JPH0372051A - 鏡面加工仕上げ用Ａｌ―Ｍｇ合金及びその製造方法 - 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、磁気ディスク基盤、ポリゴンミラー反射板、
コピードラム等の鏡面加工仕上げを行って用いられるア
ルミニウム合金素材に関し、更に詳細には、鏡面切削時
にスクラッチ、突起、穴等の表面不均質の原因となるア
ルミニウム合金中の非金属介在物をほぼ皆無としたアル
ミニウム合金素材とそ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）表面粗度がＲ
ａ（中心線平均粗さ〉にて１００入程度以下であるよう
な鏡面仕上げ加工は、磁気ディスク基盤、ポリゴンミラ
ー、コピードラム等の用途のアルミニウム合金素材にて
通常行われているところである。 この仕上げ方法としては、ダイヤモンドバイトを用いた
切削法や、微細砥粒を用いた研削法、或いは研磨法が一
般に行われている。これらのうち、ダイヤモンドバイト
による切削の場合、従来より。 スクラッチが発生すると不良品となるため、その改善策
について材料及び切削条件の双方から検討され、見掛は
上は無欠陥の表面が加工可能な状態となっている。 例えば、従来のディスク用材料等では多数発生するスク
ラッチ欠陥等を防止するため、素材中に含まれる晶出物
を微細化することが指向され、高純度地金の使用が提案
されている（例、特公昭５６−３９６９９号）。これは
、晶出物がスクラッチ以外に突起、ピット等の欠陥にな
るためである。 また更に、凝固時の冷却速度を高めて、晶出物微細化を
図る方法も提案されている（例、特公昭６０−１４０号
）。 しかし、例えば、磁気ディスク用では、記録密度の高ま
りにより、■磁気ヘッドの浮上高さが非常に低くなり、
表面の多少の凹凸でもクラッシュする。■晶出物を幾ら
微細化しても記録エラーが記録衝当たり数個存在する、
等の問題が発生するようになり、上記のような提案でも
解決できないのが実情である。 本発明は、かＮる事情に鑑みて、磁気ヘッドのクラッシ
ュ、記録エラー等々の欠陥が製品用途において発生しな
いアルミニウム合金素材を提供し、またその製造方法を
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） 本発明者等は、まず、上述の欠陥発生のｉ囚を究明する
べく鋭意検討を重ねた。 その結果、以下の点を解明し、新たな知見を得るに至っ
た。 （１）ヘッド・クラッシュの原因は基盤にある微小突起
であり、地金純度と相関が少なく、不規則に発生してい
る。記録エラーの原因は粗大粒子の磁気ディスク製造工
程中での脱落にある。 （２）この粗大粒子は、金属間化合物（晶出物）ではな
く、粒子状の非金属化合物（酸化物等の非金属介在物）
であり、多い場合は、基盤１面当たり１００個程鹿毛存
在する。用いた地金純度が低い場合、例えば、Ｆｅ、Ｓ
ｉがそれぞれ０．０５％、０．０３％以上程度の場合は
、晶出物自体が大きいため、晶出物に起因する欠陥の方
が遥かに多く、上記状況は検知されないが、高記録密度
用で高純度地金を用いたアルミ合金素材の場合には、晶
出物が少ないため、非金属介在物の突起及び脱落が非常
に問題となる。 （３）アルミニウム合金中に含まれ得る酸化物は何種類
もあり得るが（例えば、ｒ　Ａ　ｌｕｍｉｎｕｌ　５６
（１９８０）、ｐ、３３５〜３４０参照）が、通常のデ
ィスク材等に混入している酸化物は殆どがアルミナであ
