我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统(以下简称铌锡热处理系统)日前在我中心安装调试成功。该系统专门设计用于对由管内电缆导体(简称CICC)绕制的铌锡线圈进行热处理以生成铌锡超导线圈,也可用于其它大尺寸工件高温热处理。目前,国际上只有美、日、韩等少数几个国家拥有这种设备。本系统的成功研制填补了我国超导磁体技术领域的一项空白,为我国自主研发制造大型铌锡超导磁体奠定了一项技术基础。
该系统由中科院强磁场科学中心与经过严格挑选的热处理炉分厂厂家联合研制,从2010年9月份设备运送至中心现场开始,超导磁体课题组历时7个月完成安装调试工作。现场安装调试针对炉体设计的主要技术指标和相关技术难点展开,先后开展两次大型的调试试验,第一次为氩气气氛保护热处理工艺试验,不间断热处理持续268小时。第二次为真空热处理工艺试验,不间断持续热处理78小时。从调试的各项结果来看,各项指标都已达到预期要求,其中冷态极限真空度优于8×10-4Pa,热态极限真空优于1×10-3Pa,压升率≤0.05Pa/h。炉体工作区(尺寸φ2000×H2500)温度均匀性在炉体充氩气氛状态下可以达到<±5℃,而在真空状态下则可达到±3℃。大型铌锡线圈的热处理对于炉温均匀度的要求严格,它是本次调试的重点内容,调试结果显示在炉体充氩气氛状态下和在真空状态下的炉温均匀度指标均达到了高水平。
该热处理系统设计中包含了诸多创新技术,如炉体内可进行真空和充气两种工作模式的热处理,并可实现热处理过程中模式的直接转换;为了保证温度均匀性关键指标,在炉体结构中设置了均热和导风措施,使得该热处理炉系统在此项技术指标上达到了国际先进水平。本装置的研制成功不仅为在建的十一五国家大科学工程“稳态强磁场实验装置”超导磁体建设的顺利进行提供了保证,而且为我国铌锡超导磁体的研制和应用提供了一项重要的技术条件。
随后,将开展试验线圈的热处理工作,这将是加工制作可产生磁场强度为11T的超导磁体之前的最后一轮工艺探索环节。
第一次工艺实验结束合影
科研人员取出完成热处理的试验样品
热处理炉系统
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