JPH01298134A - 砥石による研削性及びメッキ性に優れたディスク用アルミニウム合金板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はディスク用アルミニウム合金板の製造に係り、
より詳細には、表面酸化層が薄く、研削性及びメッキ性
ともに優ｊ、たディスク用アルミニウム合金板とその製
造方法に関するものである。 （従来の技術） 一般に、磁気ディスク、光ディスク或いは光磁気ディス
ク等のディスク用基盤には種々の特性が要求されるが、
例えば、磁気ディスク用基盤としては以下の（１）〜（
８）のような特性が要求される。 （１）磁性媒体を表面に被覆し、情報の記録再生を行う
ため、基盤は非磁性であること。 （２）高速回転に耐え得る機械的強度及び剛性を有する
こと。 （３）基盤表面に被覆される磁性媒体の欠陥の原因とな
る突起や穴状くぼみが小さく且つ少ないこと。 （４）記録再生用磁気ヘッドのディスク表面からの浮上
高さは１μｍ以下となっているので、安定に浮上するた
めの表面精度及び平坦度を有すること。 （５）磁性媒体被覆時及び保護膜形成時等の高温環境に
耐え得る成る程度の耐熱性を有すること。 （６）磁性媒体被覆に伴う表面処理性（メッキ、アルマ
イト等）が良好なこと。 （７）ある程度の耐食性を有し、形状精度１寸法槽度が
長期的に安定なこと。 （８）ドライブモーターの小型化の傾向から軽量である
こと。 （発明が解決しようとする課題） 従来より、このような要求を満たすための磁気ディスク
用基盤としては、ＡＡ５０８６．ＪＩＳ７０７５などの
アルミニウム合金にメッキを施したものが使用されてい
る。 しかし乍ら、これらの従来の材料は、アルミニウム合金
板表面における晶出相（Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ２−Ｆｅ−
Ｍｎ系）及び析出相（特にＪ　ｌ５７０７５合金におけ
るＡ　Ｑ　−Ｃｕ−Ｍｇ系）等が研磨時において脱落し
或いはメッキ前処理（アルカリエツチング、酸エツチン
グ）で溶解脱落する等により、表面が粗くなり易く、メ
ッキ面のピット発生の原因となる欠点があった。 また、サブストレー１〜製造工程ではＰＶＡ砥石等を用
いて研削加工をすることが多いが、この工程において材
料によっては研削面のムラの発生や砥石の目詰まりが発
生し易く、研削速度が低下し易いという問題があった。 このようにムラが発生したり、研削速度が低下した場合
には、砥石を強制的に削るドレス作業により砥石面を適
正に再調整するが、この頻度が多くなると、砥石の消耗
量が増えると共にドレス時間そのものが生産性の低下を
招くという問題もある。 このような研削性の問題を緩和するため、現在のところ
、２段研削を行うことが多い。すなわち、まず、粗い砥
粒による砥石において多少のムラや粗度が大きいことは
評価の対象外とした第１段の粗研磨を行い、表面酸化層
を除去した後、次いで細かい砥粒による砥石を用いて仕
上研磨を行う方法である。しかし乍ら、１回の研磨で最
終的な仕上面を得ることがコスト、生産性等からみて理
想であり１課題でもある。 一方、メッキ性については、メッキ後の表面ピット等の
低減のためには、メッキ膜厚を３０〜５０μｍ前後と比
較的厚く形成し、次いで研磨して仕上げるという方法が
用いられている。この場合、コストの低減のためにメッ
キ皮膜の厚さを薄くすることが課題となっており、その
ためには、前処理時での粗さを低減し、しかも密着性等
が低下しないアルミニウム合金が求められている。 本発明は、上記従来のＡＡ５０８６等のディスク用アル
ミニウム合金に伴う問題点を解決するためになされたも
