Колмогоров Г.Л., Филиппов В.Е.,
г. Пермь

УДК 620.22-419.8.002.2:537.945

Технология производства длинномерных
сверхпроводниковых композиционных материалов

В настоящее время показана техническая возможность использования сверхпроводящих материалов, значительное место при этом занимает разработка крупномасштабных магнитных систем на сверхпроводниках, без которых практически невозможно создание современных установок термоядерного синтеза типа «Токамак».

Реализация крупномасштабных проектов требует использования значительного объема сверхпроводников, разработки технологии и организации промышленного производства сверхпроводящих композиционных материалов. Использование сверхпроводящих устройств и систем требует создания теоретических основ механики и математического моделирования сверхпроводящих композитных материалов.

При производстве сверхпроводниковых материалов применяется технология многократного волочения сверхпроводниковой заготовки. Пластическая деформация при волочении сверхпроводниковой заготовки характеризуется коэффициентом вытяжки

, (1)

где F_i – площадь сечения заготовки до прохода;

F_i – площадь сечения после прохода.

Соотношение площадей исходной заготовки F₀   и готового сверхпроводника F_k   при этом определяется соотношением

F₀ /F_k =λ₁ ·  λ₂  · λ₃ ·_…. ·λ_n = λ_cp ⁿ , (2)

где λ₁ , λ₂ , λ₃ ,_…. λ_n   – единичные вытяжки по проходам;

λ_cp  – средний коэффициент вытяжки в случае реализации одинаковых коэффициентов вытяжки по маршруту многократного волочения.

Для случая реализации одинаковых коэффициентов вытяжки по переходам маршрута определяется необходимое количество переходов волочения

, (3)

где d₀ , d _k – диаметры сверхпроводниковой исходной заготовки и готового сверхпроводника, соответственно.

В соответствии с соотношением (3) рассчитаны маршруты волочения для различных единичных вытяжек маршрутов многократного волочения, на основании которых создается технология производства сверхпроводниковых материалов.

В технологии обработки давлением существует понятие степени деформации, которое в значительной степени определяет энергосиловые и технологические параметры процесса волочения. Для оценки степени деформации предложены формулы расчета степени деформации составляющих сверхпроводящего материала: сердечника и оболочки.

Для маршрутов многократного волочения определены степени деформации по проходам многократного волочения в зависимости от единичных обжатий и геометрии волочильного инструмента.