JPH0625785A - 鏡面加工用Al−Mg合金 - Google Patents

鏡面加工用Al−Mg合金

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JPH0625785A
JPH0625785A JP20014192A JP20014192A JPH0625785A JP H0625785 A JPH0625785 A JP H0625785A JP 20014192 A JP20014192 A JP 20014192A JP 20014192 A JP20014192 A JP 20014192A JP H0625785 A JPH0625785 A JP H0625785A
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less
ppm
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alloy
scratches
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JP20014192A
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English (en)
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Kaoru Sugita
薫 杉田
Yasushi Tanaka
康司 田中
Yasuo Oka
安夫 岡
Yasushi Egami
泰 江上
Shogo Mochizuki
省吾 望月
Kyoji Sato
京司 佐藤
Yoshisuke Hashimoto
義介 橋本
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Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気的または光学的用途に供される表面粗度
の頗る小さい鏡面加工用に適したAl-Mg 合金を提供す
る。 【構成】 Mgを3〜6wt%含有し、不純物としてFeが0.
035wt%未満、Siが0.035wt%未満で且つTi+Vと
Bが図1に示すA、B、C、D、E、F、Gの範囲内で
あり、残部がAlおよび不可避的不純物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鏡面加工用Al−Mg合金に
係り、磁気的または光学的用途に供される表面粗度の頗
る小さい鏡面加工用に適したAl−Mg合金を提供しようと
するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク基盤、ポリゴンミラー、コ
ピードラムなどの用途に用いられるアルミニウム素材
は、その機能面を表面粗度がRa(中心線平均粗さ)で5
nm程度以下になるように鏡面加工し仕上げられることが
必要である。斯かる鏡面加工仕上げ方法としてはダイア
モンドバイトを用いた研削仕上げ法、微細な砥粒を用い
た研磨仕上げ法が一般的に用いられている。
【0003】上記したような鏡面加工仕上げ法のうちダ
イアモンドバイトによる研削方法の場合には素材に異物
が存在するとスクラッチが発生し、不良の原因となって
いる。また砥粒研磨の場合にも素材中の異物が突起やピ
ットを生ぜしめ不良の原因となっている。
【0004】そこで、このようなスクラッチ、突起、ピ
ットなどの不良原因を解消するため素材中に存在する晶
出物に注目し、晶出物を微細化して少くするように高純
度地金を使用することが特公昭56−39699などに
提案され、また凝固時の冷却速度を高めて晶出物を微細
化する方法が特公昭60−140などに発表されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
提案されている方法によっても、実際の操業においてス
クラッチ、突起、ピット等の不良を完全になくするよう
なことはできないことは一般的に知られている如くであ
り、なおこれらの不良をなくするために酸化物(特にア
ルミナ)を減少せしめるようなことも考えられるが、こ
のような方法によってもヘッドのクラッシュや記録エラ
ーなどを完全に防止することができない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来のものにおける技術的課題を解消することについて
検討を重ねた結果、TiおよびVの何れか一方または双方
と、Bの含有量を特定の状態に制御することにより前述
したような不良を完全状態に解消することに成功したも