り、極く稀にスピネル＜ＭｇＡ　Ｑ２０４）が混入する
ことがある。 （４）シたがって、高純度地金を使用したアルミ基盤に
おいて突起等を皆無にするためには、非金属介在物、特
にアルミナを除去する必要がある。 なお、従来、金属間化合物にのみ着目され、このような
欠陥が見落されてきた理由は以下のとおりである。 すなわち、非金属介在物を含有するＡｌ−Ｍｇ合金を切
削すると、切削条件によりスクラッチが発生する場合と
発生しない場合がある。スクラッチが発°生した場合は
それ自身が欠陥である。また。 切削条件によっては非金属介在物がそのまま突起として
残ることもある。しかし、スクラッチが発生しない場合
でも、切削時はバニッシングの効果のために隠されてい
ることが多く、その後の脱脂等の処理で非金属介在物が
脱落し、穴を形成し。 欠陥となる頻度も多い。 ところで、アルミニウム合金中の酸化物の検出法として
は、従来よりＢｒ−メタノール法又は■−メタノール法
が用いられていた。しかし、これらの方法は仕上加工時
に問題とならないフィルム状酸化物の含有量も測定して
しまう。フィルム状酸化物の含有量は、仕上加工時に問
題となる粒子状酸化物として比較して遥かに多いため、
ディスり用素材中の介在物の評価方法として意味をなさ
ない。したがって、新たな欠陥評価法が必要となった。 以上の検討結果に基づき、本発明者等は、鏡面切削以降
においても、欠陥の発生がないアルミニウム合金素材を
得ることができ、しかも切削時に未然に欠陥の評価が可
能な方策について更に鋭意研究を重ね、ここに本発明を
なしたものである。 すなわち、本発明は、鏡面加工仕上げ用のＡα−Ｍｇ合
金素材において、Ｍｇ：３〜６％を含有し、残部がＡｌ
及び不純物からなり、且つ不純物のうちＦｅ及びＳｉの
含有量が各々０．００８％未満であり、ダイヤモンド切
削評価において検出される非金属介在物が１ｐｐｂ（外
径２４２ｍｍの基盤の工面当たりの介在物個数が１個）
以下であることを特徴とするものである。 また、その製造方法は、上記化学成分を有し、ダイヤモ
ンドバイトによる鏡面加工仕上げ用のＡｌ−Ｍｇ合金素
材を製造する方法において、高純度地金を使用して溶製
し鋳造するに際し、平均粒子径５００μｍの破砕粒を気
孔率３８〜４１％で焼成したフィルターを用い、且つ溶
湯の通過流量を５ｇ／ｃｍ−ｍｉｎ以下にてフィルタリ
ング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は磁気ディスク等々の基盤として必要な強度を得る
ために不可欠な元素であり、少なくとも３％以上が必要
である。しかし、６％より多くなるとＭｇ−８ｉ系金属
間化合物の生成量が増大し、また溶製時及び鋳造時の高
温酸化によりＭｇＯ。 ＡｌｌｌＡｌ１１ｚなどの非金属介在物が生じ、非金属
介在物の顕減が期待できなくなる。 不純物としては、可能な限り少ないことが好ましく、特
にＦｅとＳｉの含有量はそれぞれ０．００８％未満にす
る必要がある。Ｆｅは粗大なＡｌ−Ｆｅ系晶出物を、Ｓ
ｉは粗大なＭｇ−８ｉ系晶出物を形成し易いため、各々
ｏ、ｏ　ｏ　ｓ％以下とする。 上記化学成分を有するＡＭ−Ｍｇ合金は、まず、高純度
地金を使用して溶製する。純度９９．９８５％以上のア
ルミニウム地金と純度９９．９％以上のマグネシウム地
金及びその他の調整用微量元素を用いるのが好ましい。 溶製後、鋳造するに際しては、従来より使用条件を厳し
く管理したフィルタリングを行うことが必要である。 非金属介在物は、原材料、地金溶解、鋳造のどの工程で
