JPH0261826A

JPH0261826A - 超鏡面デイスクの製造法

Info

Publication number: JPH0261826A
Application number: JP21317688A
Authority: JP
Inventors: Tomiharu Matsushita; 富春松下; Suguru Motonishi; 本西　英; Hiroshi Fukunaga; 浩福永
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-01

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、情報記憶媒体として使用される磁気ディスク
、その他超鏡面を要する精密金型等の製造法に関する。

（従来の技術）前記種類のアルミニウム合金製磁気ディスクは、従来、
次の（１）〜（■）の工程により製造される。すなわち
、（１）第５図（イ）のように該当組成のアルミニウム合
金溶湯（ａ）から連続鋳造により鋳塊素材働）を形成し
、（Ｉｆ）この鋳塊素材［有］）の外表層は溶湯が鋳型（
Ｃ）表面に接して冷却される部分から凝固を開始し、い
わゆる柱状晶（ｄ）が鋳造方向に対し直角に発達した組
織になっているので、この偏析層を切削して除去し、（Ｉ［［）このインゴット（ｅ）を第５図（ロ）のよう
に熱間で粗圧延し、（ＩＶ）さらに第５図（ハ）のように熱間で仕上圧延し
て厚さ２〜３胴の薄板（ｆ）とし、（Ｖ）これを第５図
（ニ）のように打抜いて所望の形状精度の円板（（至）
とし、（Ｖｌ）円板（６）のゆがみを除去するため高温下で矯
正を施し、（■）矯正円板をダイヤモンドバイトによる切削を行っ
て超鏡面仕上げの磁気ディスク基板を得ている。

（発明が解決しようとする問題点）従来技術の磁気ディスク基板の製造法では、前記のよう
に多くの塑性変形工程を経由することにより結晶組織を
変形させて多方位結晶集合組織とした上で、最終工程の
ダイヤモンドバイトによる切削により超鏡面に仕上げて
いる。この場合、仕上表面には、第６図の写真に示すよ
うに、結晶粒界が明確に認められ、結晶粒界に段差が生
じ、段差の大きさは２／１００〜３／１００μｍに達す
る。そのため超鏡面仕上げに最大の注意を払っても、段
差より小さい表面粗さに到達させることは実際上できな
い。

表面平滑度をさらに向上させることが必要な場合には、
さらにラッピング、ボリシング、電解を伴わせた研磨な
どを施すことが考えられるが、何れの方法によっても、
粒界をはさむ結晶粒に方位差があって各結晶粒の変形能
が異なるため、粒界段差の影響を受けないようにするこ
とができず、依然２／１００μｍ程度の段差が残り、表
面粗さをこの段差の高さ以下にすることば不可能に近＜
　、０．０２μｍ　Ｒｍａｘが到達できる限度であった
。

また単結晶を用いて加工すれば、粒界段差は生じなくな
るが機械的強度が低下し、コストも割高となる。また表
面コーティングにより平滑化を図ることが考えられるが
、通常用いられる非晶質メツキは耐熱性に欠け、さらに
硬度が高いために工具の摩耗が著しく形状精度が出にく
い。

一方、第７図の経年傾向図に示されるように、磁気ディ
スクの面記憶密度（ＫＢ／ｉｎ”）は、第８図のように
、ディスク（ｉ）の表面粗さを小さくして磁気ヘッド（
Ｍ）を近接させ浮上高さ（Ｈ）を減少させるのに伴って
増加する傾向にあることが認められるので、面記憶密度
の向上を実現するには、前記の従来技術の多結晶材を用
いて鏡面加工を施した場合の到達限界を超えて表面粗さ
を向上させることが要望される。本発明はこれを可能に
する技術を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するため、本発明においては、磁気ディ
スクが一定しない結晶方位を有する多結晶組織材からつ
くられる場合に結晶粒界に生ずる段差が鏡面加工表面粗
さに対して持つ限界的影響を軽減するため、加工手段の
工夫に依存しないで加工素材そのものにつき結晶方位が
一方向に揃うようにする。そのため、溶湯から一方向凝
固組織を有する鋳造素材をつくり、これに結晶方位を変
える塑性加工を加えることをしないで、直接に切出して
結晶方位をそのままに保つ、た所定形状精度を有する素
板をつくり、これに鏡面切削加工を施して磁気ディスク
製品とする。

