本發(fā)明屬于材料加工與控制技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種機械式硬盤用高純鋁鎂合金基板的壓延加工方法。
背景技術(shù):
磁電子材料與器件是國際新材料開發(fā)及應(yīng)用的熱門方向,將磁存儲技術(shù)及鋁基材料相結(jié)合,開發(fā)磁存儲用鋁基電子材料,是當前乃至今后用于計算機存儲的基礎(chǔ)及相關(guān)材料發(fā)展的前提。硬盤用鋁基片是鋁基磁存儲材料的重要發(fā)展方向,硬盤中的存儲功能主要由其中的盤片實現(xiàn),而盤片的性能取決于基片和磁涂層這兩大主要制備技術(shù)的發(fā)展水平,兩者相輔相成又相互影響,制約著硬盤的發(fā)展?;菙?shù)據(jù)存儲的載體,大約共計80nm厚的涂層材料附著于基片上,如此薄的涂層會把基片表面原始狀態(tài)原封不動的顯現(xiàn)出來,這就要求基片的表面不能出現(xiàn)大于100nm的缺陷。同時,基片材料的抗拉強度要介于205-275N/mm2之間,屈服強度>80Mpa,伸長率>18%,晶粒尺寸<50μm,平面度<7μm,整個表面厚差要同時滿足的以上的技術(shù)指標,要求在基片生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)(包括鑄造、軋制、沖壓、熱處理、切削和研磨)都處于行業(yè)領(lǐng)先水平,其中的壓延工序是決定此產(chǎn)品能否符合產(chǎn)品要求的重要工序。在鋁鎂合金錠板材技術(shù)上,采用先進鋁熱連軋機組生產(chǎn)線,通過控制參數(shù),獲得產(chǎn)品厚度均勻及平面精確度高的板材產(chǎn)品。因鋁鎂合金屬于中強度熱處理不可強化的合金,通常采用預熱處理、熱軋、冷軋等步驟完成,其技術(shù)工藝較為成熟,鋁加工企業(yè)都能夠?qū)崿F(xiàn)中低端板材產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前,為冷軋機供坯主要有兩種方法,一種是熱軋法,一種是鑄軋法。熱軋法提供的坯料成分均勻、組織均勻致密、平整度高。作為鋁板帶生產(chǎn)大國的美國和日本采用的都是熱軋供坯,其中熱連軋供坯是制備制罐用鋁板帶、高精度PS版等的關(guān)鍵技術(shù)。在壓延工藝中能夠代表技術(shù)水平的板材中,厚度為1.50mm的CTP板材,偏差控制在5%以下,要求最終產(chǎn)品的表面無缺陷、板材平整度<0.6nm;厚度為0.24mm 的罐板,偏差在4.1%左右。但對于對精整度要求更高的鋁合金板材,全球能夠生產(chǎn)的企業(yè)具有代表性的是日本神戶制鋼及日本古河,日本株式會社神戶制鋼所公布的專利包括:特開昭61-91352號公報、特開昭64-37-5725號公報、特開6002-241513號公報、特開平4-99143號公報、特開平2-205651號公報及神戶制鋼所在中國公開的專利(公開號:102465222A)、(公開號:103173666A)等均報道了硬盤用鋁鎂合金基片的制造方法及技術(shù),他們通過控制工藝及參數(shù),能夠得到產(chǎn)品厚度為1.775mm,偏差在1.7%以下的高端鋁鎂合金板材產(chǎn)品,并實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn),屬于高端鋁鎂合金工藝的全球領(lǐng)先水平,但未具體詳盡說明或公開壓延工序的相關(guān)技術(shù)。其他各國及鋁加工企業(yè)投入了大量的研發(fā),但因其技術(shù)含量高、需要具備相關(guān)及配套設(shè)施、調(diào)整工藝等而增加了研發(fā)的難度。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種機械式硬盤用高純鋁鎂合金基板的壓延加工方法,將機械式硬盤用鋁鎂合金板錠進行壓延后,能夠得到符合加工要求的高純鋁鎂合金板材。一種機械式硬盤用高純鋁鎂合金基板的壓延加工方法,該方法包括以下步驟:a.