JPH03146645A - 高記録密度磁気ディスク用アルミニウム合金素材の製造法 - 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、高密度記録時の記録エラーの少ない磁気ディ
スク用アルミニウム素材の製造方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）近年、磁気デ
ィスクに対する高記録密度化の要求は益々強くなる傾向
にあり、１ビット当りの記録領域は益々微少化されつつ
ある。この目的のために、コンピューターメーカーから
の基盤表面の凹凸に対する減少の要求の進展は、従来に
も増して厳しいものとなっている。

従来より、この要求に対する対応策として、アルミニウ
ム材料における金属間化合物の微細化が考えられてきた
。これは１例えば特公昭６２−３２２６６号に開示され
ている如く、超高純度にして金属間化合物を極めて微細
にする方法である。

この方法は、その発端が特公昭５６−３９６９９号にあ
り、現状では高記録密度ディスク用には工業生産可能な
最高純度である９　９．９９％Ａｌ地金が用いられてい
る。アルミニウム素材の製造分野におけるこれらの手段
は、金属間化合物が研削及び切削後に脱落して穴になる
か若しくは残存して突起になることにより、磁気ディス
クにおいて記録エラーとなるのを防止することを目的と
している技術である。

しかしながら、このように超高純度のＡｌ地金を用いて
アルミニウム素材を製造しても、磁気ディスクに対する
高記録密度化の要求に対応できるアルミニウム素材が得
られないのが現状であり、更なる素材開発が望まれてい
る。

本発明は、かＮる要求に応えるべくなされたものであっ
て、高記録密度磁気ディスク用として、記録エラーの発
生のないアルミニウム素材を製造し得る技術を提供する
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） まず１本発明者は、現状のアルミニウム素材の製造技術
において、単なる、高純度化だけでは磁気ディスクにお
ける更なる高記録密度化の要求には対応しきれない原因
の究明に努めたところ、以下の結果が判明した。

すなわち、どのような高純度材であっても不純物は必ず
存在し、金属間化合物を形成する。また、溶湯からスラ
ブを鋳造する際にも、ミクロ及びマクロ濃度偏析の結果
、化合物が形成される等により、単純な高純度化だけに
よっては高記録密度化への対応が困難であることが判明
した。

このような状況において、高記録密度での記録エラーの
原因につき更に詳細な究明を行ったところ、９９．９９
％地金ベース材では最早Ａ　Ｑ　−Ｆｅ系の晶出物はエ
ラーとなることは殆どない程微細化されていること、こ
れに対し、Ｍｇ−５ｉ系晶出物は素材側に起因するエラ
一部には必ずといってよいほど存在していることを究明
した。すなわち、素材側に起因するエラーの殆どは、粗
大なＭｇ−３ｉ系晶出物が原因であることを究明した。

更に、従来、この問題が顕在化しなかった理由を追及し
たところ、以下のことが判明した。

すなわち、高純度Ａｌ地金を用いて４００ｍｍ程度の鋳
塊に鋳込むと１通常の測定方法においては５Ｍｇ−８ｉ
系晶出物は２〜４μｍの晶出物サイズとなり、晶出物長
さ一晶出物分布密度の曲線は対数グラフ上にて直線にて
表示される。晶出物最大寸法等は、この曲線より決定さ
れる。しかし、通常の測定方法においては、測定面積は
１　ｍ＋ａ”程度か、多くとも２０＋ｍ”程度であるに
れに対して、磁気ディスクにおける使用面精は１片面で
も４００００鳳ｍ”程度に及び、したがって１通常の測
定方法ではディスク面全面を保証できていないことが判
明したものである。具体的には、実際にディスクでのエ
ラーとなる５μｍ以上の大きい化合物が１００個／面あ
る場合でも、上記面積で０．００２個７ａｍ”となり、
これは通常の晶出物検査にては検出される可能性は皆無
に等しいことが判明した。

そこで、本発明者は、改善された測定方法を駆使して得
られる結果が、非常に広い面積に渡って５μｍ以上のＭ
ｇ−８ｉ系晶出物をないこと、すなわち、ｌＸｌ０−’
個／ｆｉＩ１１１２以下の分布密度とすることを直接目
的として、これを実現し得るアルミニウム素材の製造技
術について鋭意研究を重ねた。

