊后线材表面的助焊剂通过烘干装置烘干，避免二次镀锡时助焊剂提前随水分蒸发脱离线材表面。
S23：二次镀锡的模具需提前确认尺寸，避免线材尺寸超差。
二次镀锡过程会导致线材屈服强度降低，仅可用于屈服强度余量充足的线材，同一支线材不可多次使用该方法提高表面质量。
S3：将完成二次镀锡后线材的RRR值和屈服强度测试及尺寸测量，判断是否满足技术要求。
实施例2
S1：选择一支规格为2.40×1.60mm、表面锡瘤严重的NbTi超导线材，取样并测试：RRR值为210(技术要求大于175)，0.2％屈服强度为183MPa(技术要求大于140MPa，余量充足)，锡瘤处尺寸为2.429×1.603mm(技术要求尺寸为(2.40×1.60)±0.015mm，窄边超上差)。
S2：将步骤1选择的NbTi超导线材依次经过浓度较高的助焊剂、烘干装置、高温锡液、尺寸适合的模具，进行二次镀锡。
焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min，获得高表面质量的NbTi超导线材，锡瘤完全消除。
S3：经测试，二次镀锡后线材的RRR值为233(技术要求大于175，满足要求)，0.2％屈服强度为161MPa(技术要求大于140MPa，满足要求)，线材尺寸为2.398×1.601mm(技术要求尺寸为(2.400×1.600)±0.015mm，满足要求)。
实施例3
S1：选择一支规格为1.70×1.20mm、表面质量较好但尺寸超上差的NbTi超导线材，取样并测试：RRR值为182(技术要求大于175)，0.2％屈服强度为202MPa(技术要求大于140MPa，余量充足)，尺寸为1.722×1.205mm(技术要求尺寸为(1.70×1.20)±0.015mm，宽边超上差)。
S2：将S1选择的NbTi超导线材依次经过浓度较高的助焊剂、烘干装置、高温锡液、尺寸适合的模具，进行二次镀锡。
焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min，获得高表面质量的NbTi超导线材。
S3：经测试，二次镀锡后线材的RRR值为217(技术要求大于175，满足要求)，0.2％屈服强度为185MPa(技术要求大于140MPa，满足要求)，线材尺寸为1.701×1.196mm(技术要求尺寸为(1.70×1.20)±0.015mm，满足要求)。
Claims (4)
1.一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：
S1:选择一支已镶嵌焊接的表面含有锡瘤的NbTi超导线材，取样，完成RRR值和屈服强度测试及尺寸测量；
S2：将S1中选择的NbTi超导线材依次经过助焊剂、烘干装置、高温锡液、尺寸适合的模具，进行二次镀锡，焊料温度为230～450℃，拉伸速度范围为10～80m/min；
S3：将完成二次镀锡后线材的RRR值和屈服强度测试及尺寸测量，判断是否满足技术要求。
2.根据权利要求1所述的一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，其特征在于，所述助焊剂的成分为氯化锌200～250g/L、氯化铵100～125g/L、盐酸200～250ml/l、异丙醇2％，二次镀锡过程为先熔化已镀焊锡，再重新镀锡，需要助焊剂参与二次镀锡过程。
3.根据权利要求1所述的一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，其特征在于，助焊后线材表面的助焊剂通过烘干装置烘干。
4.根据权利要求1所述的一种提高NbTi超导线材表面质量的方法，其特征在于，所述二次镀锡的模具需提前确认尺寸。
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