[發明專利]一種中碳合金鋼硬盤殼體精鍛成形方法

在審

• 申請號: 201910191465.2
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110038988A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 秦芳誠;齊會萍;亓海全;孟征兵
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B21J1/06
• 分類號: B21J1/06;B21J1/00;B21J5/00;B21J5/02;C21D1/26;B22D13/00
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一種中碳合金鋼硬盤殼體精鍛成形方法，屬于盒形件鍛造成形技術領域，其特征在于包括以下工藝步驟：1)采用立式離心鑄造方式鑄造中碳合金鋼預制板坯鑄件；2)雙級均勻化；3)熱預鍛：坯料初始溫度為1150～1200℃，模具預熱溫度為380～400℃，壓力機下壓力為34～36MN，下壓速度為3.5～4mm/s；4)熱終鍛：鍛件溫度為1000～1050℃，模具預熱溫度為360?380℃，下壓力為37～39MN，下壓速度為1.5～2.5mm/s；5)冷精鍛：下壓力為22～24MN，下壓速度為1～2mm/s；6)雙級再結晶退火。本發明優點是節約材料，硬盤殼體壁厚成形極限大，外形尺寸精度高，散熱性好。

技術領域

本發明屬于盒形件鍛造成形技術領域，具體涉及一種中碳合金鋼硬盤殼體精鍛成形方法。

背景技術

高性能中碳合金鋼硬盤殼體(四周壁厚為2.5～5.5mm、殼底厚度為3～5mm)是大型臺式工作主機、便攜式移動硬盤的關鍵部件，主流的硬盤容量均在6TB以下，轉速為5400～7200轉/分，目前殼體制造工藝主要是機械切削加工、低壓鑄造成形、1火次等溫熱鍛成形、1火次熱預鍛+1火次等溫熱鍛、4～6火次熱鍛成形，其缺點是材料和能源浪費嚴重，生產效率低，設備噸位要求高，四周壁厚成形極限小，熱鍛后在高度方向上存在褶皺現象，薄壁區域尺寸回彈嚴重導致外形尺寸精度降低，并且在大存儲、長時運轉條件下存在殼體發熱嚴重等問題，嚴重降低其服役性能和使用壽命。當硬盤存儲容量達到10TB、轉速達到3萬轉/分以上時，需要在殼體腔內充惰性保護氣體，兼具高強、高導熱散熱、高氣密性的特殊性能要求，對其殼體的高性能制造隨之也提出了更高要求，現有的技術無法滿足該類殼體的高性能精確成形制造。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中碳合金鋼硬盤殼體精鍛成形方法，可以有效克服現有技術存在的缺點。

本發明目的是這樣實現的，其特征在于包括以下工藝步驟：

(1)采用立式離心鑄造方式鑄造中碳合金鋼預制板坯鑄件，澆注溫度為1620～1660℃，金屬模具鑄型轉速為180～220r/min，澆注速度為10～15kg/s，澆槽距離模蓋高度為20～30cm，得到的離心鑄造預制板坯鑄件的尺寸為：長度L₀＝80～120mm、寬度W₀＝30～60mm、高度H₀＝10～15mm，四周壁厚B₀＝5.0～8.5mm，凹槽深h₀＝3～5mm，圓槽半徑R₀＝12～30mm；

(2)雙級均勻化：將離心鑄造的預制板坯鑄件進行均勻化處理，第一次均勻化加熱溫度為1150～1200℃，保溫6～10h，第二次均勻化是直接加熱至1250～1280℃，保溫12～18h；

(3)熱預鍛：坯料初始溫度為1150～1200℃，模具預熱溫度為380～400℃，壓力機下壓力為34～36MN，下壓速度為3.5～4mm/s；

(4)熱終鍛：鍛件初始溫度為1000～1050℃，模具預熱溫度為360～380℃，壓力機下壓力為37～39MN，下壓速度為1.5～2.5mm/s；

(5)冷精鍛：壓力機下壓力為22～24MN，下壓速度為1～2mm/s，得到冷精鍛殼體鍛件尺寸為：長度L＝100～150mm、寬度W＝50～80mm、高度H＝20～30mm，殼底厚度h＝3～5mm，四周壁厚B＝2.5～5.5mm，圓槽半徑R＝18～40mm；

(6)雙級再結晶退火：將冷精鍛殼體鍛件進行再結晶退火處理，第一次再結晶退火溫度為820～850℃，保溫1～2h，第二次再結晶退火溫度為860～900℃，保溫2～3h，最后空冷至室溫。

本發明的優點及有益效果是：可以大幅節約材料，殼體四周壁厚的成形極限大，殼體外形尺寸精度高。在殼體腔內充惰性保護氣體以滿足硬盤存儲容量達到10TB、轉速達到3萬轉/分以上時，兼具高強、高導散熱、高氣密性的特殊性能優點。