JPH02159340A - 優れたメッキ性を有するディスク用アルミニウム合金板 - 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） 本発明はいわゆるメッキ性の優れたディスク用アルミニ
ウム合金板に関し、更に詳しくは、コンピュータの記憶
媒体として使用される磁気ディスク用等のディスク用の
アルミニウム合金基盤表面にメッキ層を形成する工程に
供される場合に、優れた下地処理性、メッキ付着性を有
し、更にノジュール、マイクロピットが少なく優れた研
磨後表面精度を有するディスク用アルミニウム合金板に
関するものである。 （従来の技術） 一般に、コンピュータの記録媒体として使用される磁気
ディスク等のディスク用基盤としては、軽量、非磁性で
あり、且つ高速回転に耐える剛性を有すること、また、
精密切削或いは研磨により良好な表面精度が得られるこ
と、更には成る程度の耐食性を有すること等の点から、
アルミニウム合金が用いられている。 従来、例えば磁気ディスク用基盤を例に説明すると、こ
のような磁気ディスク用アルミニウム合金基盤上に磁性
膜を形成する方法としては塗布法が主体であったが、近
年、磁気ディスクの高密度化のためにメッキ法やスパッ
タ法が開発され、適用が進められている。これらメッキ
法やスパッタ法による磁気ディスク用基盤の場合には、
Ｎ１−Ｐ等のメッキが下地処理として施されている。 このような下地メッキ処理を施す磁気ディスク用アルミ
ニウム合金としては、従来、ＡＡ５０８６合金（Ａｕ−
Ｍｇ系）が最も多く使用されており。 また一部ではＪＩＳ７０７５合金（ＡＱ−Ｚｎ−Ｍｇ系
）も使用されている。 （発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、これら従来のアルミニウム合金を基盤材料
として使用ｔた場合には、アルミニウム合金素材中に１
０μｍを超えるＡＱ−Ｆｅを主成分とする晶出物（ＡＱ
−Ｆｅ、ＡＱ−Ｆｅ−Ｓｉ、ＡＱ−Ｆｅ−Ｍｎ等）や、
Ｍｇ−５ｉを主成分とする晶出物等の金属間化合物が多
数存在するため、切削や研磨時或いは下地メッキの前処
理時にこれらの粗大な金属間化合物がアルミニウム合金
基盤から脱落して穴となるため、下地メッキ後の表面が
粗くなり易いという欠点があった。 特に、ＪＩＳ７０７５合金（ＡＱ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を基
盤材料として使用した場合には、このアルミニウム合金
はＣｕ、Ｚｎを過剰に含有するものであるため、それら
の粗大金属間化合物もメッキの表面が粗面化する原因と
なるだけでなく、熱処理系合金であることから、圧延板
から打抜き或いは機械加工により作製したディスクの歪
み除去の焼鈍において、冷却速度を適切に調整しない場
合には内部応力が発生するという欠点もあった。 上記に説明したように、ディスク表面の粗さが大きくな
り易い、或いはそれに起因してピット（小さな穴）等の
メッキ欠陥が発生し易いという欠点があるため、従来の
ディスク用アルミニウム合金においては、このような欠
点を解消するためにメッキ皮膜を１例えば、１５μｍ以
上と比較的厚く形成し、次いで研磨により表面を２μ層
以上除去して仕上げるという方法が採用されていた。し
かし、メッキ皮膜を厚くすることはメッキや研磨に多大
の費用を要するという問題があった。 したがって、コストの低減及び生産性の向上のため、メ
ッキ皮膜厚を薄くすることが重要な課題となっている。 更に、メッキ皮膜厚さとは別に、ピットを低減すること
、及びメッキ前処理における粗さを低減してメッキ処理
の効率を向上させることも重要な課題となっている。そ
のため、例えば、純度が９９．９％或いは９９．９９％
のＡＱ地金を使用して金属間化合物を微細化することに
よる改善も試みられだが、唯単に使用ＡＭ地金の純度を
上げただけでは、却ってメッキ面の粗さが増大するのみ
ならず、メッキ層の付着性も低下するという問題が発生
する。 本発明者は、これらの原因が、一般にアルミニウム合金
のメッキ前処理法として用いられる亜鉛置換時において
、高純度Ａｆｌ地金を使用することによりアルミ素材中
のＦｅ含有量が減少したために亜鉛の析出が粗雑で不均