もアルミニウム合金中に混入し得るので。 鋳込み直前に最終除去を行うが、そのためにはフィルタ
リングを向上することが必要である。フィルターメツシ
ュとしては細かいものを使用し、平均粒子径５００μ−
の破砕粒を気孔率３８〜４１％で焼成したフィルターを
用いる。 しかし、このような細かいフィルターを使用するだけで
は、充分な効果が得られないことが判明したため９本発
明では、更に溶湯通過流量を少ない量に規制し、５ｇ／
ｃｍ・■ｉｎ以下とする。 なお、！Ｉ造後は常法の工程、条件により処理すればよ
い。例えば、スラブ面削→均質化加熱→熱間圧延→冷間
圧延→打抜き等の加工→焼鈍→Ａｆｌ−Ｍｇ合金素材の
鏡面仕上げ加工（ダイヤモンド切削を含む）によるが、
他の方法でもよい。 かくして、非金属介在物が１ｐｐｂ（２４２ｍｍの外径
の基盤の１面当たりの介在物個数が１個）以下のＡｌ−
Ｍｇ合金素材が得られる。 但し、非金属介在物の量は特定の条件によるダイヤモン
ド切削評価にて検出されるものである。 従来、精密加工を行うアルミニウム合金材は。 溶湯の清浄度が高く、非金属介在物の混入程度は非常に
少ないとの認識が一般であり、非金属介在物の検査法の
問題への注目度が低かった。また。 条件的にも切削のままで検出されない場合もあり、評価
が一定になることがなかった。 したがって、本発明者等は、まずこの問題点の解決のた
め、一連の基礎実験を行った。 失漿上 Ａｌ−４，５％Ｍｇ合金円板（内径１００■、外径２４
２■、板厚２　ｍｍ）についてダイヤモンド切削を行っ
た。この時の切削条件は、第１表に定性的に示す如く、
バニッシュが少なく且つバイト送り速度が速い条件（評
価条件）の時に介在物欠陥が検出されることがわかる。 この条件にて検出される非金属介在物は５〜１０μ讃程
度の大きさの酸化物である。 また、この評価条件及び通常条件にて切削した表面粗度
の比較結果を第１図に示す。同図より、評価切削条件の
場合（ｂ）はバイト形状転写が明瞭である。しかし、通
常切削条件の場合（ｂ）はバイト形状転写がはっきりし
ていない。 なお、本実験には、Ｓｉ：０．００３％、Ｆｅ：０゜０
０４％、Ｃｕ：Ｏ，００１％、Ｍｎ：Ｏ，００１％、Ｚ
ｎ：０．００５％、Ｃｒ：０．０４％、Ｔｉ：Ｏ，００
１％を含有するＡｌ−Ｍｇ合金を使用した。 失鼠至 実験１でのＡｌ−Ｍｇ合金円板におけるダイヤモンド切
削による評価切削条件を定量化した。第２表にその条件
を示す。その際、評価基準は第３表に示すランクでラン
クＡ−Ｂを合格とした。 去」Ｌ生 非金属介在物は通常、酸化物であり、酸化物の場合、Ｂ
ｒ−メタノール法若しくはニーメタノール法にて含有量
を分析できる。しかしながら１例えば、これらの方法で
測定した酸化物含有量が２０　ｐｐｍ程度となる場合、
実際のスクラッチ不良からの推定値とはオーダーが全く
異なっていることが判明した。 一方、前述の評価切削において、５μｍ角の介在物が外
径２４２ｍｍＸ内径１００ｎ＋ｍのアルミ合金円板上に
１０個存在すると、約７　ｐｐｂの面積分率となり、ア
ルミナと介在物の密度が同一であると見のすと、含有量
は７　ＰＰｂとなる。この値は従来の介在物分析法で測
定される含有量２Ｑｐｐｍとは全く対応しない。 なお、Ｉ　Ｐｐｂとは、２４２ｍｍの外径のアルミ合金
円盤（基盤）の−衝当たり、１個以下の介在物しか存在
しないことを意味する。 実験の一例として、Ｂｒ−メタノール法での介在物含有
量と評価切削により検出される介在物含有量を対応する
と、第３図に示すように、全く相関がないことが確認さ