その結果、ここに本発明をなしたものである。

すなわち１本発明は、必須成分として１Ｍｇ：３〜５％
及びＣｒ：０．０２〜０．０５％を含み、或いはＭｇ：
　３〜５％、Ｃｒ：０．０２〜０．０５％及びＭｎ：０
．１５〜０．３０％を含み、残部がＡｌ及’ｒＪ不純物
からなり、不純物としてＦｅ＜０．００５％、ＳＬ＜０
．００５％以下、Ｃｕ＜０．００５％、Ｚｎ＜０．０１
％、Ｔｉ＜０．００５％、Ｎａ＜０．０００６％、その
他の不純物を合計で０．００５％以下に規制したアルミ
ニウム合金鋳塊を面削後、５１０〜５６０″ＣＸ２時間
以上の均熱処理を施し、熱間圧延を５００℃以上で開始
し、且つ熱間圧延開始までの冷却を６０℃／ｈｒ以上の
冷却速度で行うことを特徴とする高記録密度磁気ディス
ク用アルミニウム合金素材の製造方法を要旨とするもの
である。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用） まず、本発明におけるアルミニウム合金の化学成分の限
定理由について説明する。なお、各成分の作用は後述の
製造条件との関連で発揮されるものであることは云うま
でもない。

Ｍｇ： Ｍｇは強度付与に不可欠の元素であり、このためには３
％以上の添加が必須である。しかし、５％を超えて含有
するとＭｇＯ等の酸化物が形成され易く、線状欠陥が発
生し易い、またＭｇ量が多い程、大きいＭｇ−８ｉ系晶
出物を形成し易く、５％以下が望ましい、したがって、
Ｍｇ量は３〜５％以下の範囲とする。

Ｃｒ： Ｃｒは再結晶粒の微細化のために必要な元素であり、そ
のために０．０２％以上の添加が必要である。しかし、
０．０５％よりも多く含有すると晶出物が粗大化し易い
、したがって、Ｃｒ量は０゜０２〜０．０５％の範囲と
する。

Ｍｎ： Ｍｎは、切削性の向上及び耐熱性の向上のために添加す
ることも可能、である、この目的のためには０．１５％
以上の添加が必要であるが、０．３０％を超えて含有す
ると晶出物が粗大化し易いため、Ｍｎ量は０．１５〜０
．３０％の範囲が望ましい。

不純物（Ｓｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎ等）：Ｓｉは若干でも
存在すると、主添加元素であるＭｇと結合してＭｇ−８
ｉ系晶出物を形成するため、少しでも少ないことが望ま
しい、したがって、０゜００５％以下に規制する。また
、Ｆｅ、Ｔｉは、晶出物粗大化の原因となり易く、それ
ぞれ０．００５％以下に規制する。更に、Ｚｎについて
は、やはり晶出物粗大化の原因となるが、その影響が小
さく、Ｏ’、０１％以下であれば許容される。その他の
不純物も晶出物粗大化の原因となり易いので、合計で０
．００５％に規制する。

不純物（Ｎａ）： Ｎａは、熱間圧延時に粒界割れの原因となり易く、した
がって、０．０００６％以下にＲ制する。

従来の５０８６合金程度の純度では、ｏ、ｏｏ。

８％程度のＮａが含有されていても熱間割れの原因とは
ならなかったが、本発明におけるレベルの純度になると
熱延中の結晶粒粗大化現象が生じ易く、したがってＮａ
量が大きく影響し、特に熱間圧延開始直後の割れが顕著
となるので、上記の如く規制する。

次に本発明の製造条件について説明する。

上記成分組成のアルミニウム合金の鋳塊を鋳造するに当
たっては、高冷却速度にて均一に凝固する場合には問題
がないが、鋳造条件の若干の乱れにより凝固組織が乱れ
、最終凝固部にて濃度偏析が非常に高くなり、５μｍを
超える晶出物が形成される恐れがあり得る。前述の直接
目的のためには、これらのうちＭｇ　　Ｓｉ系晶出物の
粗大化を防止することが必須である。Ｍｇ−５ｉ系晶出
物の無害化を図るためには、５１０℃以上及び２時間以
上の均熱処理が必要である。５１０’Ｃ未満、２時間未
満の均熱処理では鋳造時のミクロ偏析が除去しきれず、
晶出物を微細化が行えない、加熱温度は５２５℃以上が
好ましい２．シかし、５６０℃超ではバーニング等の現
象が発生するため、上限を５６０℃とする。なお、保持
時間は長時間程よいが、３０時間を超えると最早効果が
飽和してしまうため、３０時間以下が望ましい。

