电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法
专利汇可以提供电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电脑移动 硬盘 主轴 轴套用 钛 管的加工方法，属于电脑移动硬盘主轴轴套用管材加工技术领域。包括以下步骤：按成品钛管的规格要求选取穿孔钛圆棒；对穿孔钛圆管作预处理；对预处理后的穿孔钛圆管进行多道 冷轧 、多道 热处理 ，得薄壁钛圆管；对薄壁钛圆管进行成品冷轧，再进行成品热处理，得到电脑移动硬盘主轴轴套用成品钛管。优点：在自穿孔钛圆管到电脑移动硬盘主轴轴套用钛管成品的全过程中的成材率达到89%以上，成品合格率达97%以上；具有理想的物理性能，如韧性(延伸率25-45%)、 抗拉强度 (MPa)440-620、熔点1668℃、耐低温-253℃性能不变、耐磨损和耐 腐蚀 程度优异；方法步骤简单，所依赖的设备不苛刻，能满足工业化生产要求。，下面是电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法专利的具体信息内容。
1.一种电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法，其特征在于它包括以下步骤：A)按成品钛管的规格要求选取穿孔钛圆棒；B)对穿孔钛圆棒作预处理；C)对预处理后的穿孔钛圆棒进行多道冷轧、多道热处理，得薄壁钛圆管；D)对薄壁钛圆管进行成品冷轧，再进行成品热处理，得到电脑移动硬盘主轴轴套用成品钛管，其中：所述的预处理为修磨，所述的修磨为去除穿孔钛圆管内、外壁上的由穿孔工艺所产生的细微裂纹，所述的对穿孔钛圆管的多道冷轧、多道热处理是彼此交替进行的，所述的冷轧的压缩比为<70％，延伸率<3倍，所述的压缩比为穿孔钛圆管在轧制前后的截面积之比，所述的对穿孔钛圆管的多道冷轧包括至少第一、第二、第三次中间冷轧，所述的多道热处理包括至少第一、第二、第三次中间热处理；所述的交替是指在第一次中间冷轧后作第一次中间热处理，在第一次中间热处理后作第二次中间冷轧，在第二次中间冷轧后作第二次中间热处理，进而在第二次中间热处理后作第三次中间冷轧，在第三次中间冷轧后作第三次中间热处理，所述的成品冷轧的压缩比为<70％，延伸率为<3倍，所述的压缩比为冷轧前后的薄壁钛圆管的截面积之比，并且在成品冷轧时向薄壁钛圆管的管孔内注入润滑剂，润滑剂为氯化石蜡，所述的成品热处理为真空热处理，所述的真空热处理为真空退火，真空退火温度为650-670℃、真空度为1×10-2MPa、保温时间为120-150min。
2、根据权利要求l所述的电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法，其 特征在于在所述的第一、第二、第三次中间冷轧时分别向穿孔钛圆管的孔内 注入用于改善孔壁光滑性的润滑剂。
3、 根据权利要求2所述的电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法，其 特征在于所述的润滑剂为氯化石蜡。
4、 根据权利要求l所述的电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法，其 特征在于所述的第一、第二、第三次中间热处理为真空退火，所述的真空退 火温度为670-690。C、真空度为lX10_2MPa、保温时间为120-150min。
电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工方法
技术领域
用玻璃或陶瓷或不锈钢加工成电脑移动硬盘主轴轴套的技术早已成熟， 而且由这种材料制得的主轴轴套长期以来被广为应用于电脑移动硬盘上，但 是随着技术的发展，电脑工作速度的不断提髙，对主轴轴套的要求也与日倶 高，这里所称的要求是业界周知的诸如强度、韧性、抗振、比重轻、耐磨等。 玻璃、陶瓷虽然具有强度高的长处，但韧性差、抗振性不理想易碎裂，使用
