JPH02170928A - 磁気ディスク基板用アルミニウム合金の製造方法 - 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〕 本発明は磁気ディスク基板用アルミニウム合金の製造方
法に関し、特にド地処理メツキにおける無電解メツキの
平滑性及び均一性を向上し、メツキ上り表面を力；（欠
陥化するものである。

〔従来の技術〕

電子３１算機の記録装置に用いられる磁気ディスクには
、一般にアルミニウム合金からなる基板の表面に磁性体
を被覆したものが用いられている。このような磁気ディ
スクは基板を所定の厚さに加工した後、表面を鏡面研磨
してから磁性体粉末と樹脂粉末の混合物を塗布し、しか
る後加熱処理して表面に磁性体膜を形成することにより
作られている。

近年磁気ディスクは大容撒化、高密度化が要請されるよ
うになり、磁気ディスクの１ビット当りの磁気領域が益
々微小化されると共に、磁気ヘッドと磁気ディスクとの
間隙も減少させることが必要となり、磁性体膜にも薄肉
化と耐摩耗性の改暦が望まれるようになった。このため
基板を所定の厚さに加工した後、表面を鏡面加工してか
ら磁性体被覆のための下地処理として硬質非磁性金属、
例えばＮ１−Ｐ合金を無電解メツキし、しかる後スパッ
タリング又はメツキにより磁性体、例えばＣｏ−Ｎ１−
Ｐ合金を被覆した磁気ディスクが使用されている。

このような磁気ディスクの基板には次のような特性が要
求されている。

（１）非熱処理型で種々の加工及び使用時の高速回転に
耐える十分な強度を有すること。

（２）軽量で研磨により良好な鏡面が得られ、ピット等
の表面欠陥が現われないこと。

（３）下地処理である無電解メツキの密着性及び表面平
滑性が優れ、メツキ後もピット等の欠陥が現れないこと
。

このような特性を満たす磁気ディスク用基板として、ｌ
ｌ５Ａ５０８６合金（Ｍｇ３．５〜４．５　ｗｔ％。

Ｆｅ５０．５０ｗｆ％、　Ｓ　ｊ　≦ｏ、４ｏｗ＋％　
Ｍｎ０．２０〜０．７ｗｔ％、　　Ｃｒ　０．０５〜０
．２５ｗｔ％、　　Ｃｕ≦０．１０ｗｔ％、Ｔｉ　≦０
．ｌ５ｗｔ％、Ｚｎ≦０．２５ｗｔ％、　　Ａｌ？残部
）又は月５Ａ５０５６合金の不純物であるＦｅやＳｉ等
を規制してマトリックス中に生成する金属化合物を小さ
くした合金やメツキ性を改許するＣｕやＺｎをＩｔｓ＾
５０８６合金に添加した合金等が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記月Ｓ＾５０８６合金からなる基板は、
磁性体被覆の下地処理である無電解メツキの密着性が劣
るため、磁性体の被覆工程又は使用中に無電解メツキ被
覆が剥離することがあるという問題があった。また無電
解メツキの表面平滑性も十分とはいえなかった。即ち金
属間化合物はメツキの前処理工程であるジンケート処理
時に脱落してピットを生成する。このピットは無電解メ
ツキ厚さが２０μｍ程度の膜厚であれば、その後ボリシ
ング研磨を施すことにより消えることが多いが、昨今メ
ツキ厚さが薄膜化の傾向にあり、メツキ後のポリシング
研磨後もピットが残存する場合が生じてきた。またアル
ミニウム合金板を所定の寸法に打ち抜き、その後切削も
しくは研削研磨を施すが、その際金属間化合物が脱落し
、ピット欠陥となる場合もある。

このように磁気ディスクのメツキ性の向上には主として
その基板用アルミニウム合金の金属間化合物数を減らし
、大きさも小さくすることが強く望まれ、種々の対策が
講じられてきたが、必ずしも十分な成果が得られていな
かった。

また従来のメツキ合金においては、メツキ前処理工程中
の反応性が不安定であり、処理中に局所的な溶解反応が
生じ、メツキ後においても不均一な凹凸を生じることが
多かった。著しい場合には全面にわたって平滑性を阻害
していた。

