JPS6025846B2 - 単心超電導線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単心複合超電導線の製造方法、とくに静水圧
押出しを利用した方法に関するものである。

単心の複合超電導線を製造する方法として、従来は、第
１図に示されるように、心材である超電導材料と被覆層
である例えば銅又は銅合金の安定化材を、夫々別個に加
工して比較的細い線状および管状となし、かるのち前者
を後者に挿入隊合せしめて単心の複合線とする方法が知
られている。

この方法の欠点および問題点にいては、各構成材は上記
のように夫々別個に加工して製造するが、このうち鋼又
は銅合金製安定化材の管については、一般に溶解鋳造し
た鉾塊から作成した押出用ビレットを熱間押出用レジュ
ーサ−あるし・は引抜ベンチで冷間にて粗加工し、引続
いてコイル押管等により滅面加工し、所定サイズとした
のち、直状に矯正し、必要長さに切断する。この加工法
は、工業的に十分確立されており、高品質の小蓬管がき
わめて能率よく生産される。

しかしながら、一方心材である超電導材料は、例えばＮ
ｂ−Ｔｉ合金の場合を例にとると、本系合金の場合、溶
解鋳造した鏡塊を、鍛造等の方法により８００〜１００
０００で熱間加工し、その後圧延スヱージングにより粗
加工し、これを表面面肖り後引抜、伸線により減面し仕
上加工する。しかるにこの従来工程の場合、熱間加工に
おいては、表面酸化が激しく、その際発生する素材の酸
化物や、あるいは加工工具の剥離片等が異物として加工
材中に押し込み又は巻き込まれる恐れがある。

これら異物は、その後の冷間加工例えば引抜、伸線時に
断線原因となる。

またこの材料は、鋼等に比較して工具との反応性が大き
く、例えば伸線加工中にダィとの暁付を起きし易く、伸
線材の表面品質を低下させたり、極端な場合に断線につ
らなる事も多く、従って伸線は、その潤滑性の維持に入
念な注意を必要とする。

単心線の表面および内部欠陥は、多心線の加工時例えば
引抜の際の不均一変形（くびれ）および断線の原因とな
る。

したがって、別に用意したＮｂ−Ｔｉ線を鋼管中に挿入
する場合は、膨大なる条長にわたり予め表面検査を必要
とし、その手数は計り知らぬほど大きい。Ｎｂ−Ｔｉに
限らず、超電導材料は一般に銅、アルミニウムに比較し
て加工の難しいものが多く、製造上、又品質管理上同様
の問題を有している。

尚、超電導材料は、熱間加工後酸化物層の表面押し込み
、巻き込みなどの欠陥を除去するために相当量表面を面
削する必要があり、それによる材料歩蟹りの低下が著し
い。本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し
、製造作業が能率的に遂行でき、かつ高品質の複合線材
が得られる超電導線の製造方法を提供するとにある。

本発明の要旨は、予め用意した銅又は銅合金等の安定化
材製の中空ピレット内に超電導材料製の中実ビレットを
挿入し、その両端をプラグで蓋をし、真空脱気たのち中
空ビレットとプラグとを溶接によりシールして得られた
複合ビレットを静水圧押出しし、又要すればさらに引抜
加工して単心の複合超電導線を製造する方法において、
上記超電導材料製の中実ビレットとして溶解鋳造又はそ
れを鍛造したものをそのまま用いることを特徴とする単
心超電導線の製造方法にある。

したがって、この方法は、心材である超電導材料および
被覆材である銅又は銅合金等の安定化材を夫々素材より
別個に粗加工を経て仕上加工後接合して絹立てるかわり
に、素材状態で両材料を組合わせ静水圧押出しにより、
一体化、滅面加工し、要すればその後引抜、伸線等の加
工により所定サイズの単心複合線を製造する方法である
。

安定化材として、銅の素管（中空ビレット）を使用した
本発明に係る工程図を第２図に示す。本発明において、
安定化材しては、節又は銅合金のほか、極低温において
磁気並び電気抵抗が銅より小さいアルミニウム又はその
合金が使用可能であり、銅又は銅合金としては、例えば
電気用鋼、無酸素鋼等電気的、熱的に高導伝一性の純鋼
をはじめ、Ｓｎ，Ｇａ等主に化合超電導体を構成する成
分を含んだ銅合金が使用される。

また超電導材料としては、例えばＮｂ−Ｔｉ合金、Ｎｂ
−Ｚｒ基合金等の超電導現象を発揮する合金あるいはＮ
ｂ，Ｖ等化合物超電導体の構成成分となる金属が使用さ
れる。

次に本発明の実施例を説明する。

実施例 １ 第３図において、予め用意した外径１６００、肉厚６凧
、長さ１２０仇舷の安定化材製中空ビレットたる鋼管１
内に、外径１４６０、長さ１１００肋のＮｂ−Ｔｉ合金
銭塊２を挿入し、その両端を銅プラグ３，３′で蓋をし
、真空脱気たのち電子ビーム溶接でシーして作成した単
○複合ビレット４を第５図において、ヒマシ油１０を力
媒体として押出温度３００００、最局押出圧力１４００
０ｋ９／地にて外径２５０１こ静水圧押出しすることに
より、銅比０．２のＮｂ−Ｔｊを心材とした単心複合線
５が得られた。