のであって、研削性及びメッキ性ともに優れたディスク
用アルミニウム合金板を提供し、また該合金板の製造方
法を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、このような実情を鑑みて、かねてよりデ
ィスク用アルミニウム合金板のメッキ性や研削性に関し
て鋭意研究を重ねてきたところ、ＣｕやＺｎの添加によ
ってメッキ性を向上させることができることを見い出し
、先に提案した（特公昭６２−２０１８号）。 そこで、この知見を基に更に研究を重ねた結果、（ｉ）
材料、すなわち、ブランク材の表面酸化皮膜厚が研削時
の砥石の目詰まりに著しく影響すること、特に最終焼鈍
時に生成した表面酸化皮膜の影響が著しいこと、 （ｊｌ）熱間粗圧延と熱間仕上げ圧延からなる熱間圧延
工程において、少なくとも熱間仕上げ圧延前までの熱間
圧延温度を４００℃以上に規制することにより材料の研
削性が改善されること、 を見い出し、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る研削性及びメッキ性に優れたデ
ィスク用アルミニウム合金板は、必須元素としてＭ　ｇ
　：　２　、　０〜６　、０％を含有し、更にＣｕ：０
．０３〜１．０％及びＺｎ：０．０５〜２．０％のうち
の１種又は２種を含有し、残部がＡｌ及び不純物よりな
り、該不純物のうちのＦｅとＳｉをそれぞれＦｅ５０．
１％、Ｓｉ≦０．１％に規制してなるアルミニウム合金
板において、研削加工前の表面酸化及膜厚が３５Å以下
であることを特徴とするものである。 また、その褒造方法は、上記化学成分を有するアルミニ
ウム合金を常法により溶解、鋳造した後、４５０℃以上
の温度で４８時間以内の均熱処理を施し、次の熱間粗圧
延と熱間仕上げ圧延からなる熱間圧延工程において、少
なくとも熱間仕上げ圧延前までの熱間圧延温度を４００
℃以上に規制し、熱間圧延することを特徴とするもので
ある。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。 Ｍｇ： Ｍｇはディスク基盤として必要な機械的強度を付与する
のに必要な元素である。しかし、含有量が２．０％未満
ではディスク基盤としての必要な強度が得られず、また
６、０％を超えると圧延時に耳割れが生じ易くなり、生
産性が低下すると共に、Ａｌ−Ｍｇ系金属間化合物が生
成したり、溶解、鋳造時の高温酸化によってＭｇＯ等の
非金属介在物が生成し易くなる。よって、Ｍ＆含有量は
２．０〜６．０％の範囲とする。 Ｃｕ、Ｚｎ： Ｃｕ、Ｚｎはそれぞれアルミニウム合金中に均一に固溶
し、ジンケート処理における亜鉛置換反応開始時の核と
なることが期待され、Ｃｕ又はＺｎを均一に分布される
ことにより、薄く、且つ均一緻密な亜鉛置換被膜が得ら
れる。これによってＮ１−Ｐメッキ被膜の粗さを小さく
し、且つ研磨後のピント発生が抑制される。 しかし、Ｃｕ含有量が０．０３％未満又はＺｎ含有量が
０．０５％未満では上記のような効果が得られない。一
方、Ｃｕ含有量が１．０％を超えた場合には過剰な亜鉛
置換を生じて薄く均一な亜鉛置換被膜が得られないばか
りか、素材の耐食性が低下する。またＺｎ含有量が２．
０％を超えると、耐食性の低下、焼鈍時の析出等が生じ
、メッキ用ディスク素材として不適当となる。 よって、Ｃｕ及びＺｎは１種又は２種を添加することと
し、各含有量は、Ｃｕ：０．０３〜１．０％、Ｚｎ：０
．０５〜２．０％の範囲に限定するが、添加量とその効
果を考慮した場合、より好ましくは、Ｃｕ：０．０３〜
０．３％未満、Ｚｎ：０．０５〜１．５％の範囲である
。なお、本出願人が先に提案した特公昭６２−２０１．