寿命难以保障，而且可加工性能差，成品合格率低；不锈钢虽有韧性和可加 工性的长处，但材料比重大且耐磨性差及易腐蚀是其短处。鉴于上述不同材 料因各自的性质、物理性能不同而不可能将所述的长处兼得，因此人们一直 在探索新的材料来替代玻璃、陶瓷、不锈钢，藉以达到更适用、更耐用的目 的，例如至少能满足移动硬盘转速7200n/mhi甚至更高转速的工作要求。
由于钛金属材料具有公知的韧性好、比重小、耐磨损、耐腐蚀、耐高温 等的优异特性而被誉为太空金属，这些优异特性恰好能全面弥补由玻璃、陶 瓷、不锈钢材料制成的电脑移动硬盘主轴轴套的弊端，因此业界自然地将目 光锁定于这种材料。
目前，对电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加工是将钛棒（圆柱形）直接 付诸金加工工艺车削获得，然而实践证明这种加工方法不可取，因为在自钛 棒加工至得以满足主轴轴套用管材之程度的过程中，材料损耗巨大，往往要 以牺牲数倍于成品管材本身的材料来实现，从而给实际应用造成价格障碍。 又，尽管我国目前已有屈指可数的企业特别是钢铁厂如中国上海钢铁五厂等 企业掌握了对钛圆棒的穿孔，在加热炉中将钛圆棒加热到940'C左右时，在
穿孔机上用纯钼顶头进行穿孔，得到穿孔钛圆管，较前述的切削工艺而言可 以节约材料的损耗。但是，由于钛材料的特殊特性，后续工艺难于为人们所 撑控，例如轧压及热处理的工艺要素往往无所适从，然而这些工艺要素恰恰 是保障产品质量及合格率的关键。目前电脑移动硬盘主轴轴套采用钛管之所 以仅停留于实验应用阶段而无法进入产业化的全面应用，正是因为受上述工 艺因素制约，此外作为电脑产品或电脑配件的生产厂商客观上不具备加工移 动硬盘主轴轴套用管材的能力，因此给专业生产特种管材的厂商提出了技术 挑战的课题。
发明内容
本发明的任务是这样来完成的， 一种电脑移动硬盘主轴轴套用钛管的加 工方法，它包括以下步骤-
A) 按成品钛管的规格要求选取穿孔钛圆棒；
B) 对穿孔钛圆管作预处理；
C) 对预处理后的穿孔钛圆管进行多道冷轧、多道热处理，得薄壁钛圆管；
D) 对薄壁钛圆管进行成品冷轧，再进行成品热处理，得到电脑移动硬盘 主轴轴套用成品钛管，其中：所述的预处理为修磨，所述的修磨为去除穿孔 钛圆管内、外壁上的由穿孔工艺所产生的细微裂纹，所述的对穿孔钛圆管的 多道冷轧、多道热处理是彼此交替进行的，所述的冷轧的压缩比为<70%， 延伸率<3倍，所述的压縮比为穿孔钛圆管在轧制前后的截面积之比，所述 的对穿孔钛圆管的多道冷轧包括至少第一、第二、第三次中间冷轧，所述的多 道热处理包括至少第一、第二、第三次中间热处理；所述的交替是指在第一次
中间冷轧后作第一次中间热处理，在第一次中间热处理后作第二次中间冷轧， 在第二次中间冷轧后作第二次中间热处理，进而在第二次中间热处理后作第 三次中间冷轧，在第三次中间冷轧后作第三次中间热处理，所述的成品冷轧
的压缩比为<70%，延伸率为<3倍，所述的压縮比为冷轧前后的薄壁钛圆 管的截面积之比，并且在成品冷轧时向薄壁钛圆管的管孔内注入润滑剂，润 滑剂为氯化石蜡，所述的成品热处理为真空热处理，所述的真空热处理为真空 退火，真空退火温度为650-670°C、真空度为lX10—2MPa、保温时间为 120-150min。
在本发明的再一个实施例中，在所述的第一、第二、第三次中间冷轧时 分别向穿孔钛圆管的孔内注入用于改善孔壁光滑性的润滑剂。
在本发明的又一个实施例中，所述的润滑剂为氯化石蜡。
在本发明的进而一个实施例中，所述的第一、第二、第三次中间热处理 为真空退火，所述的真空退火温度为670-69(TC、真空度为lX10^MPa、保 温时间为120-150min。
本发明方法由于采用了对穿孔钛圆管的多道冷轧、多道热处理以及成品 冷轧、成品热处理，因此在自穿孔钛圆管到电脑移动硬盘主轴轴套用钛管成 品的全过程中的成材率达到89%以上，成品合格率达97%以上；与已有技 术中的玻璃、陶瓷、不锈钢相比，具有理想的物理性能，如韧性（延伸率 25-45%)、抗拉强度(MPa)440-620、熔点1668'C、耐低温-253。C性能不变、 耐磨损和耐腐蚀程度优异；方法步骤简单，所依赖的设备不苛刻，能满足工 业化生产要求。 具体实施方式
实施例l:
以为上海森松有限公司（日本森松工业株式会社在中国设立的企业）加
工规格为外径24.5111111、壁厚2.6mm的电脑移动硬盘主轴轴套用钛管为例。
