超伝導タンタル棒の鍛造方法は、以下のステップを特徴としています：（1）超伝導タンタルインゴットを原料として、150〜180℃で予熱し、20〜40分間保持し、次に加熱されたタンタルインゴットを取り出し、表面に2〜3mmの厚さの酸化防止コーティングを均一に塗布し、自然乾燥させます。次に、450〜500℃で加熱し、210〜240分間保持してから取り出します。（2）第1の径方向圧縮と第1の径方向伸長を行います。（3）第2の径方向圧縮と第2の径方向伸長を行います。（4）第3の径方向圧縮、鍛造を止め、5〜10分間自然冷却し、第3の径方向伸長を行います。本発明の方法は、超伝導製品用タンタルインゴットを鍛造し、適切な熱間鍛造加熱プロセスと組み合わせることで、初期の微細組織調製の要件を満たす粒径および断面微細組織均一性を備えた微細組織を得る。
超伝導用途のタンタル棒は、多芯超伝導複合線の製造において重要かつ不可欠な部品であり、主に押出成形された複合部品の内側支持ライナーとして使用される。多芯超伝導線におけるタンタル芯支持ライナーの変形均一性は、最終製品の品質にとって極めて重要である。これは、タンタル芯支持ライナーの粒径範囲と、棒断面全体にわたる平均粒径の変動範囲に依存する。結晶粒が細かく均一であればあるほど、タンタルコア支持ライナーの変形はより規則的になり、細径超伝導線材への機械加工後の断面はより真円状になります。
現在の技術では主に熱間鍛造が用いられていますが、パスあたりのスループットと全体のスループットは低いです。この鍛造工程で得られる鍛造ビレットは、鋳放し状態での破砕度が低く、内部欠陥が完全に除去されていません。その結果、その後の超伝導線材加工においてタンタルコア支持ライナーが不規則に変形し、超伝導線材の構造に塊が侵入して超伝導性能に影響を与え、断線などの品質問題を引き起こす。これは、高コストの超伝導線材の製造においては許容できない問題である。
超伝導線材のタンタル支持ライナー用鍛造ビレットは、超伝導製品用タンタルインゴットを鍛造し、適切な熱間鍛造加熱工程を組み合わせることで、初期の微細組織調製の要件を満たす粒径および断面微細組織均一性を有する微細組織を得ることによって製造される。本発明の方法は、インゴットを高い加工速度で放射状に加工することにより、中心部およびコア部の柱状結晶領域を完全に破壊し、インゴット中心部の柱状結晶領域における円周方向への金属流動度を高める。インゴットの外周面における均一な面接触力により、柱状結晶構造が横方向のコアと半径方向の端部に向かって流動することがさらに促進され、鋳放し微細組織の不均一性が大幅に改善されます。この鍛造サイクルを繰り返すことで、鋳放しタンタルインゴット中のデンドライト、結晶帯、非等軸晶、粗大粒が除去されます。さらに、材料の結晶粒径が同時に微細化され、後続の加工のための微細組織が準備されます。これにより、横断面の全体的な平均結晶粒径変動範囲が±5μm以内となり、超伝導線芯を裏打ちするタンタル支持体が不規則な変形を起こさず、真円の横断面形状を維持します。従来のタンタル棒の外径は、φ55.5mm、φ47.5mm、φ60.8mm、φ70mmです。3トンの電動油圧式ドロップハンマーを用いて、3回のラジアルアプセッティングと熱間鍛造を実施しています。また、3トンの電動油圧式ドロップハンマーを用いて、3回のラジアルドローイングと熱間鍛造を実施しています。