８号のように、ＣｕとＺｎを同時に添加する場合は、２
元素の相乗効果が生じるため、更に少量で充分である。 不純物： 上記組成のＡ２合金には不純物が随伴され得るが、それ
らのうち、Ｆｅ、Ｓｉは地金不純物として混入するもの
であるが、これらはＡ　Ｑ　−Ｆｅ系、ＡＭ−Ｆｅ−５
ｉ系、Ｍｇ−３Ｌ系等の金属間化合物を生成する。これ
らはＡｌマトリックスよりも硬いため、切削、研磨時に
突起や脱落くぼみの発生原因となったり、またＭｇ−８
ｉ系はメッキ前処理によって溶解脱落し、メッキ面のピ
ット発生の原因となる。よって、これらの金属間化合物
は小さく、且つ少ないことが望ましく、１０μｍ以下の
大きさが望まれる。しかし、Ｆｅ含有量が０．１％を超
えた場合、Ｓｉ含有量が０．１％を超えた場合には、１
０μｍ以上の金属間化合物の晶出が無視できなくなるた
め、本発明では、Ｆｅ５０．１％、Ｓｉ≦０．１′％に
規制する必要がある。 なお、これらの不純物以外のＭｎ、　Ｃｒ、Ｔｉ、Ｂ等
の不純物については、ＪＩＳ５０８６合金に許容されて
いる範囲において含まれても１本発明に係るディスク用
アルミニウム合金板に対して何等影響を与えるものでは
ない。 次に、上記へ〇合金板における表面酸化及膜厚の限定理
由について説明する。 ディスク用アルミニウム合金板において表面酸化皮膜の
存在は研削加工時の砥石目詰まりを促進する。皮膜厚が
３５入超ではその傾向が著しい。 したがって１本発明では、研削加工前の表面酸化及膜厚
を３５Å以下に規制し、３１Å以下が好ましい。酸化皮
膜厚を３５Å以下にする方法としては種々の方法がある
が、最終焼鈍を真空や不活性ガス等の非酸化性雰囲気で
行ったり、研削前に機械的或いは化学的に除去する方法
等が有効であり。 また合金成分の調整による方法もある。 化学的除去方法としては、酸、アルカリ等によるエツチ
ング法が効果的である。 また、合金成分による方法としてはＢｅを０．００５〜
０．０１５％程度添加する方法がある。この場合、Ｂｅ
含有量が０．００５％未満では上記のような効果が不充
分であり、また０、０１５％を超えると晶出物の粗大化
を招き、メッキ前処理時の粗さを増大させる傾向があり
、好ましくない。 次に本発明の製造方法について説明する。 まず、上記アルミニウム合金は常法により溶解。 鋳造するが、半連続鋳造方法のほか、連続鋳造も可能で
ある。得られた鋳塊或いは薄板連続鋳造コイルは常法に
より均熱処理及び圧延を行う。 但し、均熱処理は４５０℃以上の温度に４８時間以内の
保持をする条件で行う必要がある。加熱温度が４５０℃
未満では均質化の効果が充分でなく、また最終仕上げ焼
鈍後の結晶粒が粗大となり易い等の問題があり、また４
８時間以上では効果が飽和し、経済的に無駄である。 また１次に行う熱間圧延では１通常、熱間組圧延の後、
熱間仕上げ圧延を行うが、少なくとも熱間仕上げ圧延前
までを４００℃以上の温度で熱間圧延を行うことが研削
加工時の材料の研削性改善のために有効である。４００
℃未満では研削性の向上に効果がないので４００℃以上
とするが、４１０’Ｃ以上が好ましい。なお、熱間仕上
げ圧延終了温度は３２０℃以下が望ましい。 なお、熱間圧延以降の工程については１本発明では特に
制限されないが、通常、以下の工程による。 すなわち、熱間圧延の後に冷間圧延により所定の板厚と
した後、この圧延板を打抜き、ディスクの形状となし、
歪み除去のために荷重をかけて焼鈍を行う。この際、ア
ルミニウム合金が前記量のＢｅを含有しない場合には、
前述のように酸化皮膜厚を３５Å以下に抑えるために真
空又は非酸化性雰囲気で焼鈍を行ったり、焼鈍終了後に