このようなメツキ表面における不均一な凹凸は、メツキ
表面において白濁した様相を呈し、クララデイ−（雲状
の）欠陥と呼ばれている。この欠陥はメツキ膜厚が厚く
、ポリシングによる研磨爪が大きい場合には除去が可能
であったが、近年メツキ厚さの薄膜化及びボリシング研
磨量の減少に伴ないボクシング後におけるこれ等欠陥の
残存が大きな問題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれらに鑑み上記課題を解決するために、合金
中の種々の元素の挙動とメツキ処理時の反応性について
詳細に検討した結果、従来メツキ性を改善する目的で添
加されているＣｕ及び／又はＺｎはジンケート時の反応
性をコントロールすることが主たる効果であるが、それ
ぞれ単独添加ではメツキ工程中における細かい条件変動
に対して敏感に反応性が変動し、工業的な生産において
不可避な処理条件のバラツキにより前述の様な表面欠陥
を誘発しやすいことが知見された。更にこれら反応性の
変動や不均一に対してはＣｕが特に大きく影響し、Ｚｎ
と共に添加される場合にこれら不均一を抑制する効果が
認められたがその一方において、メツキ全面の平滑性を
若干劣化させる傾向も認められた。そこで更に、検討の
結果Ｚｒを同時に添加することにより、Ｃｕ添加に伴な
う平滑性の劣化が抑制され、かつ反応性が均一となるこ
とが見いだされた。これ等効果は鋳造工程時に比較的大
きな速度で冷却することで顕著になることが確認された
。

本発明はかかる知見に基づき、更に検討の結果磁気ディ
スク基板用下地処理メツキにおける無電解メツキの平滑
性及び均一性を向上し、メツキ上りの表面を無欠陥化し
た磁気ディスク基板用アルミニウム合金の製造方法を開
発したものである。

即ち本発明製造方法の一つは、Ｍｇ２〜７ｗｔ％（以下
ｗｔ％を単に％と略記）、Ｚｎ０．１〜１５％、Ｃｕ　
Ｑ、　００１〜１．０％、Ｚｒ０．θ０５．〜０３％を
含み、不純物中Ｓｉ０．Ｉ５％以下、Ｆｅ０１１５％以
下に規制し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるＡｌ合
金を板厚２〜１３ｎ＋＋ａに鋳造することを特徴とする
ものである。

また本発明製造法の他の一つは、Ｍｇ２〜７％、Ｚｎ０
．Ｉ　〜１．５％、Ｃｕ０．００１〜１．０％。

Ｚ　ｒ　０．００５〜０．３％を含み、更にＭｎ０．Ｉ
）０５〜０．６％、　　Ｃｒ０．００５〜０．３％の範
囲内で何れか１種又は２種を含み、不純物中Ｓｉ０．１
５％以下。

Ｆ　ｅ　０．１５％以ドに制■し、残部Ａｌと不可避的
不純物からなるＡｌ合金を、板厚２〜１３ｍｍに鋳造す
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明において合金組成を上ＫＩＬ！の範囲に限定した
のは次の理由によるものである。

Ｍｇは主として強度を得るためのもので、その含有量を
２〜７％と限定したのは２％未満ては十分な強度が得ら
れず、７％を越えるとＡｌ−Ｍｇ金属間化合物を生成す
ると共に溶解鋳造時の高温酸化によりＭｇＯなどの非金
属介在物の生成が著しくなり、ピット不良を発生させる
原因となるためであり、好ましい範囲は３〜６％である
。

Ｚｎはジンケート処理を可能にするもので、その含有量
を０１〜１５％と限定したのは、０．１％未満ではジン
ケート処理による効果が不十分となり、１，５％を越え
ると圧延加工性及び耐食性を低下し、特にメツキ処理工
程においても材料に耐食性が劣るため、ジンケート処理
が不均一となり、メツキの密着性や表面の平滑性を低下
するためである。尚Ｚｎ含有量を上記範囲内とすること
により、ジンケート処理時のＡｅ溶解量を減少し、その
後の無電解メツキにおける平滑性を高めることができる
。

ＣｕはＺｎと共に添加されることにより、合金の酸及び
アルカリ溶液中での反応性を均一にし、その結果メツキ
表面における局部的な欠陥を防止する効果を有するもの
で、その含有量を０．００１〜１．０％と限定したのは
、０．００１未満ではこれ等効果が不十分であり、１．
０％を越えると、酸中での反応性を増大し、かつアルカ
リ液中での反応性が抑制されるため、その結果としてメ
ツキ表面における平滑性が阻害される。しかして、最も
好ましい含有範囲は０．　［１０４〜０７％である。