一となることに起因するためであることを見い出した。 そこで、本発明者は、上記に説明したような従来のアル
ミニウム材料における種々の問題点を検討し及び磁気デ
ィスクに対する多くの要求を満たすべく鋭意研究を重ね
た結果、合金元素としてＣｕ、Ｚｎを添加することによ
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
、先にディスク用アルミニウム合金を提案した（特公昭
６２−２０１８号）。 この提案に係るディスク用アルミニウム合金は既に実用
化されており、高い評価を受けている。 しかし乍ら、磁気ディスクには益々コストダウンが要求
されており、そのため更に下地メッキの厚さを薄くする
ことやポリッシュ時の研磨代を小さくすることが重要な
課題となっている。したがって、下地メッキ後のディス
ク表面に生じる半球状の突起（所謂、ノジュール）の発
生を抑制して如何に平滑なメッキ面を得るか、また、従
来は問題とならなかった極表面層の小さなピット（所謂
、マイクロピット）を如何に低減するかが大きな開発課
題となっている。 本発明の目的は、上記の如く磁気ディスク、光ディスク
等々のディスク並びにディスク用アルミニウム合金材料
に対して求められている種々の要求を満足し、優れた下
地処理性、メッキ付着性を有すると共に、マイクロピッ
トやノジュール等のメッキ欠陥が少なく平滑なメッキ面
が得られるディスク用アルミニウム合金板を提供するこ
とにある。 （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、種々研究を重
ねた。 まず、所定量のＭｇのほか、Ｃｕを積極的に添加し、こ
れらを必須元素として成分調整してメッキ性の向上を図
った。その結果、メッキ面でのノジュールやマイクロピ
ットの発生はメッキの前処理後の基盤面の凹凸と強い相
関関係があること、そのためには、メッキ前処理後の基
盤面の凹凸は、アルミニウム合金のエツチング性と亜鉛
置換処理時の亜鉛の析出状況や、更には、アルミニウム
合金中の金属間化合物の大きさ等に影響されることを知
見した。特に、金属間化合物の大きさ、量、分布状態は
マイクロピットに大きく影響し、最大金属間化合物が５
μｍ以下になると、１０μｍ程度の比較的薄いメッキ厚
で且つ１μ鳳以下の如く少ない研磨代でもマイクロピッ
トが激減することを見い出し、ここに本発明をなしたも
のである。 すなわち、本発明は、必須元素として、３％くＭｇ量５
．５％、０．０２％≦ＣＬＩ＜０．３％及び０゜０２％
≦Ｆｅ≦０．０６％を含有する組成を有し、金属間化合
物の大きさが５μｍ以下であることを特徴とする優れた
下地処理性、メッキ付着性を有し、ノジュール、マイク
ロピットが少ない優れた研磨後表面精度を有するディス
ク用アルミニウム合金板を要旨とするものである。 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。 ＭＩ： 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３％以下では
この効果が不十分であり、また。 ５．５％を超えると圧延時に耳割れが生じ易くなって生
産性が低下すると共に、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り、好ましく
ない、したがって、Ｍｇ量は３％＜Ｍｇ量５．５％の範
囲とする。 Ｃｕ： Ｃｕはメッキ前処理時の均一エツチング性をアルミニウ
ム合金に付与すると共に亜鉛置換処理時の亜鉛の基盤表
面への析出を均一微細にする効果を有するものである。 これによって下地メッキ皮膜面の粗さを小さくすると共
に皮膜の付着性の向上に寄与する。しかし、０．０２％
未満では上記のような効果が得ら伍ず、また０、３％以
上である場合には、ノジュールの発生が多大となったり
、結晶粒界等のエツチング性が過剰となってメッキ面の
平滑性を損ねるので好ましくない。したがって、Ｃｕ量
は０．０２％≦Ｃｕ＜０．３％の範囲とし、より好まし
くは、０．０３＜Ｃｕ量０．２％の範囲である。 Ｆｅ： ＦｅはＡ　Ｑ　−Ｆｅ系の金属間化合物（不純物として
ＳｌやＭｎを含む場合にはＡρ−Ｆｅ−Ｓｉ系。 ＡＱ−Ｆｅ−Ｍｎ系等も存在する）を生成し、ディスク