A) 按成品钛管的规格要求选取穿孔钛圆管，具体是：从中国上海钢铁五 厂购入规格为外径88mm、壁厚8mm、长度为95cm的穿孔钛圆棒，申请人
还称这种穿孔钛圆棒为料坯；
B) 对由步骤A)所得到的穿孔钛圆管进行预处理，即修磨，亦称修坯，之 所以要进行修磨，这是因为钛材在加热至450aC以上时具有吸收氧气和氮气 的特性，圆棒在热穿孔后，由于该两种气体的侵入而在穿孔钛圆棒的外壁上 形成有细微的裂纹及氧化层，同时由于钛圆棒本身难免残留有缺陷，在穿孔 过程中不但不能消除，且反而会延伸，因此需要通过外表面修磨及机床用镗 刀对内孔进行处理，用切削工具（刀）对内壁切削，切削量控制在0.3mm左 右，使细微裂纹、残留瑕疵从穿孔钛圆管的内、外壁上去除；
C) 对经由步骤B)修磨后的穿孔钛圆管作三次中间冷轧、三次中间热处 理，这里所称的中间冷轧的含义是指在产品加工过程中即在得到薄壁钛圆管 之前的冷轧，业界还称其为过程冷轧，中间热处理的含义同理，三次中间冷 轧中的第一、第二、第三次中间冷轧均采用二辊冷轧机，具体如下：第一次 中间冷轧，配以55mm的内模和68mm的外模，由轧钢行普遍使用的但不限 于的如由中国江苏省张家港市恒力机械有限公司生产、销售的型号为LG60 二辊冷轧机冷轧，在冷轧时向穿孔钛圆棒的内孔中注入氯化石蜡或类似于氯 化石蜡作用的其它润滑剂，以保障内孔孔壁光洁剔透，控制轧前轧后的钛圆 棒的截面积的压縮比为37.5%，延伸率为1.6倍，经本次（即第一次）冷轧 后，还可以依据要求对钛圆棒进行去油乃至酸洗以及修刨，得到外径68mm、 壁厚6.5111111的钛圆管，接着用真空炉作第一次真空退火，退火温度69(TC、 真空度为lXl(T2MPa、保温时间为145min，待冷却至自然温度后进行第二 次中间冷轧（也称中间道次冷轧），用35mm内模、45mm外模，由前述的
率为2倍，冷轧时同样向内孔中注入氯化石蜡，在本次冷轧后，可对钛圆管 去油、酸洗、矫直、镗孔，然后用真空炉作第二次真空退火（也称中间道次 退火），退火温度680'C、真空度为lXl(T2MPa、保温时间为130min，待冷 却至自然温度后，可进行修刨，以去除冷轧时有可能留下的缺陷，得到外径 45mm、壁厚4.65mm的钛圆管，尔后用20.3mm内模、27.5mm外模，优选 但不限于的冷轧机采用如中国江苏省张家港市恒力机械有限公司生产、销售 的型号为LG30型冷轧机作第三次中间冷轧，压縮比为57%、延伸率为2.2 倍，冷轧时向内孔中注入氯化石蜡，经轧后的去油、酸洗、修刨后作第三次 真空退火，退火温度675'C、真空度为lX10^MPa、保温时间125min,得到外 径27.5111111、壁厚3.6111111的薄壁钛圆管；
D)对由步骤C)所得到的薄壁钛圆管进行成品冷轧，具体是使用19.3mm 的内模和24.5111111的外模，在冷轧时向薄壁钛圆管的管孔内注入氯化石蜡， 冷轧机优选采用中国江苏省张家港市恒力机械有限公司生产、销售的型号为 LD30三辊精轧机，控制压缩比33.7%、延伸率1,51倍，得到外径24.5mtn、 壁厚2.6mm的成品管，再经去油污（清洁处理）后付诸成品热处理，具体 是采用真空退火，真空炉温度为665'C、真空度为lXl(^MPa、保温时间为 130miii,冷却后，可视具体情况进行矫直、检测例如探伤，并且依据用户所 需的长度定尺截切、包装。
由本实施例所得到的规格为：外径24.5加111、壁厚2.6mm的电脑移动硬 盘主轴轴套用钛管以牌号TA2送国家有色金属质量监督检验中心检测，所有 技术指标均合格，如延伸率为36%、抗拉强度(MPa)470、熔点1668°C、耐 低温-253'C性能不变，能全面弥补用玻璃、陶瓷、不锈钢作轴套所存在的不 足。而且成材率达^)%，成品合格率达97.8%。
实施例2:
以为上海森松有限公司（日本森松工业株式会社在中国设立的企业）加 工规格为外径15.1mm、壁厚1.9mm的电脑移动硬盘主轴轴套用钛管为例。 A)按成品钛管的规格要求选取穿孔钛圆管，具体是：从中国上海钢铁五
厂购入规格为外径88min、壁厚8mm、长度为95cm的穿孔钛圆棒，申请人 还称这种穿孔钛圆棒为料坯；