すなわち、本発明の超鏡面ディスクの製造法は、次の３
工程からなり、（１）所定組成のアルミニウム合金溶湯
から一方向凝固組織を有する鋳造素材を作成し、（ＩＩ
）この鋳造素材から切出し加工により所定の形状精度を
有する基板をつくり、（Ｉ［［）該素材に超鏡面切削加
工を施して仕上げる、ことを特徴とする。

本発明によれば、一方向凝固組織をそのまま有するアル
ミニウム合金からなり、その表面粗さが０．０２μｍ　
Ｒｍａｘ以下の程度に小さい磁気ディスク基板が得られ
る。

（作　用）本発明方法によれば、結晶粒界の段差の影響が少なくな
ることにより表面粗さが０．０２μｍ　Ｒｍａｘ以下の
小さいディスク基板を製造でき、従来よりも高性能で記
憶密度の高い磁気ディスクが製造できる。

一方向凝固組織を用いるので、例えばダイヤモンドバイ
トによる切削のみで２／１００μｍ　Ｒｍａｘ以下の超
々鏡面が得られる。そのため従来技術では特殊な研磨を
必要としたものが不要になる。

（実施例）以下、本発明を第１〜４図を参照し実施例に即して詳細
に説明する。

（１）第１工程磁気ディスク基板のアルミニウム合金としては、Ｍｇ　
４．１％、Ｆｅ　Ｏ，５％、Ｓｉ　Ｏ，４％、Ｍｎ　Ｏ
，２％、ＺｎＯ，２５％、Ｃｒ０．０５％、残りＡｊ２
のＡ　ｆｆ−Ｍｇ合金を使用する。これは従来技術で第
６図の結晶組織のもとに粒界段差を生じたものである。

この溶湯を第１図の横形の鋳型（１）の黒鉛内面の抵抗
加熱方式のヒータ（２）を有する高さ５薗、幅１００ｍ
ｍの型孔（３）内にその開口側をホルダ（４）で閉じて
注入し、その加熱温度を７５０°Ｃに維持し、ホルダ（
４）に冷却水バイブ（５）を通じて冷却水を循環させ、
その側から冷却して凝固を開始させながら鋳型（１）と
ホルダ（４）とを相対的に０．５ｍｍ／分の相対速度で
横方向に離隔移動させることにより溶湯をホルダ（４）
から一方向に凝固させることを継続しながらホルダ（４
）により鋳型（１）から鋳塊として引抜き、全長にわた
り一方向凝固組織の鋳造素材を得た。得られた素材は集
合組織エッチビット法により調べた結果、はぼ＜１００
　＞に結晶粒が成長していることを確認した。

（ＩＩ）第２工程得られた鋳造素材に粗切削加工を施して厚さ４胴、径９
５胴の所定の形状精度を有する円板状の素材を製作した
。

（ＩＩＩ）第３工程この素板の表面をダイヤモンドバイトを用い４４８　ｍ
／分の切削速度で鏡面加工を行って仕上げ、磁気ディス
ク基板を製作した。

（ＩＶ）ディスク基板の組織及び表面粗さ得られたディ
スク基板の表面粗さをタリサーフ、クリステツブで測定
したが、粒界段差は測定できないほど小さいものであっ
た。そこで、光学式粗さ計を用いて測定した。その結果
を第２図に示す。粒界段差は図中記入のように約８ｎｍ
（０，００８μｍ）で、従来技術の到達限界の２／１０
０μｍより顕著に小さい、第２図中のＧ、Ｂ、は結晶粒
界の位置を示す。第３図の写真は第２図と同じ測定個所
の結晶組織を示し、ＧＢは対応する。