板錠銑面及預處理采用常規(guī)的設(shè)備及工藝對板錠進行銑面,去除量15-25mm厚度,將銑面后的板錠放入立推式高溫均熱爐進行退火及保溫處理,立推式高溫均熱爐上下左右及中間所配的熱電偶為8-12個,以10-20℃/min的升溫速率升溫至520-580℃,板錠上下左右的表面溫度在5℃以下的偏差范圍內(nèi),保溫5-10小時;b.板錠熱壓延開啟軋機的乳液系統(tǒng),保持軋輥及乳液溫度不低于80℃,采用自動出料手臂將均熱的板錠移至熱壓延傳送帶上,立即進行熱壓延工序,以防溫度散失過快而影響熱壓延工序,熱軋溫度520℃-580℃,終軋厚度14-20mm;終軋溫度320℃-360℃,壓延道次8-12次,下壓量25-35mm,下壓率在5%-30%,熱壓延整個工序操作時間10-15分鐘,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;熱壓延后的板帶材晶粒尺寸100-120μm,厚差4-5%;c.板錠溫壓延開啟軋機的乳液系統(tǒng),同時保持軋輥、乳液、熱壓延基板的溫度在70℃-90℃之間,開始溫壓延工序,下壓率保持在10%-15%,壓延速度3-6m/s,終軋厚度8-11mm;壓延道次3-6次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;溫壓延后的板帶材晶粒尺寸為60-90μm,厚差2-4%,平面度為150-200μm;d.板錠冷壓延開啟軋機的乳液系統(tǒng),開始冷壓延工序,下壓率保持在20%-30%,壓延速度12-20m/s,終軋厚度1.8-2.2mm;壓延道次3-6次,入口及開口張力4000-7000公斤,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;冷壓延后的板帶材晶粒尺寸在40-50μm以下,厚差在2-3%之間,平面度70-100μm;e.板錠微壓延開啟軋機的乳液系統(tǒng),開始微壓延工序,下壓率保持在2%-5%之間,壓延速度為2-5m/s,終軋厚度為1.74-1.80mm;壓延道次為8-11次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;微尺度壓延后的板帶材晶粒尺寸25-30μm,厚差1.3-2%,平面度為20-30μm,板錠最終經(jīng)過微壓延、校平后得到厚差在1.65%以下、厚度為1.74-1.80mm、晶粒尺寸小于20μm且分布均勻、無明顯的表面缺陷、劃傷及亮點亮線的高純鋁鎂合金基板。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其顯著地的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明利用先進的熱、溫、冷軋機組,及微軋制先進技術(shù)手段,優(yōu)化軋制工藝、控制軋制缺陷,結(jié)合鋁合金形變的MARC計算機模擬仿真技術(shù),得到厚度為1.775mm,厚差控制在﹣0.01~﹢0.02范圍以內(nèi)的盤片用高精度板材,形成了一套完整的硬盤磁存儲用鋁鎂合金板材的壓延工藝和技術(shù)標準。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做詳細說明,但本發(fā)明的實施范圍不僅僅限于下述的實施例。實施例1:硬盤用高純鋁鎂合金板錠規(guī)格:960×250×3500mm。一種機械式硬盤用高純鋁鎂合金基板的壓延加工方法的步驟如下:a.采用常規(guī)的設(shè)備及工藝對板錠進行銑面,去除厚度為15mm,將銑面后的板錠放入立推式高溫均熱爐進行退火及保溫處理,立推式高溫均熱爐上下左右及 中間所配的熱電偶6個,以10℃/min的升溫速率升溫至520℃,板錠上下左右的表面溫度在2℃以下的偏差范圍內(nèi),保溫5小時;b.