一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法技术

一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，属于盒形件锻造成形技术领域，其特征在于包括以下工艺步骤：1)采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件；2)双级均匀化；3)热预锻：坯料初始温度为1150～1200℃，模具预热温度为380～400℃，压力机下压力为34～36MN，下压速度为3.5～4mm/s；4)热终锻：锻件温度为1000～1050℃，模具预热温度为360‑380℃，下压力为37～39MN，下压速度为1.5～2.5mm/s；5)冷精锻：下压力为22～24MN，下压速度为1～2mm/s；6)双级再结晶退火。本发明专利技术优点是节约材料，硬盘壳体壁厚成形极限大，外形尺寸精度高，散热性好。

A Precision Forging Method for Medium Carbon Alloy Steel Hard Disk Shell

【技术实现步骤摘要】
一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法
本专利技术属于盒形件锻造成形
，具体涉及一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法。
技术介绍
高性能中碳合金钢硬盘壳体(四周壁厚为2.5～5.5mm、壳底厚度为3～5mm)是大型台式工作主机、便携式移动硬盘的关键部件，主流的硬盘容量均在6TB以下，转速为5400～7200转/分，目前壳体制造工艺主要是机械切削加工、低压铸造成形、1火次等温热锻成形、1火次热预锻+1火次等温热锻、4～6火次热锻成形，其缺点是材料和能源浪费严重，生产效率低，设备吨位要求高，四周壁厚成形极限小，热锻后在高度方向上存在褶皱现象，薄壁区域尺寸回弹严重导致外形尺寸精度降低，并且在大存储、长时运转条件下存在壳体发热严重等问题，严重降低其服役性能和使用寿命。当硬盘存储容量达到10TB、转速达到3万转/分以上时，需要在壳体腔内充惰性保护气体，兼具高强、高导热散热、高气密性的特殊性能要求，对其壳体的高性能制造随之也提出了更高要求，现有的技术无法满足该类壳体的高性能精确成形制造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，可以有效克服现有技术存在的缺点。本专利技术目的是这样实现的，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件，浇注温度为1620～1660℃，金属模具铸型转速为180～220r/min，浇注速度为10～15kg/s，浇槽距离模盖高度为20～30cm，得到的离心铸造预制板坯铸件的尺寸为：长度L0＝80～120mm、宽度W0＝30～60mm、高度H0＝10～15mm，四周壁厚B0＝5.0～8.5mm，凹槽深h0＝3～5mm，圆槽半径R0＝12～30mm；(2)双级均匀化：将离心铸造的预制板坯铸件进行均匀化处理，第一次均匀化加热温度为1150～1200℃，保温6～10h，第二次均匀化是直接加热至1250～1280℃，保温12～18h；(3)热预锻：坯料初始温度为1150～1200℃，模具预热温度为380～400℃，压力机下压力为34～36MN，下压速度为3.5～4mm/s；(4)热终锻：锻件初始温度为1000～1050℃，模具预热温度为360～380℃，压力机下压力为37～39MN，下压速度为1.5～2.5mm/s；(5)冷精锻：压力机下压力为22～24MN，下压速度为1～2mm/s，得到冷精锻壳体锻件尺寸为：长度L＝100～150mm、宽度W＝50～80mm、高度H＝20～30mm，壳底厚度h＝3～5mm，四周壁厚B＝2.5～5.5mm，圆槽半径R＝18～40mm；(6)双级再结晶退火：将冷精锻壳体锻件进行再结晶退火处理，第一次再结晶退火温度为820～850℃，保温1～2h，第二次再结晶退火温度为860～900℃，保温2～3h，最后空冷至室温。本专利技术的优点及有益效果是：可以大幅节约材料，壳体四周壁厚的成形极限大，壳体外形尺寸精度高。在壳体腔内充惰性保护气体以满足硬盘存储容量达到10TB、转速达到3万转/分以上时，兼具高强、高导散热、高气密性的特殊性能优点。附图说明图1为立式离心铸造示意图；图2为立式离心铸造中碳合金钢预制板坯铸件的俯视图；图3为图2中A-A剖视图；图4为冷精锻后中碳合金钢壳体的俯视图；图5为图4中B-B剖视图；图中：1—浇包2—浇道3—浇口4—锁紧销5—模具盖板6—上沙垫6′—下沙垫7—金属模具铸型8—预制板坯铸件9—冷却水管；L0—板坯的长度，W0—板坯的宽度，H0—板坯的高度，B0—板坯的四周壁厚，h0—板坯的凹槽深度，R0—板坯的圆槽半径，L—壳体锻件的长度，W—壳体锻件的宽度，H—壳体锻件的高度，B—壳体锻件的四周壁厚，h—壳体锻件的底部厚度，R—壳体锻件的圆槽半径。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。图4和图5所示为冷精锻后中碳合金钢壳体的俯视图和B-B剖视图，即本专利技术的一种中碳合金钢硬盘壳体。