一种Al-Zn-Mg-Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺制造技术

一种Al

【技术实现步骤摘要】
一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺


[0001]本专利技术属于盒形件制造
，具体涉及一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺。

技术介绍

[0002]硬盘盒体是大型工作站主机、便携式移动硬盘的关键部件，主流的硬盘存储容量均在6TB以下，转速为5400～7200转/分，目前该类盒体制造技术主要集中在机械切削加工、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，这些技术均存在材料和能源浪费严重、生产效率低、设备吨位要求高和四周壁厚成形极限小等缺点，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。当硬盘容量达到10TB、转速达到3万转/分以上时，上述技术制造的盒体在长时运转条件下发热严重，服役性能和使用寿命显著降低，因此需要在盒体腔内充氦气、氮气等惰性气体进行保护，以兼具高强、高导热散热和高气密性等特殊性能，而上述技术无法满足该类盒体的高性能精确成形制造。专利技术专利申请号(201910191508.7)公开了一种镁合金硬盘壳体精锻成形方法：预制板坯铸件
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双级均匀化
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热预锻
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热终锻
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中间固溶处理
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冷精锻
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双级时效，但该技术的工序繁多，预锻、终锻和精锻过程中的设备投入大、模具加工较为复杂，并且多次加热导致能源、材料浪费严重。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺，可以有效克服现有技术存在的缺点。
[0004]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：
[0005](1)硬盘盒体的化学成分(重量分数)：Zn为15～20％，Mg为0.5～1.0％，Sc为0.5～1.0％，其余为Al；
[0006](2)铸造盒体圆铸坯铸件：浇注温度为660～680℃，金属模具预热温度为450℃，浇注速度为0.8～1.2kg/s，得到的圆铸坯铸件的尺寸为：直径D0＝60～65mm、高度H0＝70～75mm；
[0007](3)圆铸坯均匀化处理：将圆铸坯铸件进行均匀化处理，均匀化加热温度为470～490℃，保温5～8h；
[0008](4)等温挤压：将均匀化后的圆铸坯移至挤压机上的挤压筒内，采用挤压头对圆铸坯进行挤压，控制挤压温度为430～450℃，挤压头的挤压力为8～10MN，挤压头的挤压速度为0.5～0.7mm/s，挤压筒和挤压头的温度为400℃，并且在挤压过程中通过感应加热装置对挤压筒和挤压头进行加热，使其温度恒定在400℃，挤压后得到硬盘盒体锻件的尺寸为：长度L＝170～175mm，宽度W＝100～105mm，高度H＝40～43mm，厚边壁厚B＝10～12mm，薄边壁厚B1＝5～6mm，大圆槽半径R＝15～16mm，小圆槽半径R1＝5～5.5mm，盒底厚度b＝5～6mm，磁头直径d＝10～12mm，磁头高度h＝30～32mm，磁头与盒底连接半径r＝5～5.5mm；
[0009](5)将热挤压后的硬盘盒体锻件在120℃下保温18～24h，然后出炉在空气中自然冷却至室温；
[0010](6)将硬盘盒体锻件重新加热至470℃，保温2～4h后水冷至室温，然后再加热至120℃，保温15～17h，最后空冷至室温。
[0011]本专利技术的优点及有益效果是：可以节约材料与能源、设备及模具投入，硬盘盒体壁厚的成形极限大、外形尺寸精度高，盒体底部和壁厚方向的强度性能均匀。当硬盘容量达到10TB、转速达到3万转/分以上时，在盒体腔内充氦气、氮气等惰性气体进行保护可以兼具高强、高导散热、高气密性和轻量化等优势。
附图说明
[0012]图1为硬盘盒体锻件的示意图；
[0013]图2为硬盘盒体锻件的俯视图；
[0014]图3为图2中A
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A剖视图；
[0015]L—盒体锻件的长度，W—盒体锻件的宽度，H—盒体锻件的高度，B—盒体锻件的厚边壁厚，B1—盒体锻件的薄边壁厚，R—盒体锻件大圆槽半径，R1—盒体锻件小圆槽半径，b—盒体锻件的底部厚度，d—磁头直径，h—磁头高度，r—磁头与盒底连接半径。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]实施例1
[0018]本实施例提供一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺，其挤压成形的工艺步骤是：
[0019](1)硬盘盒体的化学成分(重量分数)：Zn为15～20％，Mg为0.5～1.0％，Sc为0.5～1.0％，其余为Al；
[0020](2)铸造盒体圆铸坯铸件：浇注温度为660℃，金属模具预热温度为450℃，浇注速度为0.8kg/s，得到的圆铸坯铸件的尺寸为：直径D0＝60mm、高度H0＝70mm；
[0021](3)圆铸坯均匀化处理：将圆铸坯铸件进行均匀化处理，均匀化加热温度为470℃，保温5h；
[0022](4)等温挤压：将均匀化后的圆铸坯移至挤压机上的挤压筒内，采用挤压头对圆铸坯进行挤压，控制挤压温度为430℃，挤压头的挤压力为8MN，挤压头的挤压速度为0.5mm/s，挤压筒和挤压头的温度为400℃，并且在挤压过程中通过感应加热装置对挤压筒和挤压头进行加热，使其温度恒定在400℃，挤压后得到硬盘盒体锻件的尺寸为：长度L＝170mm，宽度W＝100mm，高度H＝40mm，厚边壁厚B＝10mm，薄边壁厚B1＝5mm，大圆槽半径R＝15mm，小圆槽半径R1＝5mm，盒底厚度b＝5mm，磁头直径d＝10mm，磁头高度h＝30mm，磁头与盒底连接半径r＝5mm，如图1～3所示；
[0023](5)将热挤压后的硬盘盒体锻件在120℃下保温18h，然后出炉在空气中自然冷却至室温；
[0024](6)将硬盘盒体锻件重新加热至470℃，保温2h后水冷至室温，然后再加热至120℃，保温15h，最后空冷至室温。
[0025]实施例2
[0026]本实施例提供一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺，其挤压成形的工艺步骤是：
[0027](1)硬盘盒体的化学成分(重量分数)：Zn为15～20％，Mg为0.5～1.0％，Sc为0.5～1.0％，其余为Al；
[0028](2)铸造盒体圆铸坯铸件：浇注温度为670℃，金属模具预热温度为450℃，浇注速度为1.0kg/s，得到的圆铸坯铸件的尺寸为：直径D0＝62mm、高度H0＝73mm；
[0029](3)圆铸坯均匀化处理：将圆铸坯铸件进行均匀化处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Al
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Zn
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Mg
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Sc合金硬盘盒体等温挤压工艺，其特征在于按以下工艺步骤实现：(1)硬盘盒体的化学成分(重量分数)：Zn为15～20％，Mg为0.5～1.0％，Sc为0.5～1.0％，其余为Al；(2)铸造盒体圆铸坯铸件：浇注温度为660～680℃，金属模具预热温度为450℃，浇注速度为0.8～1.2kg/s，得到的圆铸坯铸件的尺寸为：直径D0＝60～65mm、高度H0＝70～75mm；(3)圆铸坯均匀化处理：将圆铸坯铸件进行均匀化处理，均匀化加热温度为470～490℃，保温5～8h；(4)等温挤压：将均匀化后的圆铸坯移至挤压机上的挤压筒内，采用挤压头对圆铸坯进行挤压，控制挤压温度为430～450℃，挤压头的挤压力为8～10MN，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦芳诚，刘崇宇，亓海全，黄宏锋，韦莉莉，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：