のであって、以下の如くである。
【0007】(1) Mgを3〜6wt%含有し、不純物と
してFeが0.035wt%未満、Siが0.035wt%未満で且
つTi+VとBが図1に示すA、B、C、D、E、F、G
の範囲内であり、残部がAlおよび不可避的不純物である
ことを特徴とした鏡面加工用Al−Mg合金。
【0008】(2) Bが5 ppm未満であることを特徴
とした前記(1)項に記載の鏡面加工用Al−Mg合金。
【0009】(3) 更にCuを0.02〜0.1wt%、Znを
0.02〜0.5wt%、Crを0.02〜0.15wt%の何れか1
種または2種以上を含有する前記(1)項または(2)
項に記載の鏡面加工用Al−Mg合金。
【0010】
【作用】Mg:3〜6wt%。Mgは、前記したような磁気デ
ィスク基盤などの素材に必要な強度を附与するために不
可欠の元素であって、3wt%未満ではこのような作用を
適切に得ることができない。しかし、このMgが多すぎる
と溶解鋳造過程においてMgの酸化が著しくなり、MgO や
スピネルの介在物が生成して非金属介在物による欠陥の
発生が多くなり、また熱間圧延性が好ましくなくなるこ
とからその上限を6wt%に止めるべきである。
【0011】Fe:0.035wt%未満。Feは、Alへの固溶
量が小さく、50 ppmが限度とされ、これを超えるとFe
は、Al−Fe系晶出物(Siを含有する場合はAl−Fe−Si系
晶出物)を生成し、その量の増大とともに晶出物の形状
が大きくなる。即ち0.035wt%以上となるとこの晶出
物に起因する欠陥が発生することとなるので0.035wt
%未満とすべきである。
【0012】Si:0.035wt%未満。Siは、Feが共存す
ることによりAl−Fe−Si系の晶出物を生成し、該晶出物
に起因した欠陥が発生する。またこのSi量増大によりMg
−Si系晶出物も生成し易くなりピット欠陥を発生する。
これらの欠陥を避けるためには0.035wt%未満とする
ことが必要である。
【0013】(Ti+V)、B:図1の(A)〜(F)の
範囲。前記したようなスクラッチやピットの原因物質と
して、AlB2、TiB2、TiVB2 、VB2 のようなB系金属間化
合物が認められ、これらのB系金属間化合物は素地に比
し硬いためにスクラッチやピットを発生することが確認
された。
【0014】そこで、このようなB系金属間化合物の生
成に関与する(Ti+V)とBとの相対的な関係につい
て、Mgが3〜6%で、Feが0.035wt%未満、Siも0.0
35wt%未満のMg系アルミニウム合金に関し多くの試料
を調整し、スクラッチやピット発生の有無を検討した結
果を要約して示すと、図1の如くである。
【0015】即ち一般的には(Ti+V)量およびB量が
多いこと、特にB量が大となることによって上述したよ
うな金属間化合物が発生するものと言えるが、具体的に
は(Ti+V)が2 ppm以下、特に1 ppm以下の場合にお
いてはB量が相当に高くなっても該金属間化合物が発生
しないものであり、またBが2 ppm以下、特に0.7 ppm
以下のような低い値の場合には(Ti+V)の濃度が相当
に高くても前記金属間化合物の発生が殆んど認められな
い状態を形成する。
【0016】特にBが0.7 ppm以下のように低い条件の
場合においては(Ti+V)が10 ppmを超え、50 ppm
以上であっても前記金属間化合物が皆無状態であって、
(Ti+V)が2000 ppmに近いような非常に高い条件
においてもスクラッチ、ピットなどの発生しない鏡面加
工用アルミニウム合金を得ることが可能であって、斯う
した結果を要約しB系金属間化合物の発生が認められる
領域と認められない領域とを区分して示すならば前記図
1における線(A)−(B)−(C)−(D)−(E)
−(F)のような境界線を求めることができた。
【0017】即ち図1のように(Ti+V)が2 ppm以上
の場合においてはBは2 ppm以下で前記のような金属間
化合物の生成を有効に防止でき、B含有量が図1のC−
D線を超えると、大きなTi(V)B2 の生成が始まり、スク
ラッチやピンホールの原因となる。
【0018】また、(Ti+V)が1 ppm以下の低い値で
あっても、Bが10 ppmを超えるならば、AlB2の生成が
始まり、AlB2によるスクラッチの原因となるので、(Ti
+V)が1 ppm以下のような条件下においてもBについ
ては10 ppmを超えないようにすることが必要である。
特にBを5 ppm以下とすることにより好ましい製品が得
られる。
【0019】更に(Ti+V)は2 ppm以下とすることに
よりBの添加量をそれなりに高めることができ、特に1