实施例1本实施例提供一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，设定壳体尺寸为：长度L＝100mm、宽度W＝50mm、高度H＝20mm，壳底厚度h＝3mm，四周壁厚B＝2.5mm，圆槽半径R＝18mm；其精锻成形的工艺步骤是：(1)如采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件，图1所示为立式离心铸造示意图，图中1是浇包，2是浇道，3是浇口，4是锁紧销，5是模具盖板，6是上沙垫，6′是下沙垫，7是金属模具铸型，8是预制板坯铸件，9是冷却水管，浇注温度为1620℃，金属模具铸型转速为180r/min，浇注速度为10kg/s，浇槽距离模盖高度为20cm，得到的离心铸造预制板坯铸件的尺寸为：长度L0＝80mm、宽度W0＝30mm、高度H0＝10mm，四周壁厚B0＝5.0mm，凹槽深h0＝3mm，圆槽半径R0＝12mm，如图2～3所示；(2)双级均匀化：将离心铸造预制板坯铸件进行均匀化处理，第一次均匀化加热温度为1150℃，保温6h，第二次均匀化是直接加热至1250℃，保温12h；(3)热预锻：坯料初始温度为1150℃，模具预热温度为380℃，压力机下压力为34MN，下压速度为3.5mm/s；(4)热终锻：锻件初始温度为1000℃，模具预热温度为360℃，压力机下压力为37MN，下压速度为1.5mm/s；(5)冷精锻：压力机下压力为22MN，下压速度为1mm/s，得到冷精锻壳体锻件尺寸为：长度L＝100mm、宽度W＝50mm、高度H＝20mm，壳底厚度h＝3mm，四周壁厚B＝2.5mm，圆槽半径R＝22mm，如图4～5所示；(6)双级再结晶退火：将冷精锻壳体锻件进行再结晶退火处理，第一次再结晶退火温度为820℃，保温1h，第二次再结晶退火温度为860℃，保温2h，最后空冷至室温。实施例2本实施例提供一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，设定壳体尺寸为：长度L＝150mm、宽度W＝80mm、高度H＝30mm，壳底厚度h＝5mm，四周壁厚B＝5.5mm，圆槽半径R＝40mm；其精锻成形的工艺步骤是：(1)如采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件，图1所示为立式离心铸造示意图，图中1是浇包，2是浇道，3是浇口，4是锁紧销，5是模具盖板，6是上沙垫，6′是下沙垫，7是金属模具铸型，8是预制板坯铸件，9是冷却水管，浇注温度为1660℃，金属模具铸型转速为220r/min，浇注速度为15kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到的离心铸造预制板坯铸件的尺寸为：长度L0＝120mm、宽度W0＝60mm、高度H0＝15mm，四周壁厚B0＝8.5mm，凹槽深h0＝5mm，圆槽半径R0＝30mm，如图2～3所示；(2)双级均匀化：将离心铸造预制板坯铸件进行均匀化处理，第一次均匀化加热温度为1200℃，保温10h，第二次均匀化是直接加热至1280℃，保温18h；(3)热预锻：坯料初始温度为1200℃，模具预热温度为400℃，压力机下压力为36MN，下压速度为4mm/s；(4)热终锻：锻件初始温度为1050℃，模具预热温度为380℃，压力机下压力为39MN，下压速度为2.5mm/s；(5)冷精锻：压力机下压力为24MN，下压速度为2mm/s，得到冷精锻壳体锻件尺寸为：长度L＝150mm、宽度W＝80mm、高度H＝30mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，其特征在于按以下工艺步骤实现：(1)采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件：浇注温度为1620～1660℃，金属模具铸型转速为180～220r/min，浇注速度为10～15kg/s，浇槽距离模盖高度为20～30cm，得到的离心铸造预制板坯铸件的尺寸为：长度L0＝80～120mm、宽度W0＝30～60mm、高度H0＝10～15mm，四周壁厚B0＝5.0～8.5mm，凹槽深h0＝3～5mm，圆槽半径R0＝12～30mm；(2)双级均匀化：将离心铸造的预制板坯铸件进行均匀化处理，第一次均匀化加热温度为1150～1200℃，保温6～10h，第二次均匀化是直接加热至1250～1280℃，保温12～18h；(3)热预锻：坯料初始温度为1150～1200℃，模具预热温度为380～400℃，压力机下压力为34～36MN，下压速度为3.5～4mm/s；(4)热终锻：锻件初始温度为1000～1050℃，模具预热温度为360～380℃，压力机下压力为37～39MN，下压速度为1.5～2.5mm/s；(5)冷精锻：压力机下压力为22～24MN，下压速度为1～2mm/s，得到冷精锻壳体锻件尺寸为：长度L＝100～150mm、宽度W＝50～80mm、高度H＝20～30mm，壳底厚度h＝3～5mm，四周壁厚B＝2.5～5.5mm，圆槽半径R＝18～40mm；(6)双级再结晶退火：将冷精锻壳体锻件进行再结晶退火处理，第一次再结晶退火温度为820～850℃，保温1～2h，第二次再结晶退火温度为860～900℃，保温2～3h，最后空冷至室温。...

【技术特征摘要】
1.一种中碳合金钢硬盘壳体精锻成形方法，其特征在于按以下工艺步骤实现：(1)采用立式离心铸造方式铸造中碳合金钢预制板坯铸件：浇注温度为1620～1660℃，金属模具铸型转速为180～220r/min，浇注速度为10～15kg/s，浇槽距离模盖高度为20～30cm，得到的离心铸造预制板坯铸件的尺寸为：长度L0＝80～120mm、宽度W0＝30～60mm、高度H0＝10～15mm，四周壁厚B0＝5.0～8.5mm，凹槽深h0＝3～5mm，圆槽半径R0＝12～30mm；(2)双级均匀化：将离心铸造的预制板坯铸件进行均匀化处理，第一次均匀化加热温度为1150～1200℃，保温6～10h，第二次均匀化是直接加热至1250～1280℃，保温12～18h；(3)热预锻：坯料初始温度为1150～...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦芳诚，齐会萍，亓海全，孟征兵，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45