Способ получения заготовки основ жесткого магнитного диска из алюминиевого сплава

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в электронном машиностроении в производстве заготовок основ жестких магнитных дисков. Способ получения заготовки жесткого магнитного диска из алюминиевого сплава включает операции, осуществляемые в следующей последовательности: горячая деформация слитка со степенью суммарной деформации более 80%, горячая прокатка при 340-500^oC, диффузионный отжиг при 480-520^oC в течение 2-4 часов с последующим охлаждением со скоростью 30-60^oC/c и холодная прокатка листа до требуемой толщины. 2 табл.

Изобретение относится к области электронного машиностроения и может быть использовано при производстве заготовок основ жестких магнитных дисков (в дальнейшем просто дисков) из алюминиевых сплавов.

Для производства дисков из алюминиевых сплавов существует множество способов их изготовления, где одной из главных операций является гомогенизация (диффузионный отжиг) заготовок в литом состоянии с целью растворения и уменьшения интерметаллидных частиц, неизбежно присутствующих в металле. Последующие операции обработки практически не влияют на величину частиц интерметаллидов в готовых дисках.

Известен способ изготовления плоских полуфабрикатов из сплавов Al для основания пластинчатых магнитных накопителей (см. патент ГДР N 276305 от 19.10.88), в котором отливают заготовку цилиндрической формы, которую затем разрезают на прессблоки, последние нагревают 4-6 ч при температуре 450-500^oC и прессуют из них полосы толщиной 6-7 мм, а затем холодной прокаткой доводят до конечной толщины равной 2-2,5 мм. Недостатком такого способа является то, что структура заготовки получается неоднородной.

Известен способ изготовления заготовок ОЖМД из алюминиевых сплавов (см. патент ГДР N 257648, C 22 C 21/06, 1988 г), который авторы взяли за прототип. Способ предусматривает отливку полунепрерывным способом слитков из алюминиевого сплава, содержащего (мас. ): Mg 2,8-3,2; Zn- 0,01-0,03; Be - 0,02-0,004; Fe <0,1; Si <0,05; Mn <0,005, гомогенизацию при температуре 500-540^oC с выдержкой в течение 8 ч, последующую горячую прокатку с суммарными степенями деформации 97-98% и холодную прокатку до требуемой толщины листа.

Однако такой технологический процесс не позволяет гарантировано получать отдельные частицы интерметалллидов размером менее 7 мкм.

Основной технической задачей предлагаемого способа является получение структуры с равномерно распределенными частицами интерметаллидов размерами 1-3 мкм (единичными до 5 мкм).

Поставленная задача решается тем, что согласно известному способу, включающему отливку слитков, гомогенизацию их, горячую деформацию, горячую и холодную прокатки листов до получения заданной толщины, после горячей прокатки листа при температурах 340-500^oC проводят диффузионный отжиг при температуре 480-520^oC в течение 2-4 ч с последующим охлаждением со скоростью 30-60^oC/c.

При получении сплава скорости кристаллизации достаточно высоки, и поэтому сама кристаллизация протекает в неравновесных условиях, что приводит к явлениям дендритной и зональной ликвации компонентов сплава. При этом легирующие компоненты и примеси распределяются неравномерно по объему литых зерен, а на границах появляются неравновесные частицы интерметаллидов.

Гомогенизация слитков уменьшает дендритную ликвацию, но не влияет на зональную. Кроме неравновесных эвтектик и частиц интерметаллидов, образовавшихся вследствие дендритной ликвации, содержание избыточных фаз или сложных равновесных эвтектик не растворяются при гомогенизации литого материала.

Горячая пластическая деформация повышает плотность дефектов, нарушает равновесие сложных эвтектик, разбивает литую структуру, дробит на более мелкие частицы интерметаллидов, что при последующей гомогенизации горячедеформированных листов облегчает их растворение в матрице сплава.

Большая скорость охлаждения после гомогенизации препятствует выделению из твердого раствора соединений алюминия с компонентами, имеющими высокие скорости диффузии, магнием, медью, цинком и кремнием.

Совместное использование в предлагаемом способе упомянутых выше известных и отличительных признаков позволит получить новый технический результат, заключающийся в изготовлении дисков из алюминиевого сплава с равномерным распределением дисперсных частиц интерметаллидов.

Способ осуществляется следующим образом: из алюминиевого сплава с химическим составом (мас.): Mg 3,8; Be 0,001; Zn 0,03; Mn <0,01; Cr <0,05; Ti <0,01; Fe <0,01; Si <0,01; Cu <0,01 (АМС1 по ТУ 001.351-92) были изготовлены три партии дисков. Одна по известной технологической схеме и две по предлагаемой технологии.

Способы изготовления дисков приведены в табл.1.

Приводим данные металлографического контроля трех партий изготовленных дисков, представленных в табл.2.

Как видно из таблицы гомогенизация литых заготовок при температуре 520^oC c выдержкой в течение 8 ч приводит к наличию частиц интерметаллидов до 7 мкм в количестве до четырех штук на площади в 1 мм² в готовых дисках.

Гомогенизация горячедеформированных листов по предлагаемому способу позволяет получать диски с равномерно распределенными частицами интерметаллидов размерами 1-3 мкм с единичными не более 5 мкм.

Формула изобретения

Способ получения заготовки основ жесткого магнитного диска из алюминиевого сплава, включающий диффузионный отжиг, горячую деформацию слитка со степенью суммарной деформации более 80% с последующей горячей и холодной прокаткой листа до требуемой толщины, отличающийся тем, что горячую прокатку проводят при 340 500^oС, а диффузионный отжиг проводят после горячей прокатки при 480 520^oС в течение 2 4 ч с последующим охлаждением со скоростью 30 60^oС/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1