尚、第５図において、１１はコンテナ、１２はステム、
１３はダイである。

本押出材の断面を調査したが、酸化物、異物等は全く認
めれず、又銅／Ｎｂ−Ｔｉ界面にも反応生成物は生成し
ておらず、両構成材は極めて強固な接着をしていること
が分った。

この押出は、その後引抜きにより、１００まで伸線した
が、ダイス焼付、断線等Ｎｂ−Ｔｉ単体線においてはい
まいま懸念されるトラブルもなく、非常に順調な減面加
工できた。

実施例 ２ 第３図において、予め用意した外径１６００、内径９１
０、長さ１２０仇枕の安定化材製中空ビレットたるＣｕ
−１３％Ｓｎの鋳造上りの素管６内に、外径９００、長
さ１１０仇枕のＮｂ銭塊７を挿入接合し、両端をプラグ
で蓋をし、真空脱気後電子ビーム溶接でシールして作成
した単心複合ビレット８を、第５図においてヒマシ油１
０を圧力媒体として押出温度３７０ｏｏ、技高出出力１
４０００ｋ９／地にて静水圧押出しすることにより、外
径２９０の単心複合線９が得られた。

実施例１と同様に本押出材の断面を調査たが、酸化物、
異物等は全く認められず、又Ｃｕ−Ｓｎ／Ｎｂ界面にも
化合物層がなく極めて清浄な界面を示しており、両構成
材は、強固な接着していることが分った。

この押出材は、その後引抜きと中間暁錨の繰返しにより
、２００まで伸線たが、ダイス競付、断線等Ｎｂ単体線
の引抜きにおいて、いよいよ懸念されるトラブルもなく
、極めて順調な滅面加工ができた。

比較例 実施例１と同様の方法で作成た複合ビレットを、熱間押
出機により温度７５０００、最高出圧力２５００トンで
熱間押出ししたころ、外径５００の単心複合線が得られ
たが、この出材のＣｕ／Ｎｂ−Ｔｉ界面には７〃以上の
反応生成物が生成しており、その後１００まで引抜きを
試みたが、細いサイズ範囲をいまいま断線を起こした。

また、反応生成物の生成を回避するため、出温度６００
ｏｏに下げて押出しを試みたが、この場合の押出可能サ
イズは８０Ｊにもなり、サイズが大きく加工設備の力の
点から実際上その後の凝面加工が下可能であった。尚、
第１図に示される従来方法については、これ以上に思わ
しくない結果を得たものである。

本発明方法は、以上の説明からも明らかなように次のよ
うな効果を有するものである。‘１｝ 超電導材料の熱
間加加工程が省略でき、酸化物、異亡押込みの危険がな
くなり、高品質の複合線材が得られると同様に、従釆工
程での熱間加工後の面削が省略でき、材料の歩留りが大
幅に向上する。

もちろん作業能率もブル風こ向上する。■ 素材の粗加
工の時点で超電導材料に安定化材が被覆されるので、そ
の後の減面加工において安定化材が保護層の役割をなし
、製造時の品質管理が容易となる。

｛３’ 従来のように超電導材料単体を加工する場合と
比較して、安定化材が被覆されているので、例えば引抜
きにおいてもダィとの焼付がなく、スムーズな伸線が行
える。

【４｝ 静水圧押出しの際、低温で一気阿成に非常に大
きな加工を受けるので、構成材が互いに金属的に接着し
、その後この単心複合線を使用して多心複合線を製造す
る場合にも、接着が強固であるため、加工が非常に順調
かつ安定して行うことができる。

以上のように、本発明は新規かつ極めて優れた単心超電
導線の製造方法を提供したものであり、その工業的値は
大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法の工程図、第２図は本発明に関する方
法の工程図、３図は複合ビレットの正面断面図、４図は
第３図中Ａ−Ａ′断面図、第５図は複合ビレットの静水
圧押出状態図である。 １・・…・鋼管、２・・…・Ｎｂ−Ｔｉ合金銭塊、３・
・・・・・Ｃｕ−１３％Ｓｎ銃上り素管、７・・・・・
・Ｎｂ銭魂。 寸３図寸４図 矛ー図 汁乙図 汁；図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め用意した安定化材製の中空ビレツト内に超電導
   材料製の中実ビレツトを挿入し、その両端をプラグで蓋
   とし、真空脱気たのち中空ビレツトとプラグとを溶接に
   よりシールして得られた複合ビレツトを静水圧押出しし
   、又要すればさらに引抜加工して単心の複合超電導線を
   製造する方法において、上記超電導材料製の中実ビレツ
   トとして、溶解鋳造又はそれを鍛造したものをそのまま
   用いることを特徴とする単心超電導線の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の単心超電導線の製造方
   法において、安定化材製の中空ビレツトとして溶解鋳造
   又はそれを鍛造してものをそのまま用いることを特徴と
   する単心超電導線の製造方法。