CN104941999A - 一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法，将机械式硬盘用铝镁合金板锭进行压延后，能够得到符合加工要求的高纯铝镁合金板材。该方法的步骤包括：板锭铣面及预处理；板锭热压延；板锭温压延；板锭冷压延；板锭微压延。本发明利用先进的热、温、冷轧机组，及微轧制先进技术手段，优化轧制工艺、控制轧制缺陷，结合铝合金形变的MARC计算机模拟仿真技术，得到厚度为1.775mm，厚差控制在﹣0.01～﹢0.02范围以内的盘片用高精度板材，形成了一套完整的硬盘磁存储用铝镁合金板材的压延工艺和技术标准。
Description
技术领域
本发明属于材料加工与控制技术领域，具体涉及一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法。
背景技术
磁电子材料与器件是国际新材料开发及应用的热门方向，将磁存储技术及铝基材料相结合，开发磁存储用铝基电子材料，是当前乃至今后用于计算机存储的基础及相关材料发展的前提。硬盘用铝基片是铝基磁存储材料的重要发展方向，硬盘中的存储功能主要由其中的盘片实现，而盘片的性能取决于基片和磁涂层这两大主要制备技术的发展水平，两者相辅相成又相互影响，制约着硬盘的发展。
基片是数据存储的载体，大约共计80nm厚的涂层材料附着于基片上，如此薄的涂层会把基片表面原始状态原封不动的显现出来，这就要求基片的表面不能出现大于100nm的缺陷。同时，基片材料的抗拉强度要介于205-275N/mm2之间，屈服强度>80Mpa，伸长率>18％，晶粒尺寸<50μm，平面度<7μm，整个表面厚差要同时满足的以上的技术指标，要求在基片生产的所有环节(包括铸造、轧制、冲压、热处理、切削和研磨)都处于行业领先水平，其中的压延工序是决定此产品能否符合产品要求的重要工序。
在铝镁合金锭板材技术上，采用先进铝热连轧机组生产线，通过控制参数，获得产品厚度均匀及平面精确度高的板材产品。因铝镁合金属于中强度热处理不可强化的合金，通常采用预热处理、热轧、冷轧等步骤完成，其技术工艺较为成熟，铝加工企业都能够实现中低端板材产品的生产。目前，为冷轧机供坯主要有两种方法，一种是热轧法，一种是铸轧法。热轧法提供的坯料成分均匀、组织均匀致密、平整度高。作为铝板带生产大国的美国和日本采用的都是热轧供坯，其中热连轧供坯是制备制罐用铝板带、高精度PS版等的关键技术。
在压延工艺中能够代表技术水平的板材中，厚度为1.50mm的CTP板材，偏差控制在5％以下，要求最终产品的表面无缺陷、板材平整度＜0.6nm；厚度为0.24mm的罐板，偏差在4.1％左右。但对于对精整度要求更高的铝合金板材，全球能够生产的企业具有代表性的是日本神户制钢及日本古河，日本株式会社神户制钢所公布的专利包括：特开昭61-91352号公报、特开昭64-37-5725号公报、特开6002-241513号公报、特开平4-99143号公报、特开平2-205651号公报及神户制钢所在中国公开的专利(公开号：102465222A)、(公开号：103173666A)等均报道了硬盘用铝镁合金基片的制造方法及技术，他们通过控制工艺及参数，能够得到产品厚度为1.775mm，偏差在1.7％以下的高端铝镁合金板材产品，并实现稳定生产，属于高端铝镁合金工艺的全球领先水平，但未具体详尽说明或公开压延工序的相关技术。
其他各国及铝加工企业投入了大量的研发，但因其技术含量高、需要具备相关及配套设施、调整工艺等而增加了研发的难度。
发明内容
本发明提供了一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法，将机械式硬盘用铝镁合金板锭进行压延后，能够得到符合加工要求的高纯铝镁合金板材。
一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法，该方法包括以下步骤：
a.板锭铣面及预处理
采用常规的设备及工艺对板锭进行铣面，去除量15-25mm厚度，将铣面后的板锭放入立推式高温均热炉进行退火及保温处理，立推式高温均热炉上下左右及中间所配的热电偶为8-12个，以10-20℃/min的升温速率升温至520-580℃，板锭上下左右的表面温度在5℃以下的偏差范围内，保温5-10小时；
b.板锭热压延
开启轧机的乳液系统，保持轧辊及乳液温度不低于80℃，采用自动出料手臂将均热的板锭移至热压延传送带上，立即进行热压延工序，以防温度散失过快而影响热压延工序，
热轧温度520℃-580℃，终轧厚度14-20mm；终轧温度320℃-360℃，压延道次8-12次，下压量25-35mm，下压率在5％-30％，热压延整个工序操作时间10-15分钟，压延完成后放入均热炉中进行退火；热压延后的板带材晶粒尺寸100-120μm，厚差4-5％；