均熱処理後、熱間圧延を行う。熱間圧延の開始温度は高
い程望ましいが、余り高温であると高純度地金ベースで
あることに起因して熱間圧延時に割れが発生し易い、し
たがって、ある程度冷却した後に熱間圧延を開始するこ
とが望ましい、この冷却時に炉部等の如く冷却速度が余
りに遅いと、Ｍｇ−８Ｌ系晶出物が粗大化し易く、また
５００’Ｃ未満まで冷却すると保持時間が長くなるため
、やはりＭｇ−８ｉ系品出物が粗大化し易い。したがっ
て、均熱処理から熱延開始の間は６０℃／ｈｒ以上の速
度で冷却し、かつ５００℃以上で熱延を開始する必要が
ある。なお、熱間圧延を開始した後は、工程途中で保持
する等をせずとも、数十分程度で熱間圧延を終了すれば
、実質的に冷却速度は１００”Ｃ／ｈｒを超えるため、
何ら支障はない。

熱間圧延後の工程については、この種の用途のためのア
ルミニウムム材料に対する工程と同様であり、常法によ
り冷間圧延等を行う。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

裏庭叢よ 第１表に示す化学成分のＡｌ合金鋳塊（約４００■厚）
を鋳造し、面削後、５３０℃×１２時間の均熱処理を行
い、平均冷却速度８０℃／ｍｉｎで冷却された鋳塊につ
いて５１５℃で熱間圧延を開始した。更に熱間圧延を温
度３００℃、板厚４■−で終了後、２鳳園厚まで冷間圧
延を行った。次いで、打抜き、歪み取り焼鈍、ダイヤモ
ンドバイト切削により鏡面の基盤に仕上げ、塗布型ディ
スクの工程にて磁気ディスクに仕上げた。

この磁気ディスクにつき、２００００ＢＰＩ。

１１６０ＴＰＩの記録密度にてエラーの有無の評価を行
った。この評価結果を第２表に示す。なお、第２表に示
したエラーには、素材以外に磁気ディスク製造工程中の
不可避のエラーも含まれている。

第２表より明らかなように、本発明例はいずれもエラー
数が極めて少なく、磁気ディスク用素材として優れてい
ることが明確である。また５μｍ以上のＭ　ｇ　−Ｓ　
ｉ系晶出物は確認されなかった。

「以下余白」 去ｍλ 第３表に示す化学成分のＡ２合金鋳塊につき、鋳造、固
剤後、第４表に示す条件にて均熱処理、熱間圧延を行っ
た。更に、実施例１と同様に冷間圧延、打抜き、基盤加
工等を行い、磁気ディスクとした。

各磁気ディスクにつき、実施例１と同様に磁気ディスク
としての評価を行った。その結果は第５表に示すとおり
、本発明例はいずれもエラーが極めて少なく、磁気ディ
スク用素材として優れていることが明確である。また５
μｍ以上のＭ　ｇ　−Ｓ　ｉ系晶出物は確認されなかっ
た。

ｒ以下余白」 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、磁気ディスク用
アルミニウム合金素材として成分調整並びに製造条件を
併せて規定したので、記録エラーの極めて少ない磁気デ
ィスクが得られる素材を提供できる。したがって、更な
る高記録密度化に対応できるので、その効果は顕著であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３〜５％及びＣ
   ｒ：０．０２〜０．０５％を必須成分として含み、残部
   がＡｌ及び不純物からなり、不純物としてＦｅ＜０．０
   ０５％、Ｓｉ＜０．００５％以下、Ｃｕ＜０．００５％
   、Ｚｎ＜０．０１％、Ｔｉ＜０．００５％、Ｎａ＜０．
   ０００６％、その他の不純物を合計で０．００５％以下
   に規制したアルミニウム合金鋳塊を面削後、５１０〜５
   ６０℃×２時間以上の均熱処理を施し、熱間圧延を５０
   ０℃以上で開始し、且つ熱間圧延開始までの冷却を６０
   ℃／ｈｒ以上の冷却速度で行うことを特徴とする高記録
   密度磁気ディスク用アルミニウム合金素材の製造方法。
2. （２）Ｍｇ：３〜５％、Ｃｒ：０．０２〜０．０５％及
   びＭｎ：０．１５〜０．３０％を必須成分として含み、
   残部がＡｌ及び不純物からなり、不純物としてＦｅ＜０
   ．００５％、Ｓｉ＜０．００５％以下、Ｃｕ＜０．００
   ５％、Ｚｎ＜０．０１％、Ｔｉ＜０．００５％、Ｎａ＜
   ０．０００６％、その他の不純物を合計で０．００５％
   以下に規制したアルミニウム合金鋳塊を面削後、５１０
   〜５６０℃×２時間以上の均熱処理を施し、熱間圧延を
   ５００℃以上で開始し、且つ熱間圧延開始までの冷却を
   ６０℃／ｈｒ以上の冷却速度で行うことを特徴とする高
   記録密度磁気ディスク用アルミニウム合金の製造方法。