機械的或いは化学的な方法で表面酸化皮膜の除去等を行
う。 次に、砥石による研削により最終的にディスク用サブス
トレートとする。この場合、１０μｍ未満の表面削除で
は歪除去が充分ではなく、また５００μｍを超える表面
削除では、ディスクの性能は満足するけれども、生産性
、コスト等の経済的な観点から無駄であるので、アルミ
ニウム合金板のディスク基盤としては１表面を削除する
厚さは１０〜５００μｍとするのが望ましい。そして、
この加工工程において、加工歪を除去するために必要に
応じて焼鈍を行う。 次いで、脱脂、エツチング、Ｚｎｉ換或いはＳｎ置換等
の前処理を繰り返し行い、その上に、例えば、Ｎ１−Ｐ
等の非磁性のメッキ皮膜を形成する。 なお、Ｎ１−Ｐ等の非磁性メッキ皮膜を形成する前にＣ
ｕ等のストライクメッキを施してもよい。 このメッキ皮膜の厚さは、３μＩ未満では前処理の影響
でディスク表面の粗さが大きく、ビットも残存し易く、
更に仕上研磨式も必然的に少ないことになり、粗さの小
さい均一なメッキ皮膜が得られないので、メッキ皮膜形
成厚さは３μｍ以上とするのがよく、また、メッキ皮膜
強度の点からは５μｍ以上とするのが好ましい。また、
メッキ皮膜の厚さは厚くなっても特に性能が低下するこ
とはないけれども、あまり厚くするのも経済的にみて不
利であるので、２０μｍ以下とするのが望ましい。 このようにして製造されたメッキを施したディスクを、
仕上げ研磨した後、更にメッキ或いはスパッター処理に
より磁性体皮膜を形成して、磁気ディスクとして使用さ
れる。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 大庭涯上 第１表に示す化学成分を有するＡｌ合金ＮＱＩ〜Ｎα５
（本発明例）及びＮα６〜１０（比較例）をそれぞれ常
法により溶解し、フィルター処理後、造塊し。 面前後、４００＋ｎｎ＋Ｘ１０００ｍｍＸ３Ｘ１００Ｏ
の鋳塊とした。 得られた鋳塊に５３０℃の温度で１２時間の均熱処理を
施した後、熱間圧延、冷間圧延を行って板厚を２ｍｍと
した。熱間圧延の際の熱間仕上げ圧延直前の温度は第１
表に示す温度であった６次いで、この板材を打抜いた後
、歪み取り焼鈍を施し、外径１３０■、内径４０ｍｍの
中空円板とした。歪み取り焼鈍は第１表に示す焼鈍雰囲
気で行った。この焼鈍後の表面酸化度膜厚を測定した結
果を第１表に併記する。なお、表面酸化度膜厚は皮膜の
誘電率を７．５として静電容量法により算出した。 更に、一部の供試材については、砥石による研削加工前
に酸化皮膜除去を行った。 次いで、すべての供試材についてＳＥＭｉｌ！察により
晶出物径の最大値を測定した。その結果を第１表に併記
する。 このようにして得られた供試材をチャンファ−後、２４
枚を１バツチとして研削量一定で砥石による研削試験を
行い、加工時間がドレス直後の２倍となるバッチ数を求
めた。その結果を第２表に示す。なお、研削バッチ数は
、多い方が砥石の目詰まり等が少なく、研削性が良いこ
とを示している。 更に、該基盤を脱脂（トリクロルエタン）→アルカリエ
ツチング（５％ＮａＯＨ１２５℃、３０秒、浸漬）→中
和（３０％ＨＩ’Ｊ　Ｏ、，２５℃、１０秒、浸漬）→
酸洗（ＨＮＯ，：　ＨＦ　：Ｈ，Ｏ＝３　：　１　：　
２゜２５℃、３０秒、浸漬）→亜鉛置換（１回目、１２
０ｇ／ｆｌＮａＯＨ１２０ｇ／Ｑ　Ｚｎ０，２ｇ／Ｑ　
ＦｅＣＱ、　・６Ｈ，Ｏ５５０ｇ／Ｑ　ＫＮａＣ，Ｈ，
”　４Ｈ，０１１ｇ／ＱＮａＮＯ，，２５℃、３０秒、
浸漬）→酸洗（２０％ＨＮＯ，，２５℃、１０秒、浸漬
）→亜鉛置換（２回目、処理溶液と条件は１回目と同じ
）→Ｎ１−Ｐメッキ（日本カニゼン製ブルーシューマ、