ppm以下とするならばBの添加量を5〜10 ppmのよう
に高め得る。
【0020】何れにしても図1において点(A)−
(F)を超えた図表上部の領域は大きな(Ti、V)B2の生
成が認められる部分であって、それによってスクラッチ
の発生原因となる。Bが10 ppmを超えるような条件下
の場合にはAlB2が生成してやはりスクラッチの発生を避
け得ないこととなる。
【0021】Cu:0.02〜0.1wt%、Zn:0.02〜0.5
wt%、Cr:0.02〜0.15wt%。Cu、Zn、Crは、鏡面加
工後にNiP メッキする場合、特に前処理のZnメッキ層の
密着性を向上させ平滑に仕上がるる作用を有し、下限値
未満ではその効果が乏しく、一方上限値を超えるとCuで
はAl−Mg−Cu系の析出物が結晶粒界に多数析出し、メッ
キ前処理時の表面粗度が大きく、不均一となり、Znでは
メッキ前処理時による表面粗度が大きく、また不均一と
なり、CrではAl−Cr系の非常に硬い巨大な金属間化合物
が晶出し、スクラッチの原因となる。
【0022】
【実施例】上記したような本発明の実施態様について先
ず説明すると、本発明は前述したようにB系金属間化合
物が素地に比し硬いためスクラッチやピットを発生して
いたことを知見し、斯かるB系金属間化合物の発生を制
御するもので、このB系金属間化合物の生成原因として
は以下の如くである。 Al地金中に元々含まれてる、 溶解炉、樋、溶湯濾過装置、溶湯脱ガス装置の構成
物質中の硼化物がAl溶湯と接触して還元反応し溶湯中に
溶出して溶湯中にTi、Vが無い場合にはAlB2として金属
間化合物を生成し、Ti、Vが存在する場合にはTiとVの
存在割合に応じてTiB2、(Ti・V)B2、VB2 を生成する。
【0023】そこで、このB系の金属間化合物のない鏡
面加工仕上げ用のAl基合金を製造するため、本発明では
一般的に溶解炉の耐火材と目地材ならびに溶湯輸送経路
の耐火材と目地材と離型材ならびに溶湯濾過装置と回転
ノズル式連続溶湯脱ガス装置のような構成材の材料成分
については硼化物の組成が0.1%以下とした材料からな
っている溶解鋳造装置を用いてB系金属間化合物の生成
を防止するとともに溶湯濾過装置で元地金中に存在して
いたB系金属間化合物を捕捉する。
【0024】即ち溶解炉や樋の耐火材、目地材、および
連続脱ガス装置や溶湯濾過装置の耐火材、鏡板、フィル
ター材等には不純物として、また、バインダーとして硼
素酸化物を主体とした硼化物が含まれる。これらの硼化
物がAlと反応して溶出し、溶湯中でAlおよびTi、Vと結
合してAlB2、TiB2、(Ti・V)B2、VB2 を形成する。上記
の材料の硼化物濃度が高くなるとAlB2、TiB2、(Ti・V)
B2粒子の生成量が増すとともにサイズが大きくなって、
DT(ダイヤモンド研削)仕上げ時のスクラッチ欠陥、
研磨仕上げ時のピンホール、突起等の表面欠陥の原因に
なるので0.1%未満に抑えるものである。
【0025】また、鋳造すべき溶湯中に酸化物介在物、
酸化皮膜、AlB2、TiB2、(Ti・V)B2粒子が含まれている
ため、ポーラスチューブフィルター、または、ベッドフ
ィルターでそれらの欠陥原因物質を濾過することが必要
である。このような濾過に用いられるポーラスチューブ
フィルターの場合、濾過層の厚みが20mm程度と薄く濾
過が表面で行われるため濾過のフィルターの平均気孔径
よりも濾過の速度が重要となる。上記の欠陥原因物質を
欠陥の発生が起らないまで捕捉するためにはフィルター
の平均気孔径が350μm 以下であれば充分で、150
μm 以下とするとフィルターを濡らすことが困難となる
と同時にフィルターの寿命が短くなってコスト的に合わ
なくなる。溶湯の濾過速度は5g/cm2 /min 以上の条
件で濾過すると捕捉物質の流出が生ずるので5g/cm2
/min 以下とする。
【0026】さらに、セラミック粒子のベッドフィルタ
ーの場合、フィルターベッド層を200mm以上に厚くで
きるためポーラスチューブフィルターに比べ濾過速度を
速くできる。ベッド層の構成はセラミック粒子の固定保
持、整流効果を得るためにサイズが異なる少なくとも3
層とする必要がある。そのうち最も細かなスクラッチ原
因物質を捕捉するための粒子層は粒子の保持のため中間
部に位置することが必要である。その粒子サイズは5mm
以下であれば充分で、2mm以下とすると粒子の固定保持
が不十分となって粒子が動いてしまい捕捉粒子の流出が
生ずるので2mmまでとする。その厚みは欠陥原因物質を
捕捉するために30mmあれば充分で、150mm以上では
固定保持が不十分となって粒子が動いてしまい捕捉物質
が流出するので150mmまでとする。全体のベッド層の