用基盤としての加工（所謂、サブストレート加工）時の
切削や研磨・研削等の加工工程において突起や脱落によ
る窪みどなったり、メッキ前処理工程において脱落又は
溶解してメッキ面のピットの原因となるため好ましくな
い。 しかし、同時にメッキ前処理やメッキ処理において皮膜
形成の核となるので、これを均一微細に分散させること
により皮膜の均一性向上に効果があることが判明した。 この金属間化合物が核として充分な効果を発揮するため
には、０．０２％以上のＦｅ量が必要である。また、メ
ッキ面の欠陥とならないためには５μｍ以下の大きさで
ある必要があり、更に、０．５μｍ以上５．５μｍ未満
の金属間化合物、特にＡＱ−Ｆｅ系の金属間化合物の量
が１０００個／＋ｕ＋＋”以上で均一に分散しているこ
とが好ましい。 これらの金属間化合物の大きさと量は、素材中のＦｅの
含有量に大きく影響されるものであるが、その鋳造条件
や均熱処理（ソーキング）条件の影響も大きく、例えば
、鋳造時の鋳込み温度を高くしたりして凝固時の冷却速
度を速くすることによっても低減される。しかし乍ら、
金属間化合物の大きさを５μｍ以下にするためには、鋳
塊厚３００〜４００ｍｍ厚以上に鋳造する通常の半連続
鋳造法の場合には、Ｆｅ≦０６０１％の原料、すなわち
。 地金純度で９９．９８％或いは９９．９９％以上の高純
度地金を用いる必要があり、これはメッキ性の点からも
、また経済性の点からも不利である。 これら全てを満足するためには、凝固時の冷却速度を大
きくするたθに鋳造板厚を薄くすると共に、Ｆｅ５０．
０６％とする必要がある。したがって、Ｆｅ量は０．０
２≦Ｆｅ≦０．０６％の範囲とする。なお、０．０３≦
Ｆｅ＜０．０４％の場合は金属間化合物の大きさを４μ
ｍ以下に、また０、０２％≦Ｆｅ＜０．０３％の場合は
３μ瞳以下にすることが可能である。 更に、メッキ厚や研磨式を小さくする場合にはそれぞれ
必要に応じてＦｅ量を少なくすることが望ましい。また
、メッキ付着性の付与のためにはＦｅとＣｕの量は０．
０４％≦Ｆｅ＋Ｃｕ＜０．３％の関係にあることが望ま
しい。 なお、上記アルミニウム合金には不可避的に不純物が混
入するが、それらは以下のように規制するのが望ましい
。 ＳｉはＭｇ−８ｉ系の金属間化合物を形成し易く、メッ
キ前処理時に脱落し易いので、ｓｉ＜ｏ、ｏ５％が望ま
しい。 Ｓｉ以外のＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等については
、再結晶粒の微細化や高温熱処理時のグレングロスの防
止或いは鋳造組織の微細化等の効果を有するため、ＪＩ
Ｓ５０８６合金に許容されている範囲において含まれて
もよいが、上記の金属間化合物の粗大化を引き起こした
り、インクルージヨンの原因となる場合もあるので、Ｍ
ｎＳ２，４％、Ｃｒ≦０．１％、ＺｒＳ２．１％、Ｚｎ
＜０．１％、ＴｉＳ２．１％が望ましい。より望ましく
は、ＭｎＳ２．３５％、Ｃｒ≦０．０８％、ＺｒＳ２．
０５％、ＺｎＳ３．０５％、ＴｉＳ２．０５％である。 また、ＢやＢｅ等の元素は溶解、鋳造時に添加されるこ
とも多いが、何れも１１００ｐｐ以下が望ましい。 次に１本発明に係るディスク用アルミニウム合金板の製
造法について説明する。 鋳造方法としては、半連続鋳造法、薄板連鋳法などがあ
るが、上記の金属間化合物の微細化が可能な薄板連鋳法
の方が望ましい。但し、薄板連鋳法の場合の鋳造時の板
厚は、急冷することにより充分な金属間化合物の微細化
効果を得るために１２１１１１１以下とし、しかし、デ
ィスク基盤としての打抜き加工や切削、研泗加工等の精
度上から３０％以上の冷間圧延を施すことが望ましいの
で、３ｍｍ以上とする。 鋳造後は、薄板連鋳コイルの場合は常法により圧延を行
うが、冷間圧延のみでもよい。その場合、板厚が比較的
厚い場合には熱間圧延を鋳造に引き続いて行ってもよい
、半連続鋳造による鋳塊の場合は面側後、均熱処理し、
熱間圧延、冷間圧延を行う。 冷間圧延工程においては、必要に応じて焼鈍を行うのが
よい。圧延の前、途中において焼鈍を行うことにより、
偏析の除去や圧延性の向上等の効果が得られる。 この圧延板を打抜きや切削等によりディスクの形状とし
た後、必要に応じて歪み除去のための焼鈍を行う、この
時、ディスク面に荷重をかけると歪み矯正効果が大きい