開啟軋機的的乳液系統(tǒng),保持軋輥及乳液溫度為80℃,采用自動出料手臂將均熱的板錠移至熱壓延傳送帶上,立即進行熱壓延工序,以防溫度散失過快而影響熱壓延工序,熱軋溫度為540℃,終軋厚度為15mm;終軋溫度為340℃,壓延道次為10次,下壓量最大為30mm,下壓率在5%-30%之間進行調(diào)整,熱壓延整個工序操作時間為12分鐘,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;熱壓延后的板帶材晶粒尺寸為120μm,厚差在5%以下;c.板錠溫壓延,開啟軋機的乳液A系統(tǒng),同時保持軋輥、乳液、熱壓延基板的溫度在70℃-90℃,開始溫壓延工序,下壓率:10%,壓延速度:5m/s,終軋厚度:10mm;壓延道次:5次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;溫壓延后的板帶材晶粒尺寸:90μm,厚差:4%,平面度:200μm;d.板錠冷壓延,開啟軋機的系統(tǒng),開始冷壓延工序,下壓率:20%,壓延速度:15m/s,終軋厚度:2mm;壓延道次:4次,入口及開口張力在4000-7000公斤,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;冷壓延后的板帶材晶粒尺寸:50μm,厚差:3%,平面度:100μm;e.板錠微壓延,開啟軋機的乳液系統(tǒng),開始微壓延工序,下壓率保持在2%,壓延速度為3m/s,終軋厚度在1.74-1.80mm之間;壓延道次:10次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;微尺度壓延后的板帶材晶粒尺寸:20μm以下,平面度為20μm;板錠微壓延經(jīng)過校平后得到厚差1.65%、厚度為1.74mm、晶粒尺寸小于20μm且分布均勻、無明顯的表面缺陷、劃傷及亮點亮線的高純鋁鎂合金基板。實施例2:硬盤用高純鋁鎂合金板錠規(guī)格:1500×240×3000mm。一種機械式硬盤用高純鋁鎂合金基板的壓延加工方法的步驟如下:a.板錠銑面及預處理,采用常規(guī)的設(shè)備及工藝對板錠進行銑面,去除量25mm,將銑面后的板錠放入立推式高溫均熱爐進行退火及保溫處理,立推式高溫均熱爐上下左右及中間所配的熱電偶為4個,以20℃/min的升溫速率升溫至580℃,板錠上下左右的表面溫度在5℃以下的偏差范圍內(nèi),保溫10小時;b.板錠熱壓延,開啟軋機的乳液系統(tǒng),保持軋輥及乳液溫度80℃,采用自動出料手臂將均熱的板錠移至熱壓延傳送帶上,立即進行熱壓延工序,以防溫度 散失過快而影響熱壓延工序,熱軋溫度:580℃,終軋厚度:13mm;終軋溫度:370℃,壓延道次:15次,下壓量最大:40mm,下壓率在5%-30%之間進行調(diào)整,熱壓延整個工序操作時間為14分鐘,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;熱壓延后的板帶材晶粒尺寸為110μm,厚差為4.5%;c.板錠溫壓延,開啟軋機的乳液系統(tǒng),同時保持軋輥、乳液、熱壓延基板的溫度在90℃,開始溫壓延工序,下壓率保持在11%-14%之間,壓延速度:4.5m/s,終軋厚度:9mm;壓延道次:8次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;溫壓延后的板帶材晶粒尺寸為80μm,厚差為3.5%,平面度為180μm;d.板錠冷壓延,開啟軋機的乳液系統(tǒng),開始冷壓延工序,下壓率保持在20%-30%之間,壓延速度:14m/s,終軋厚度:1.9mm;壓延道次:3次,入口及開口張力在5000-6000公斤,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;冷壓延后的板帶材晶粒尺寸為45μm,厚差為2.5%,平面度為90μm;e.板錠微壓延,開啟軋機的乳液系統(tǒng),開始微壓延工序,下壓率保持在2%-5%,壓延速度為2m/s,終軋厚度為1.775mm;壓延道次為12次,壓延完成后放入均熱爐中進行退火;微尺度壓延后的板帶材晶粒尺寸為15μm,平面度為22μm;板錠微壓延經(jīng)過校平后得到厚差為1.6:%、厚度為1.775-1.778mm、晶粒尺寸為15μm且分布均勻、無明顯的表面缺陷、劃傷及亮點亮線的高純鋁鎂合金基板。