れた。 以上の一連の基礎実験により、本発明者等は非金属介在
物の存在を明確に検出する方法を見い出したが、この評
価切削条件は、本発明において重要な知見であり、この
評価法の適用なしには性能評価自体が不可能である。 以下に本発明の実施例を示す。 （実施例） Ｓｉ：０．００４％、Ｆｅ：０．００３％、Ｃｕ：Ｏ。 ０００％、Ｍｎ：Ｏ，００１％、Ｚｎ：Ｏ，ＯＯ１％、
Ｃｒ：０．０５％、Ｔｉ：Ｏ，０００％を含有するＡｌ
−４，５％Ｍｇ合金につき、純度９９．９８５％以上の
アルミニウム地金と純度９９．９％以上のマグネシウム
地金及びその他の調整用微量元素を用いて溶製し１次い
で鋳造するに際して、フィルタリングを第４表の条件で
行った。またこれら以外の条件は常法に従った。 鋳造されたスラブは、面削、均質化加熱、熱間圧延、冷
間圧延にて２ｍｍ厚に仕上げ、更に打抜き。 焼鈍を行ない、ディスクブランク材とした。 これらのブランク材を第２表に示した評価切削条件（但
し、送り速度：　０．０４ｍｍ／ｒｅｖ、バイト傾き：
　（０、３ｍｍ／　１１０ｍｍ）にて切削した結果を第
４表に示す。 第４表より、本発明例はいずれも介在物が殆どないこと
が明白である。

【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、鏡面切削時に、
スクラッチ、突起、穴等の表面不均質の原因となる非金
属介在物をほぼ皆無としたアルミニウム合金素材を提供
することができる。また、非金属介在物の欠陥評価法を
新たに見出したので、切削時に用途製品での欠陥を予め
評価が可能である。本発明は特に高記録密度用の如く高
純度地金を使用するアルミニウム合金素材に好適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はダイヤモンド切削後の表面粗度
を示す図で、（ａ）は通常切削条件の場合、（ｂ）は本
発明による評価切削条件の場合を示し、第２図はダイヤ
モンドバイトによる切削要領を説明する図。 第３図は本発明による評価切削における介在物評価結果
と従来のＢｒ−メタノール法による介在物分析結果を示
す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鏡面加工仕上げ用のＡｌ−Ｍｇ合金素材において
   、重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３〜６％を含有し、
   残部がＡｌ及び不純物からなり、且つ不純物のうちＦｅ
   及びＳｉの含有量が各々０．００８％未満であり、ダイ
   ヤモンド切削評価において検出される非金属介在物が１
   ｐｐｂ（外径２４２ｍｍの基盤の１面当たりの介在物個
   数が１個）以下であることを特徴とする鏡面加工仕上げ
   用Ａｌ−Ｍｇ合金。
2. （２）前記ダイヤモンド評価切削条件が、送りピッチ：
   ０．０４〜０．０６ｍｍ／ｒｅｖ、バイト傾き：０．２
   ５ｍｍ／１１０ｍｍ〜０．３５ｍｍ／１１０ｍｍである
   請求項１に記載のＡｌ−Ｍｇ合金。
3. （３）請求項１に記載の化学成分を有し、ダイヤモンド
   バイトによる鏡面加工仕上げ用のＡｌ−Ｍｇ合金素材を
   製造する方法において、高純度地金を使用して溶製し鋳
   造するに際し、平均粒子径５００μｍの破砕粒を気孔率
   ３８〜４１％で焼成したフィルターを用い、且つ溶湯の
   通過流量を５ｇ／ｃｍ・ｍｉｎ以下にてフィルタリング
   することを特徴とする鏡面加工仕上げ用Ａｌ−Ｍｇ合金
   の製造方法。