第２図は第３図の矢印の方向にスキャンして得たもので
ある。また得られた基板の表面粗さは０．０１０〜０．
０２０　μｍ　Ｒｍａｘの範囲に入り、従来技術の限界
を超えていることが確認された。

（Ｖ）変形例前記第１工程は特公昭５５−４６２６５号記載の方法に
準じても実施することができる。第４図において上記と
同じ組成のＡ　１−Ｍｇ合金の溶湯をタンデイツシュ（
６）からそれに接続した溶湯の凝固温度とほぼ同じ温度
に加熱した水平鋳型（７）の高さ５Ｍ、幅５０ｍｍの黒
鉛の型孔に注ぎ、−力比口側の板表面にノズル（８）か
ら冷却水を噴霧することにより一方向凝固させながら鋳
造素材をダミーバー（９）、ピーンチロールｑωにより
引抜いてゆくことにより一方向凝固鋳造素材をつくる。

鋳型の型孔の全外周にヒータ（１１）を設けて全体を６
６０°Ｃに保温している。合金溶湯温度は６９０°Ｃで
あり、出口側での冷却水は１．５４２／分で供給し、引
抜速度を４０柵／分とした。この条件により、得られた
鋳造素材は組織調査の結果、一方向凝固組織となり、結
晶粒の成長方向はほぼ＜１００＞であることを確認した
。

第２工程および第３工程を前記と同様な条件で実施した
結果、得られた厚さ４胴、径４５＠ｍのディスク基板は
、表面粗さは０．０１８　μｍ　Ｒｍａｘで、粒界段差
は５〜１０ｎｍの範囲であった。

（発明の効果）本発明方法によると、従来技術に較べて少ない工程で表
面粗さの小さい面記憶密度を高くすることのできるディ
スク基板を得ることができ、しかもその超鏡面加工はダ
イヤモンド工具切削加工で足り特殊な研磨工程の付加を
要しない等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の第１工程の実施状況を示す装置の
縦断側面図、第２図は本発明方法によって得たディスク
基板の光学式粗さ計による測定結果を示す図表、第３図
はその表面の結晶組織写真図、第４図は本発明方法の第
１工程の変形実施状況を示す装置の縦断側面図、第５図
（イ）は従来技術の第１工程の略示図、第５図（ロ）は
その第３工程の略示図、第５図（ハ）はその第４工程の
略示図、第５図（ニ）はその第５工程の略示図、第６図
は従来技術による磁気ディスク基板の結晶組織写真図、
第７図は従末技術の磁気ディスク基板の面記憶密度およ
び浮上高さの経年傾向図、第８図はその浮上高さを示す
図である。（１）・・・鋳型、（２）・・・ヒータ、（３）・・・
型孔、（４）・・・ホルダ、（５）・・・冷却水パイプ
、（６）・・・タンデイツシュ、（７）・・・鋳型、（
８）・・・ノズル、（９）・・・ダミーバー、００）・
・・ピンチロール、（Ｉ卜・・ヒータ、（ａ）・・・溶
湯、（ｂ）・・・鋳塊素材、（Ｃ）・・・鋳型、（ｄ）
・・・柱状晶、（ｅ）・・・インゴット、（ｆ）・・・
薄板、（縛・・・円板、（Ｍ）・・・磁気ヘッド、（Ｈ
）・・・浮上高さ、（ｉ）・・・ディスク。茄３図蔀６ン１

Claims

【特許請求の範囲】

所定組成のアルミニウム合金溶湯から一方向凝固組織を
有する鋳造素材を作成し、この鋳造素材から切出し加工
により所定の形状精度を有する素板をつくり、該素板に
超鏡面切削加工を施して仕上げることからなる３工程に
より、表面粗さが０．０２μｍＲ＿ｍ＿ａ＿ｘより小さ
いディスク基板を製造することを特徴とする超鏡面ディ
スクの製造法。