厚みは200mmあれば欠陥原因物質の捕捉には充分であ
り、400mm以上とすると濾過装置が大きくなって経済
的に不利となる。溶湯の濾過速度は欠陥原因物質を捕捉
するために遅くする必要があるが20g/cm2 /min 以
下であれば充分である。
【0027】本発明によるものの具体的な製造例および
その比較例について説明すると、次の表1の如くであ
る。
【0028】なお試料の調整は次の方法によった。即ち
水冷式半連続鋳造法で鋳塊(406×1110mm)を
得、得られた鋳塊は表面を面削した後、均質化加熱を行
い、熱間圧延と冷間圧延で2mm厚みの板にした。この板
を打ち抜いてブランクディスクを作製した。ブランクデ
ィスクはダイヤモンド研削で鏡面に加工仕上げしてスク
ラッチ欠陥の検査を行った。また表面欠陥検査は荒研削
の後、ポリッシュによる鏡面加工仕上げを行い、光干渉
式平面検査器で表面のピンホールや突起異物の検査を行
った。
【0029】
【表1】
【0030】なお前記した表1のものの濾過条件を要約
して示すと次の表2の如くである。
【0031】
【表2】
【0032】即ち本発明によるものは何れもスクラッチ
がなく、またポリッシュ仕上げして表面欠陥のないもの
として得られているのに対し、比較例によるものはスク
ラッチの発生が殆んどあり、またポリッシュ仕上げの表
面欠陥が認められ、スクラッチの発生がない比較例Jの
ものはポリッシュ仕上の表面欠陥は43個/面と非常に
高いものであった。
【0033】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
鏡面仕上げしてスクラッチやピットまたは突起その他の
欠陥のない適切な製品を確実に得しめることができ、そ
れによって近時における高度化した磁気的、光学的部材
として好ましい特性をもった各種部体を的確に提供し
得、しかも、不純物又は有意元素としてTi、Vが含有さ
れ、(Ti+V)濃度が高いような合金でも、上述のよう
に利用可能となることは技術的、経済的に有利であるか
ら工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるAl−Mg合金についての(Ti+V)
濃度とB濃度との関係でスクラッチなしの範囲を要約し
て示した図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 安夫 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 江上 泰 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 望月 省吾 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 佐藤 京司 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 橋本 義介 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本軽 金属株式会社蒲原製造所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mgを3〜6wt%含有し、不純物としてFe
    が0.035wt%未満、Siが0.035wt%未満で且つTi+
    VとBが図1に示すA、B、C、D、E、F、Gの範囲
    内であり、残部がAlおよび不可避的不純物であることを
    特徴とした鏡面加工用Al−Mg合金。
  2. 【請求項2】 Bが5 ppm未満であることを特徴とした
    請求項1に記載の鏡面加工用Al−Mg合金。
  3. 【請求項3】 更にCuを0.02〜0.1wt%、Znを0.02
    〜0.5wt%、Crを0.02〜0.15wt%の何れか1種また
    は2種以上を含有する請求項1または2に記載の鏡面加
    工用Al−Mg合金。
JP20014192A 1992-07-06 1992-07-06 鏡面加工用Al−Mg合金 Pending JPH0625785A (ja)

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WO2016047138A1 (ja) * 2014-09-27 2016-03-31 株式会社Uacj 磁気ディスク基板用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、磁気ディスクの製造方法

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