。 次に、通常の圧延板は、粗度が１例えば、　Ｒａ＝０．
１〜０．５μｍとディスク基盤としては大きく、また、
歪みも更に低下させる必要があるので、切削或いは研磨
によりディスク表面を削除する。 この場合、１０μｍ未満の表面削除では歪除去が十分で
なく、また５００μｍを超える表面削除ではディスクの
性能は満足するが、生産性、コスト等の経済的な点から
無駄であるので、アルミニウム合金板のディスク基盤と
しては表面を削除する厚さは１０〜５００μｍとするの
がよい、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
より焼鈍を行う。 次いで、脱脂、酸洗、Ｚｎ置換処理等の前処理を行い、
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。 前処理におけるエツチングはマイルドエツチング（エツ
チング量３〜１０ｍｇ／ｄａ”）でも強エツチング（エ
ツチング量１１　ｍｇ／ｄｍ”以上）でもよい。 本発明によれば強エツチングも可能であり、しかも仕上
研磨代を少なくしてもピットが少なく優れた研磨後表面
精度が得られる。エツチングは酸洗がこのましい、この
点、従来のディスク用アルミニウム合金の場合は弱いエ
ツチングしか適用できなかったのに比べ、優れている。 メッキ皮膜厚さは、３μｍ未満では前処理の影響でディ
スク表面の粗さが大きく、ピットも残存し易いし、更に
、仕上研磨代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難いので、３μｍ以上とす
るのがよく、ディスク基盤の表面強度の点からは５μｍ
以上とするのが好ましい、なお、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が、あまり厚
くするのも経済的にみて不利であるので、２０μｍ以上
とするのは好ましくない。 このようにして製造されたメッキ後のディスクは、仕上
研磨した後、更にメッキ或いはスパッタ処理等により磁
性体皮膜を形成して磁気ディスクとして使用するのであ
る。仕上研磨代は少なくすることができ、０．２〜２μ
ｍが望ましい、この場合でも研磨後マイクロピットが少
なく優れた表面精度を有し、平滑な表面が得られる。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有する合金魔１〜翫５（本発明
例）及びＮα６〜Ｎα１．２（比較例）をそれぞれ常法
により溶解し、フィルター処理後、第１表に示す鋳造法
により鋳造した。 通常の半連続鋳造材の場合は、造塊１開削後。 ４００ｍ＋ａ厚Ｘ１０００ｍｍ幅Ｘ３５００ｍ＋ｓ長さ
のスラブとし、第１表に示す条件で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。 薄板連鋳材の場合は、６■厚Ｘ８００ｍｍ幅（×長さ）
のコイル状に鋳造し、４５０℃の温度で５時間の焼鈍を
施した後、冷間圧延を行って板厚を２ＩＩＩｍとした。 次いで、これらの板材を打抜いた後、歪み取り焼鈍を施
し、外径１３０＋ａｍ、内径４０ｍｍの中空円板を得た
。 更に、円盤の表面を切削加工してＲｍａｘｏ、１μ璽、
板厚１，８９ａｕｗの磁気ディスク用アルミニウム合金
基盤を製造した後、該基盤を以下の条件にて処理し、晶
出物の大きさ、量１分布状況を調査すると共に下地処理
性、メッキの付着性、メッキ後の表面ノジュールの発生
状況（メッキ面表面粗度）を調査し、またメッキ面を研
磨してその表面精度（マイクロピットの発生状況）を調
査した。その結果を第１表〜第３表に示す。 （処理条件） 脱脂（上材工業製Ｕ−クリーナーＵＡ−６８，５％、５
０℃、５分、浸漬） ↓ 酸洗（上材工業１９ＡＤ−１０１，１０％）（注）↓ 亜鉛置換（上材工業製ＡＤ−３０１、Ｒ，Ｔ、、１分、
浸漬） ↓ 硝酸剥離（５０％硝酸、Ｒ，Ｔ、、１分、浸漬）↓ 亜鉛置換（上材工業製ＡＤ−３０１、Ｒ，Ｔ、、３０秒
、浸漬） ↓ Ｎ１−Ｐメッキ（上材工業製二ムデンＨＤＸ。 ９０℃、浸漬、メッキ厚７．５μｍ） （注）酸洗によるマイルドエツチングの場合は６５℃×
３分の浸漬（エツチング量８　ｍｇ　／　ｄａ”　）と
し、強エツチングの場合は７５℃×５分の浸漬（エツチ