ＺｒはＣｕと共に添加されることにより、メツキ処理工
程中の反応を均一にし、かつメツキ表面を平滑にする効
果を有するも、その含有量を０．００５〜０．３％と限
定したのは、０．００５％未満ではその効果が十分でな
く、０．３％を越えると粗大な金属間化合物を生じ、メ
ツキ表面においてピット等の欠陥か生じる危険性が大き
くなる。

Ｍｎ、Ｃｒは均質化処理時及び／又は熱間圧延、焼鈍時
に微細な化合物として析出し、再結晶粒を微細化すると
共に、その一部はマトリックス中に固溶しその強度を向
上させると同時に無電解メツキの密着性を向上させる作
用があり、それらの相互作用により基板のｌ、ｌＪ削、
研磨性の向上及びＮ１−Ｐ合金メツキ皮膜の密行性向上
に寄与するものである。しかしてそれぞれド■未満では
この効果が不十分であり、上田を越えると鋳造時のフィ
ルターによる溶場処理において過剰の元素が除去されて
無駄となるはかりか、粗大な金属間化合物が生成し、ア
ルカリエツチング及びジンケート処理だけでなく、Ｑ）
削、研磨加工を施す際にも脱落してピット欠陥となる。

Ｍ　１１及びＣｒは、メツキ表面の平滑性を劣化させる
傾向があり、必要に応じて添加することが好ましい。

不可避的不純物として含まれるＦｅ、Ｓｉをそれぞれ０
．１５％以下に限定したのは、ＦｅやＳ；はアルミニウ
ム中にほとんど固溶せず、金属間化合物として析出する
が、その爪が多い場合にはＡｅ−Ｆｅ系、Ａｌ１−Ｆｅ
−９ｉ系等の粗大な金属間化合物が多数存在し、基板の
切削。

研磨及びジンケート処理時に脱落してピット欠陥となり
易いためである。

また他の不純物元素は、それぞれ０．１％以下であれば
本発明アルミニウム合金の特性に影響しない。

本発明は上記組成範囲のＡｌ合金の製造において、板厚
２〜１３＋ｎ＋ｎに鋳造することが大きな特徴であり、
微量添加のＣｕは鋳造時にＡｌ−Ｆｅ−Ｃｕ系、ＡＪ−
Ｃｕ−３ｉ系の化合物が生じる場合があり、これ等化合
物が生じた場合、添加したＣｕが打効にメツキ性を改善
しないばかりか、メツキ処理中に脱落してピット欠陥を
生じる危険性が高くなる。しかして鋳造板厚を２〜１３
ｍｍと規定したのは、板厚が２ｍｍ未満では鋳造時に凝
固状態が不安定となり、割れやピンホール等の欠陥が生
じ易くなり、１３＋ｎｍを越えると鋳造工程における冷
却速度が小さくなり、前述の化合物が生じ易くなるため
である。

本発明の鋳造方法として、水冷ロール法やキャスター法
等各種の方法があるが、何れの方法を採用しても、得ら
れる磁気ディスク基板用アルミニウム合金の特性を損な
うものではない。

また本発明アルミニウム合金の鋳造後における熱処理や
加工については常法により行なうことができる。

尚本発明製造法により得た磁気ディスク基板は無電解メ
ツキ型は勿論塗布型の磁気ディスク基板にも使用できる
。

〔実施例〕

以下本発明を実施例について説明する。

実施例１ 純度［１９９％以上のＡｌ地金を溶解し、これに合金元
素を添加して第１表に示す成分組成に溶製し、これを脱
ガス処理してからフィルター濾過した後、水冷ロールに
より厚さ６ｍｍ、幅１１００ｍＩ１１に鋳造した。この
鋳造板を４５０℃で８時間均熱処理した後、圧延により
厚さ１．５ｍｍの板材とした。

この板材から直径９５ｍｍの円板を打抜き、３５０°Ｃ
で２時間焼鈍した後、荒研磨と仕上げ研磨を施し鏡面に
仕上げた。これ等について市販の溶剤により脱脂し、４
０℃の５％ＮａＯＨ水溶液で３０秒間エツチングしてか
ら室温の３０％ＨＮ’Ｏ。

