Сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в качестве материала заготовок основ жестких магнитных дисков (ОЖМД). Сплав на основе алюминия содержит, мас. магний 3,0 5,0; марганец 0,02 0,07; бериллий 0,0003 0,004; хром 0,005 0,07; титан 0,005 0,07; цирконий 0,02 0,07; ванадий 0,02 0,07; алюминий остальное. Сплав на основе алюминия дополнительно содержит 0,25 0,6 мас% цинка. Предложенный сплав обеспечивает получение практически бездефектной поверхности ОМЖД с минимальной шероховатостью (размер микрозерна 20-25 мкм), с равномерным распределением дисперсных частиц интерметаллидов/ максимальный размер которых не превышает 3-4 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 3 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к разработке сплавов на основе алюминия, предназначенных для использования в качестве материала заготовок основ жестких магнитных дисков (ОЖМД).

Известны сплавы на основе алюминия, содержащие как основной легирующий элемент магний, служащие для изготовления заготовок ОЖМД.

Известен сплав, который содержит указанные ингредиенты в следующих количествах, мас. Магний 4,0-6,0 Марганец 0,1-0,7 Цирконий 0,01-0,05 Ванадий 0,005-0,12 Титан 0,05 Алюминий Остальное Листовые заготовки, предназначенные для изготовления заготовок ОЖМД, являются особым видом продукции, к которой предъявляют исключительно высокие требования по содержанию неметаллических примесей, качеству поверхности, структуре и изотропии механических свойств. Большинство частиц интерметаллических соединений, имеющих более высокую твердость чем алюминий, вызывает образование углублений или выступов после механической обработки. Неоднородное распределение фаз в сплаве приводит к отслаиванию металлических покрытий или возникновению пор из-за плохой адгезии, а крупнозернистая структура к повышенной шероховатости поверхности. Поэтому структура металла должна быть однородна, мелкозерниста и содержать минимально возможное количество интерметаллидов. При этом жестко оговариваются их размеры и равномерность распределения. Особенно это важно при создании дисков для сверхплотной магнитной записи.

Однако заготовки ОЖМД из известного сплава не отвечают техническим требованиям, предъявляемым к ним по характеристикам, перечисленным выше (в частности по размерам, количеству частиц интерметаллидов на 1 мм² и равномерности их распределения. Кроме того, известный сплав чрезвычайно чувствителен к температурным режимам обработки заготовок, что существенно затрудняет получение однородной мелкозернистой структуры.

Целью изобретения является создание сплава на основе алюминия, который бы обеспечивал получение практически бездефектной поверхности ОЖМД с минимальной шероховатостью (т.е. размер микрозерна не более 20-25 мкм), с равномерным распределением дисперсных частиц интерметаллидов, максимальный размер которых не превышает 3-4 мкм (не более 5 шт./мм²).

Для достижения указанной цели в известный сплав, в состав которого входят магний, марганец, цирконий, ванадий и титан, согласно изобретению дополнительно вводят хром и бериллий, при следующем содержании ингредиентов, мас. Магний 3,0-5,0 Бериллий 0,0003-0,004 Марганец 0,02-0,07 Хром 0,005-0,07 Титан 0,005-0,07 Цирконий 0,02-0,07 Ванадий 0,02-0,07 Примеси: железо 0,01 кремний 0,01 медь 0,01 Алюминий Остальное.

На чертеже изображена микроструктура предлагаемого сплава.

В табл. 1 представлен химический состав сплавов; в табл.2 результаты металлографического анализа заготовок ОЖМД; в табл.3 кратковременные механические свойства заготовок ОЖМД.

Для получения сплава были подготовлены четырнадцать смесей ингредиентов, содержащая каждая, мас. магний 4,0; железо, медь и кремний не более 0,01 каждого и отличающиеся друг от друга содержанием бериллия, марганца, хрома, титана, циркония и ванадия (табл.1), а также концентрацией алюминия, составляющей дополнительную до 100% часть каждой смеси.

Смеси выплавляли полунепрерывным методом литья в лабораторных условиях.

Полученные слитки разрезали на заготовки и обрабатывали по следующей схеме: гомогенизация Т=450-550^оС, τ7-24 ч; горячее прессование Т=450-550^оС; горячая прокатка Т= 350-450^оС; закалка Т=450-550^оС, τ=2-24 ч, охлаждение в воде (Т=20^оС); холодная прокатка; промежуточный отжиг Т=100-200^оС, τ0,5-2 ч; окончательный отжиг Т=250-360^оС, τ2-6 ч.

Металлографический анализ заготовок ОЖМД показал, что размер и количество частиц интерметаллидов предлагаемого сплава существенно отличаются от прототипа (табл.2). Кроме того, структура заявляемого сплава более мелкозерниста и однородна (чертеж). Все это в совокупности обеспечивает получение ОЖМД с практически бездефектной поверхностью и минимальной шероховатостью.

Анизотропия кратковременных механических свойств у предлагаемого сплава практически отсутствует, но уровень значений прочности выше, чем у прототипа (табл.3).

В сплав дополнительно вводят 0,25-0,6 мас. цинка для улучшения адгезии цинкатного покрытия с подложкой при предварительной обработки поверхности диска перед нанесением рабочего магнитного слоя. При введении цинка в указанных количествах структура и свойства заявляемого сплава остаются на уровне, указанном в табл.2 и 3.

Формула изобретения

1. СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий магний, марганец, титан, цирконий, и ванадий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бериллий и хром при следующем соотношении компонентов, мас.

Магний 3,0 5,0 Марганец 0,02 0,07 Бериллий 0,0003 0,004 Хром 0,005 0,07 Титан 0,005 0,07 Ванадий 0,02 0,07 Цирконий 0,02 0,07 Алюминий Остальное
2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что, он дополнительно содержит 0,25 - 0,6 мас. цинка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4