c.板锭温压延
开启轧机的乳液系统，同时保持轧辊、乳液、热压延基板的温度在70℃-90℃之间，开始温压延工序，下压率保持在10％-15％，压延速度3-6m/s，终轧厚度8-11mm；压延道次3-6次，压延完成后放入均热炉中进行退火；温压延后的板带材晶粒尺寸为60-90μm，厚差2-4％，平面度为150-200μm；
d.板锭冷压延
开启轧机的乳液系统，开始冷压延工序，下压率保持在20％-30％，压延速度12-20m/s，终轧厚度1.8-2.2mm；压延道次3-6次，入口及开口张力4000-7000公斤，压延完成后放入均热炉中进行退火；冷压延后的板带材晶粒尺寸在40-50μm以下，厚差在2-3％之间，平面度70-100μm；
e.板锭微压延
开启轧机的乳液系统，开始微压延工序，下压率保持在2％-5％之间，压延速度为2-5m/s，终轧厚度为1.74-1.80mm；压延道次为8-11次，压延完成后放入均热炉中进行退火；微尺度压延后的板带材晶粒尺寸25-30μm，厚差1.3-2％，平面度为20-30μm,板锭最终经过微压延、校平后得到厚差在1.65％以下、厚度为1.74-1.80mm、晶粒尺寸小于20μm且分布均匀、无明显的表面缺陷、划伤及亮点亮线的高纯铝镁合金基板。
本发明与现有技术相比，其显著地的有益效果体现在：
本发明利用先进的热、温、冷轧机组，及微轧制先进技术手段，优化轧制工艺、控制轧制缺陷，结合铝合金形变的MARC计算机模拟仿真技术，得到厚度为1.775mm，厚差控制在﹣0.01～﹢0.02范围以内的盘片用高精度板材，形成了一套完整的硬盘磁存储用铝镁合金板材的压延工艺和技术标准。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施例。
实施例1：硬盘用高纯铝镁合金板锭规格：960×250×3500mm。
一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法的步骤如下：
a.采用常规的设备及工艺对板锭进行铣面，去除厚度为15mm，将铣面后的板锭放入立推式高温均热炉进行退火及保温处理，立推式高温均热炉上下左右及中间所配的热电偶6个，以10℃/min的升温速率升温至520℃，板锭上下左右的表面温度在2℃以下的偏差范围内，保温5小时；
b.开启轧机的的乳液系统，保持轧辊及乳液温度为80℃，采用自动出料手臂将均热的板锭移至热压延传送带上，立即进行热压延工序，以防温度散失过快而影响热压延工序，热轧温度为540℃，终轧厚度为15mm；终轧温度为340℃，压延道次为10次，下压量最大为30mm，下压率在5％-30％之间进行调整，热压延整个工序操作时间为12分钟，压延完成后放入均热炉中进行退火；热压延后的板带材晶粒尺寸为120μm，厚差在5％以下；
c.板锭温压延，开启轧机的乳液A系统，同时保持轧辊、乳液、热压延基板的温度在70℃-90℃，开始温压延工序，下压率：10％，压延速度：5m/s，终轧厚度：10mm；压延道次：5次，压延完成后放入均热炉中进行退火；温压延后的板带材晶粒尺寸：90μm，厚差：4％，平面度：200μm；
d.板锭冷压延，开启轧机的系统，开始冷压延工序，下压率：20％，压延速度：15m/s，终轧厚度：2mm；压延道次：4次，入口及开口张力在4000-7000公斤，压延完成后放入均热炉中进行退火；冷压延后的板带材晶粒尺寸：50μm，厚差：3％，平面度：100μm；
e.板锭微压延，开启轧机的乳液系统，开始微压延工序，下压率保持在2％，压延速度为3m/s，终轧厚度在1.74-1.80mm之间；压延道次：10次，压延完成后放入均热炉中进行退火；微尺度压延后的板带材晶粒尺寸：20μm以下，平面度为20μm；板锭微压延经过校平后得到厚差1.65％、厚度为1.74mm、晶粒尺寸小于20μm且分布均匀、无明显的表面缺陷、划伤及亮点亮线的高纯铝镁合金基板。
实施例2：硬盘用高纯铝镁合金板锭规格：1500×240×3000mm。
一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法的步骤如下：
a.板锭铣面及预处理，采用常规的设备及工艺对板锭进行铣面，去除量25mm，将铣面后的板锭放入立推式高温均热炉进行退火及保温处理，立推式高温均热炉上下左右及中间所配的热电偶为4个，以20℃/min的升温速率升温至580℃，板锭上下左右的表面温度在5℃以下的偏差范围内，保温10小时；