９０℃、浸漬、メッキ厚５μｍ及び２０μｍ）の条件で
処理し、下地メッキ性、メッキ付着性、メッキ面の研磨
後の表面精度を調査した。それらの結果をまとめて第２
表に示す。 なお、下地メッキ性は、２回目の亜鉛置換後の表面をＩ
Ｉｍし、析出物が均一でムラのないものを０、析出物の
粒が粗くムラの多いものを×、それらの中間のものをΔ
として評価した。 また、メッキ付着性は、９０”曲げによりメッキの剥離
が生じないものをＯｌ一部でも剥離するものはＸとして
評価した。 研磨後の表面精度は、メッキ面を酸化アルミニウム粉を
用いて鏡面研磨した後、その表面をＩＩＩｍし調査した
。なお、研磨へは２μｍとし、評価は、顕微鏡により４
００倍の倍率で５０ケ所ａ察し。 最大径２μＩ以上のピットのないものを０．１〜４個の
ビットがあるものをΔ、５個以上のものをＸとして評価
した。 第２表より明らかなように、本発明例は何れも研削性に
優れ、しかも比較例に比べて、下地メッキ性及びメッキ
付着性に優れると共にメッキ研磨後の面精度も良好であ
る。

【以下余白】

夫埒剖−？− 第１９表中の合金Ｎａ　２のＡｌ金合金実施例１と同様
の条件で均熱処理した後、第３表に示す熱間圧延温度条
件（熱間仕上げ圧延直前温度）にて圧延し、以後は実施
例１と同様に供試材を作成し、研削試験を行った。その
結果は第３表に示すとおり、熱間圧延温度条件によって
砥石による研削性に大きな差があり、熱間仕上げ圧延前
の温度が本発明例の如く４００℃以上の時に良い研削性
が得られる。 第３表 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、適量のＭｇを含
有するディスク用アルミニウム合金板において、Ｃｕ及
びＺｎの１種又は２種を必須元素として含有させると共
に不純物Ｆｅ及びＳｉを規制して成分調整し、更に特に
熱間圧延温度と表面酸化皮膜を規制しているので、研削
性とメッキ性が共に優れたディスク用アルミニウム合金
板を提供することができる。特に磁気ディスクや光ディ
スク等の素材として最適である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、必須元素としてＭｇ：
   ２．０〜６．０％を含有し、更にＣｕ：０．０３〜１．
   ０％及びＺｎ：０．０５〜２．０％のうちの１種又は２
   種を含有し、残部がＡｌ及び不純物よりなり、該不純物
   のうちのＦｅとＳｉをそれぞれＦｅ≦０．１％、Ｓｉ≦
   ０．１％に規制されてなるアルミニウム合金板において
   、研削加工前の表面酸化皮膜厚が３５Å以下であること
   を特徴とする研削性及びメッキ性に優れたディスク用ア
   ルミニウム合金板。
2. （２）前記研削加工前の表面酸化皮膜厚が、少なくとも
   最終焼鈍時に生成した表面酸化皮膜を除去することによ
   り調整されている請求項１記載のディスク用アルミニウ
   ム合金板。（３）必須元素としてＭｇ：２．０〜６．０
   ％を含有し、更にＣｕ：０．０３〜１．０％及びＺｎ：
   ０．０５〜２．０％のうちの１種又は２種を含有し、残
   部がＡｌ及び不純物よりなり、該不純物のうちのＦｅと
   ＳｉをそれぞれＦｅ≦０．１％、Ｓｉ≦０．１％に規制
   してなるアルミニウム合金を常法により溶解、鋳造した
   後、４５０℃以上の温度で４８時間以内の均熱処理を施
   し、次の熱間粗圧延と熱間仕上げ圧延からなる熱間圧延
   工程において、少なくとも熱間仕上げ圧延前までの熱間
   圧延温度を４００℃以上に規制し、熱間圧延することを
   特徴とする研削性及びメッキ性に優れたディスク用アル
   ミニウム合金板の製造方法。