水溶液で３０秒間スマット除去し、続いてジンケート処
理してから無電解Ｎ１−Ｐ合金メツキを行ない、その表
面の平滑性を調べ、更に仕上げ研磨を行なってからメツ
キ皮膜の外観欠陥を調べた。これ等の結果を従来のＩｔ
ｓ＾５０８６合金（Ｍｇ４％、Ｍｎ０．５％、Ｃｒ０．
２％、Ｆｅ０１２％、Ｓｉ０．０７％、　Ｔｉ０．０１
％、　Ｚｎ０．０１％。

残Ａｌ）と比較して第１表に併記した。

尚、ジンケート処理には、アープ３０２ＺＮ（商品名　
奥野製薬）を用いてダブルジンケート処理し、無電解Ｎ
１−Ｐ合金メツキにはナイフラッド７１９（商品名　奥
野製楽）を用いて行なった。無電解Ｎ１−Ｐ合金メツキ
は厚さ１５μｍ、その後の仕上げ研磨（羽布研磨）にて
２μｍの研磨化を取り、厚さ１３μｍに仕上げた。

表面の平滑性については、ｌｌ５ＢＩ１６０１に規定さ
れている中心線粗さＲａを４点の平均値で示した。

表面欠陥の程度については、光学顕微鏡により表面を観
察し、最大長さで３μｍを越える凹又は凸状の局所的な
不均一（ピット等）もしくはその集合体が認められたも
のをＸ印、凹凸が存在しないか、もしくは存在しても３
μｍ以下のものを○印で表示した。

ｉ二ざＪｈ　１ｚ　１ｚ　ｌ 第１表から明らかなように、本発明方法Ｎ。

１〜６によるものは、何れも従来法Ｎｏ、１２と比較し
、メツキ表面の平滑性及び無欠陥性に優れていることが
判る。

これに対し本発明の合金組成範囲から外れる比較法Ｎｏ
、　７〜１１は表面の平滑性が劣るか又は表面欠陥が増
大することが判る。

実施例２ 実施例１と同様にして第２表に示す板厚の鋳造板を作製
し、これを実施例１と同様の加工により厚さ１．５＋ｎ
ｍ、直径９５ｍｍの円板に打抜き、焼鈍後、鏡面仕上げ
及びメツキ処理を施し、メツキ後の表面粗度及び仕上げ
研磨後の外観欠陥について評価した。その結果を第２表
に併記した。

第２表から明らかなように、板厚２〜１３ｍｍの範囲に
鋳造した本発明法Ｎｏ、１３およびＮｏ、Ｉ５は何れも
メツキ表面の平滑性及び無欠陥性に優れているが、板厚
２〜１３ｍｍの範囲から外れる比較法Ｎｏ、Ｉ４および
Ｎｏ、１６は何れもメツキ表面の平滑性及び無欠陥性が
劣ることが判る。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、メツキ表面の平滑性及び無
欠陥性に優れた磁気ディスク基板用アルミニウム合金が
得られ、磁気ディスクの大容量化、高密度化を可能にす
る等、工業上顕芹な効果を奏するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ２〜７ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜１．５ｗｔ％、
   Ｃｕ０．００１〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ０．００５〜０．
   ３ｗｔ％を含み、不純物中Ｓｉ０．１５ｗｔ％以下、Ｆ
   ｅ０．１５ｗｔ％以下に規制し、残部Ａｌと不可避的不
   純物からなるＡｌ合金を、板厚２〜１３ｍｍに鋳造する
   ことを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金
   の製造方法。
2. （２）Ｍｇ２〜７ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜１．５ｗｔ％、
   Ｃｕ０．００１〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ０．００５〜０．
   ３ｗｔ％を含み、更にＭｎ０．００５〜０．６ｗｔ％、
   Ｃｒ０．００５〜０．３ｗｔ％の範囲内で何れか１種又
   は２種を含み、不純物中Ｓｉ０．１５ｗｔ％以下、Ｆｅ
   ０．１５ｗｔ％以下に制限し、残部Ａｌと不可避的不純
   物からなるＡｌ合金を、板厚２〜１３ｍｍに鋳造するこ
   とを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金の
   製造方法。