ング量２３ｍｇ／ｄａ”）とした。 金属間化合物の大きさ、量及び分布状況については、該
磁気ディスク用アルミニウム合金基盤の表面について走
査型電子顕微鏡にて１０００倍の倍率で面積Ｌｏａｍ”
を測定して評価した。 また、下地処理性については、２回目の亜鉛置換後の表
面をｗ４察し、析出物が均一でムラのないものを○、析
出が粗雑で粒が粗くムラの多いものを×、それらの中間
のものや粒界が著しくエツチングを受けているものをΔ
とした。 メッキの付着性については、９０°曲げによりメッキの
剥離が生じないものを０、一部でも剥離するものは×と
した。 仕上研磨後の表面精度については、メッキ面をアルミナ
粉を用いて鏡面研磨した後、表面を６４０倍の倍率で１
００箇所ｉ祭し、最大径２μｍ以上のピットのないもｂ
を０とし、１〜４個のピットがあるものをΔ、５個以上
又は８μ１以上のピットが１個でもあるものを×とした
。なお、研磨式は０．５μ−とした。 第１表より、本発明例は、晶出物の大きさが５μｍ以下
であり、０．５μ−以上５．５μｍ未満の晶出物が１０
００個／■２以上で均一に分布していた。 もっとも、アルミニウム合金組成が本発明範囲内の比較
例Ｎａ１Ｏは、晶出物が小さく、量１分布状況ともに問
題ないが、下地処理性、メッキ付着性１表面ノジュール
、マイクロピットの点で劣っている。また、アルミニウ
ム合金組成が本発明範囲外の比較例のうちでも晶出物が
小さい例（＆６〜魔７、Ｎα１１〜Ｎα１２）があるが
、Ｎα６は晶出物の量が少なく、表面ノジュール、経済
性（高純度地金の使用）の点で難があり、Ｎα７も晶出
物が少なく、表面ノジュール、経済性の点に難があるほ
か、下地処理性、メッキ付着性、研磨後表面精度が劣っ
ており、また、Ｎα１１は表面ノジュール、研磨後表面
精度が良くなく、Ｎα１２は晶出物分布に偏析があり、
研磨後表面精度が劣っている。 一方１本発明例は、第２表〜第３表から明らかなように
、下地処理性、メッキ付着性１表面ノジュール、研磨後
表面精度のいずれも優れており、しかも経済性も優れて
いる。

【以下余白】

第３表 （Ｗｔｌ洗条件：強エツチング＝７５℃×５分）（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においてＣｕ及びＦ
ｅを必須元素として含有させると共に金属間化合物の大
きさを規柵し、或いはその大きさと量、分布状況を規制
したので、下地処理性、メッキ付着性にすぐれると共に
、マイクロピットやノジュール等のメッキ欠陥が少なく
平滑なメッキ面を可能にするディスク用アルミニウム合
金を得ることができる。更に１強エツチングの下地処理
ができ、メッキ厚さを薄くできると共にメッキ面の研磨
へを少なくでき、しかも高純度地金を使用する必要がな
いので、安価に磁気ディスク等の製品を提供できる。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
９ 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、必須元素として、３％
   ＜Ｍｇ≦５．５％、０．０２％≦Ｃｕ＜０．３％及び０
   ．０２％≦Ｆｅ≦０．０６％を含有する組成を有し、金
   属間化合物の大きさが５μｍ以下であることを特徴とす
   る優れた下地処理性、メッキ付着性を有し、ノジュール
   、マイクロピットが少ない優れた研磨後表面精度を有す
   るディスク用アルミニウム合金板。
2. （２）０．５μｍ以上５．５μｍ未満の前記金属間化合
   物の量が１０００個／ｍｍ＾２以上であって均一に分散
   している請求項１に記載のディスク用アルミニウム合金
   板。
3. （３）前記Ｆｅが０．０４≦Ｆｅ≦０．０６％の範囲で
   含有し、前記金属間化合物の大きさが５μｍ以下である
   請求項１に記載のディスク用アルミニウム合金板。
4. （４）前記Ｆｅが０．０３≦Ｆｅ＜０．０４％の範囲で
   含有し、前記金属間化合物の大きさが４μｍ以下である
   請求項１に記載のディスク用アルミニウム合金板。
5. （５）前記Ｆｅが０．０２≦Ｆｅ＜０．０３％の範囲で
   含有し、前記金属間化合物の大きさが３μｍ以下である
   請求項１に記載のディスク用アルミニウム合金板。