Способ изготовления цилиндрических электропроводящих катушек

(71) Белорусскии политехническии институт(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ КАТУШЕК(57) Использование: технология изготовления электропроводящих катушек иэ порошковых материалов, в частнос(и из Изобретение относится к области производства устройств для получения магнитных полей и может быть использовано при изготовлении электропроводящих катушек иэ порошковых материалов и, в частности, из сверхпроводников.Цель изобретения состоит в упрощении технологии изготовления катушки эа счет совмещения операций формовки токоведушей жилы и ее размещения на катушке, Цель изобретения состоит так же в повышении качества путем исключения разуплотнения и растрескивания токоведущей жилы.На фиг, 1 представлена схема осуществления способа (слева от оси симметрии - начальная стадия, справа от оси симметрии - промежуточная стадия процесса); на фиг, 2, 3 - соответственно продольный разрез и вид готовой катушки.Способ осуществляют следующим обрасверхпроводников. Сущность изобретения: корпус катушки собирают иэ двух втулок, выполненных соответственно из лягкого и те)ердого материалов, которые монтируют коаксиально, Желоб выполняют на поверхности сопряжения втулки из твердого материала. В качестве материала токопроводящей жилы используют порошковую шихту. Затем катушку помещают в матрицу и осуществляют ее раздачу в радиальном направлении до образования механическо(о сцепления между выступами желоба и оверхностью сопрягаелтой втулки. 3 ил Две втулки иэ твердого "Т" и мягкого "М" материалов собирают коаксиально, причем на поверхности сопряжения "П" втулки иэ твердого материала "Т" предварительно выполняют желоб "Ж" по винтовой линии (фиг. 1), При сборке втулок между их сопрягаемыми поверхностями "П" размещают порошковую шихту "Ш" (фиг, 1). Подготовленную таким образом составную заготовку катушки 1 помещают в матрицу 2 и дорном 3 осуществляют ее раздачу в радиальном (перпендикулярно оси катушки Х-Х) направлении (фиг. 1,4), После завершения процесса раздачи готовое изделие извлекают иэ матрицы 2.В процессе раздачи происходит пластическое увеличение диаметра внутренней втулки. При этом, выступы желоба "Ж", выполненного на поверхности сопряжения втулки "Т" из твердого материала, раздвигают порошковую шихту "Ш", передавливают5 1 О 15 20 35 40 4550 ее и внедряются в стенку втулки иэ мягкого материала "М" (фиг, 1). При вдавливании выступов желоба "Ж" втулки "Т" в стенку втулки "М" происходит следующее, Во-первых, уленьшается величина зазора "й" между дном желоба "Ж" и стенкой втулки "М", что приводит к уплотнению порошковой шихты "Ш" и к формированию иэ нее токо- ведущей жилы "Жл" (фиг, 1). Токоведущая жила "Жл" будет расположена по винтовой линии в соответствии с расположением желоба "Ж" (фиг. 2,3), Витки токоведущей жилы "Жл" будут отделены один от другого выступами желоба "Ж" и защищены от атмосферного воздействия стенками втулок "Т" и "М" (фиг. 2,3),Во-вторых, выступы желоба "Ж" втулки "Т" из твердого материала, вдавливаясь в стенки втулки "М" иэ мягкого материала образуют прочное механическое соединение втулок "Т" и "М" (фиг, 2,3),Совмещение операций уплотнения порошковой шихты с ее формованием в витки катушки позволяет с одной стороны, упростить технологию, отказавшись от предварительного изготовления токоведущей жилы, с другой сторсчы, избежать разуплотнения и растрескивания токоведущей жилы при ее укладке на катушку и тем самымповысить качество последней, При осуществлении способа желоб может выполнятьсялибо на наружной поверхности внутренней втулки, либо на внутренней поверхности наружной втулки, Т.е, втулка из твердого материала может быть расположена снаружи, а втулка иэ мягкого материала изнутри и наоборот,Пример осуществления способа. Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях при изготовлении цилиндрических электропроводящих катушек, Наружный диаметр катушки составлял 30 мм, внутренний - 22 мм, высота - 35 мм. Шаг расположения токоведущей жилы - 3 мм, сечениетоковедущей жилы 1,5 мм . Корпус катушки выполняли составным иэ двух коаксиально расположенных втулок, на наружной поверхности внутренней втулки выполняли желоб Ч-образного профиля по винтовой линии с шагом 2 мм и глубиной 2 мм. Наружный диаметр наружной втулки составил 30 мм, внутренний диаметр внутренней втулки - 16 мм, Наружную втулку изготавливали иэ отожженной реди Йх =210 МПа), внутреннюю - из никеля (%=400 МПа), 55 в качестве материала токоведущей жилы использовали порошковую шихту из оксидной керамики соединения У 1 Ва 2 Соэ 07-х,Пакет иэ коаксиально. расположенных втулок и размещенной между ними порошковой шихтой помещали в цилиндрическуюматрицу диаметром 30 мм и подвергали радиальной раздаче эа три перехода без промежуточных отжигов дорнами с диаметрами18,20 и 22 мм. Готовое изделие извлекали иэматрицы и подвергали нагреву до 900 С свыдержкой в течение 4 ч, 910 С в течение 9ч и 940 С в течение 4 ч,Готовое изделие обладало прочным соединением слоев, При охлаждении получен-,ной катушки до температуры жидкого азотаи подключении к источнику постоянного тока Б 5-21 она создавала магнитное поле смаксимальной напряженностью 2,5 мТ.Электропроводящие катушки таких жегеометрических размеров получали по способу принятому за прототип, Токопроводящую жилу с поперечным сечением 1,52мм получали волочением за 12 переходов с 3-мя промежуточными отжигамитрубчатой заготовки из меди с исходными размерами 6 мм х 4 мм с засыпаннойвнутрь порошковой шихтой соединенияУВа 2 Соэ 07.х, Полученную компоэитнуюпроволоку укладывали в желобе, выполненном на боковой поверхности втулки иэ никеля, Полученную катушку подвергали такойже термообработке как и в предыдущих экспериментах. Готовая катушка после охлаждения до температуры жидкого азота иподключения к источнику постоянного токаБ 5-21 создавала магнитное поле с максимальной напряженностью - 0,5 мТ.Таким образом, заявляемый способ поволяет существенно упростить технологиюпутем исключения нескольких технологических переходов и операций, а также повысить качество иэделий эа счет улучшения ихфункциональных свойств, прочности и долговечности. Формула изобретения Способ изготовления цилиндрических электропроводящих катушек, включающий коаксиальную сборку корпуса из втулок, на одной из поверхностей сопряжения которых в винтовом желобе размещают проводник, о т л и ч а ю щ и и й с я тем, что, с целью повышения качества катушек путем исключения разуплотнения и распрессования токоведущей жилы и упрощения технологии путем совмещения операций формовки и размещения токоведущей жилы, после сборки корпуса осуществляют его радиальную раздачу до пластической деформации выступами винтового желоба одной из втулок противолежащей стенки другой втулки,при этом в качестве проводника используютпорошковую шихту1 В 23014 иг Составитель А.СтепаненкТехред М. Моргентал едактор Т.Иванова Самборска Корре Заказ 2180 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т ССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101