B) 对由步骤A)所得到的穿孔钛圆管进行预处理，即修磨，亦称修坯，之 所以要进行修磨，这是因为钛材在加热至450'C以上时具有吸收氧气和氮气 的特性，圆棒在热穿孔后，由于该两种气体的侵入而在穿孔钛圆棒的外壁上 形成有细微的裂纹及氧化层，同时由于钛圆棒本身难免残留有缺陷，在穿孔 过程中不但不能消除，且反而会延伸，因此需要通过外表面修磨及机床用镗
刀对内孔进行处理，用切削工具（刀）对内壁切削，切削量控制在0.3mm左 右，使细微裂纹、残留瑕疵从穿孔钛圆管的内、外壁上去除；
C) 对经由步骤B)修磨后的穿孔钛圆管作四次中间冷轧、四次中间热处 理，这里所称的中间冷轧的含义是指在产品加工过程中即在得到薄壁钛圆管 之前的冷轧，业界还称其为过程冷轧，中间热处理的含义同理，五次中间冷 轧中的第一、第二、第三次中间冷轧均采用二辊冷轧机，后二次采用三辊冷 轧机，具体如下：第一次中间冷轧，配以55mm的内模和68mm的外模，由 轧钢行普遍使用的但不限于的如由中国江苏省张家港市恒力机械有限公司 生产、销售的型号为LG60二辊冷轧机冷轧，在冷轧时向穿孔钛圆棒的内孔 中注入氯化石蜡或类似于氯化石蜡作用的其它润滑剂，以保障内孔孔壁光洁 剔透，控制轧前轧后的钛圆棒的截面积的压縮比为37.5%,延伸率为1.6倍， 经本次（即第一次）冷轧后，还可以依据要求对钛圆棒进行去油乃至酸洗以 及修刨，得到外径68mm、壁厚6.5mm的钛圆管，接着用真空炉作第一次真 空退火，退火温度690'C、真空度为lXl(T2MPa、保温时间为145min，待 冷却至自然温度后进行第二次中间冷轧（也称中间道次冷轧），用36mm内 模、45mm外模，由前述的与第一次中间冷轧相同的二辊60型冷轧机进行 冷轧，压縮比为54%，延伸率为2.19倍，冷轧时同样向内孔中注入氯化石 蜡，在本次冷轧后，可对钛圆管去油、酸洗、矫直、镗孔，然后用真空炉作 第二次真空退火（也称中间道次退火），退火温度685'C、真空度为IX l(T2MPa、保温时间为135min，待冷却至自然温度后，可进行修刨，以去除
冷轧时有可能留下的缺陷，得到外径45mm、壁厚4.65mm的钛圆管，尔后 用18mm内模、25mm外模，优选但不限于的冷轧机采用如中国江苏省张家 港市恒力机械有限公司生产、销售的型号为LG30型冷轧机作第三次中间冷 轧，压縮比为58.7%、延伸率为2.4倍，冷轧时向内孔中注入氯化石蜡，经 轧后的去油、酸洗、修刨后作第三次真空退火，退火温度687°C、真空度为1 Xl(T2MPa、保温时间为120min,得到外径25mm、壁厚3.5mm的钛圆管； 采用LD30三辊冷轧机第四次中间轧制，使用21mm的外模，15.4mm的内 模，进行轧制，压縮比为32%，延伸率为1.47倍，冷轧时向内孔注入氯化 石蜡，经轧制后，对钛圆管去油，酸洗，修刨后得到外径为21mm,壁厚为 2.8mm的薄壁钛圆管，再进行中间热处理即第四次退火，退火温度为675°C、 真空度为lX10^MPa、保温时间120min;
D)对由步骤C)所得到的薄壁钛圆管进行成品冷轧，具体是使用18mm 的外模和13.4mm的内模，冷轧机选用中国江苏省张家港市恒力机械有限公 司生产、销售的型号为LD30三辊精轧机轧制，然后去油、修磨，然后进行 连轧，具体是用15.1mm的外模，11.3的内模，在LD30三辊轧机上轧制， 控制总压縮比为51.8%，延伸率2.03倍，得到外径为15.1mm，壁厚1.9mm 的成品管，再经去油污（清洁处理）后付诸成品热处理，具体是采用真空退 火，真空炉温度为655°C、真空度为lXl(T2MPa、保温时间为145min,冷 却后，可视具体情况进行矫直、检测例如探伤，并且依据用户所需的长度定 尺截切、包装。
由本实施例所得到的规格为：外径15.1mm、壁厚1.9111111的电脑移动硬 盘主神轴套用钛管以牌号TA2送国家有色金属质量监督检验中心检测，所有 技术指标均合格，如延伸率为39%、抗拉强度(MPa)460、熔点16WC、耐 低温-253。C性能不变，能全面弥补用玻璃、陶瓷、不锈钢作轴套所存在的不 足。而且成材率达卯.5%,成品合格率达98.2%。
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