b.板锭热压延，开启轧机的乳液系统，保持轧辊及乳液温度80℃，采用自动出料手臂将均热的板锭移至热压延传送带上，立即进行热压延工序，以防温度散失过快而影响热压延工序，热轧温度：580℃，终轧厚度：13mm；终轧温度：370℃，压延道次：15次，下压量最大：40mm，下压率在5％-30％之间进行调整，热压延整个工序操作时间为14分钟，压延完成后放入均热炉中进行退火；热压延后的板带材晶粒尺寸为110μm，厚差为4.5％；
c.板锭温压延，开启轧机的乳液系统，同时保持轧辊、乳液、热压延基板的温度在90℃，开始温压延工序，下压率保持在11％-14％之间，压延速度：4.5m/s，终轧厚度：9mm；压延道次：8次，压延完成后放入均热炉中进行退火；温压延后的板带材晶粒尺寸为80μm，厚差为3.5％，平面度为180μm；
d.板锭冷压延，开启轧机的乳液系统，开始冷压延工序，下压率保持在20％-30％之间，压延速度：14m/s，终轧厚度:1.9mm；压延道次：3次，入口及开口张力在5000-6000公斤，压延完成后放入均热炉中进行退火；冷压延后的板带材晶粒尺寸为45μm，厚差为2.5％，平面度为90μm；
e.板锭微压延，开启轧机的乳液系统，开始微压延工序，下压率保持在2％-5％，压延速度为2m/s，终轧厚度为1.775mm；压延道次为12次，压延完成后放入均热炉中进行退火；微尺度压延后的板带材晶粒尺寸为15μm，平面度为22μm；板锭微压延经过校平后得到厚差为1.6:％、厚度为1.775-1.778mm、晶粒尺寸为15μm且分布均匀、无明显的表面缺陷、划伤及亮点亮线的高纯铝镁合金基板。
Claims (1)
1.一种机械式硬盘用高纯铝镁合金基板的压延加工方法，其特征是该方法包括以下步骤：
a.板锭铣面及预处理
采用常规的设备及工艺对板锭进行铣面，去除量15-25mm厚度，将铣面后的板锭放入立推式高温均热炉进行退火及保温处理，立推式高温均热炉上下左右及中间所配的热电偶为8-12个，以10-20℃/min的升温速率升温至520-580℃，板锭上下左右的表面温度在5℃以下的偏差范围内，保温5-10小时；
b.板锭热压延
开启轧机的乳液系统，保持轧辊及乳液温度不低于80℃，采用自动出料手臂将均热的板锭移至热压延传送带上，立即进行热压延工序，热轧温度520℃-580℃，终轧厚度14-20mm；终轧温度320℃-360℃，压延道次8-12次，下压量25-35mm，下压率在5%-30%之间进行调整，热压延整个工序操作时间10-15分钟，压延完成后放入均热炉中进行退火；热压延后的板带材晶粒尺寸100-120μm，厚差4-5%；
c.板锭温压延
开启轧机的乳液系统，同时保持轧辊、乳液、热压延基板的温度在70-90℃之间，开始温压延工序，下压率保持在10%-15%，压延速度3-6m/s，终轧厚度8-11mm；压延道次3-6次，压延完成后放入均热炉中进行退火；温压延后的板带材晶粒尺寸60-90μm，厚差在2-4%，平面度150-200μm；
d.板锭冷压延
开启轧机的乳液系统，开始冷压延工序，下压率保持20%-30%，压延速度12-20m/s，终轧厚度1.8-2.2mm；压延道次3-6次，入口及开口张力为4000-7000公斤，压延完成后放入均热炉中进行退火；冷压延后的板带材晶粒尺寸40-50μm，厚差2-3%，平面度70-100μm；
e.板锭微压延
开启轧机的乳液系统，开始微压延工序，下压率保持2%-5%，压延速度2-5m/s，终轧厚度1.74-1.80mm；压延道次8-11次之间，压延完成后放入均热炉中进行退火；微尺度压延后的板带材晶粒尺寸25-30μm，厚差1.3-2%，平面度为20-30μm,板锭最终经过微压延、校平后得到厚差在1.65%以下、厚度为1.74-1.80mm、晶粒尺寸小于20μm且分布均匀、无明显的表面缺陷、划伤及亮点亮线的高纯铝镁合金基板。
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| JP2015089956A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 株式会社Uacj | 磁気ディスク用アルミニウム合金基板 |
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2015
- 2015-06-30 CN CN201510374319.5A patent/CN104941999B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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