JPH0630150B2 - 金属製デイスクの歪矯正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属製ディスクの歪矯正方法に係り、特にアル
ミニウム合金の磁気ディスク基盤の製造に好適な歪矯正
方法に関する。

（従来の技術） ドーナツ状の円盤に加工されたアルミニウム又はアルミ
ニウム合金等の金属製ディスクは、圧延された所定寸法
の元板あら打抜きなどによって製造されるが、製品とす
る前に熱処理及び歪矯正を行って平坦の良好な状態にす
る必要がある。

例えば、コンピュータ用磁気ディスクは少なくとも１０
年以上の寿命が要求されるが、この間、基盤形状の経時
変化が生じるのを防止する目的で圧延加工組織を再結晶
組織に変化させるために焼鈍が施される。しかし、焼鈍
状態のままでは平坦度が良くなく、記録密度を増加させ
るために必要なヘッド浮上高さが大きくなってしまうた
め、歪矯正が行われ、歪の小さなより平坦度の良好な基
盤にすることが要求される。

従来、そのための歪矯正方法としては、鉄製の定盤上に
歪矯正すべき金属製ディスクを複数枚積み重ね、上方か
ら１００〜２０００kgの荷重を負荷した状態で、これら
全体を加熱炉に挿入して加熱する方法が一般適であり、
また加熱手段として該誘導加熱を利用する方法（特開昭
６０−９９４３１号）もある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、これらの方法はいずれも加圧状態で加熱する歪
矯正であるため、次のような問題があった。

平坦度の優れた高精度の表面形状を有する金属製ディ
スクを製造するには、このディスクの目標平坦度と同等
以上の優れた平坦度で且つディスクと同じ材質のスペー
サー（保持体）を使用する必要があるが、使用毎にスペ
ーサーの平坦度が低下するため、高精度のディスク基盤
を得るべく毎回スペーサー表面を切削加工したり、或い
は研削加工を行って新しい面を出す必要があった。特に
極めて高精度の表面形状が要求される磁気ディスク基盤
の場合、アルミニウム合金製であり、したがってスペー
サーもアルミニウムを使用するので、上記傾向が著し
い。

スペーサーとしてアルミニウムに代え、耐熱性の高い
熱間工具鋼やセラミックを用いた場合、スペーサーの平
坦度の低下は小さく、特にセラミック製スペーサーは平
坦度の低下が殆ど無視できる程度であるので、頻繁に表
面の面出し加工は必要としない。しかし、いずれも熱膨
張率がアルミニウムと大きく異なっていることから、ア
ルミニウム合金製磁気ディスク基盤の歪矯正に使用する
と、優れた歪矯正効果が得られず、実用が不可能であ
る。

加熱冷却１０数時間の如く長時間を要する結果、加圧
状態の時間が長くなってディスク基盤同志が密着してし
まい。冷却後にディスク基盤を１枚ずつ剥離するに際
し、手間を要するばかりでなく、剥離作業の際にディス
ク基盤の平坦度を悪化させることになる。

重しや鉄製定盤などの歪矯正焼鈍用治具もディスク基
盤と一緒に加熱炉に装入することになるので、ディスク
基盤のみを加熱する場合に比べ、熱容量や嵩が大きくな
る結果、加熱冷却に長時間を必要とし、そのため炉エネ
ルギー所要量が大きく、炉単位容積当りの生産性が低
い。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、平坦度の優れた高精度の表面形状を
有する金属製ディスクを剥離の問題もなく且つ短時間に
製造し得る歪矯正方法を提供することを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、スペーサーの材
質に関係なく剥離が容易で、しかも平坦度を向上し得る
歪矯正方法について研究を重ねた結果、従来法では金属
製ディスクとスペーサーの加熱時期が同時であるために
加熱時間が長くなって剥離難となり、また熱膨張率の違
いによる歪矯正効果が低下することを究明するに至り、
その対策として、加圧前に予め金属製ディスクを所要温
度に加熱しておくことにより可能であることを見い出
し、本発明をなしたものである。

すなわち、本発明に係る金属製ディスクの歪矯正方法
は、ドーナツ状の円盤に加工された金属製ディスクを予
め加熱した後、該加熱ディスクの１枚乃至互いの中心が
ずれないように積み重ねた複数枚を、該ディスクと同程
度の温度に加熱された保持体を用いて加圧することを特
徴とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

前述の如く、金属製ディスク基盤は圧延及び打抜き加工
によりドーナツ状の円盤に加工されて製造されるが、そ
の際に生じた残留応力は加工後高温に、一般的には再結
晶温度以上の高温に加熱することによって除去される。
しかし、このままでは平坦な表面形状が得られないた
め、荷重を負荷して塑性変形させ、保持体（スペーサ
ー）の基準面と対応する平坦度を得ることによって歪矯
正が行われるのである。しかし、特に保持体の材質が金
属製ディスクの材質と相違し、熱膨張率が大きく異なる
場合、加圧下でディスク基盤と保持体とが互いに拘束し
た状態にて加熱冷却すると、熱歪が発生し、良好な歪矯
正効果が得られない。

この点、本発明法においては、適宜加熱手段により金属
製ディスクを予め加熱した後、このディスク基盤と同程
度の温度に保持された保持体を用いて加圧することによ
り歪矯正するので、熱膨張率が大きく異なる異材質の保
持体を使用しても、ディスク材質と同じ材質の保持体を
使用した場合と同等の良好な歪矯正効果を得ることがで
きる。

したがって、極めて厳しい平坦度が要求されるアルミニ
ウム合金製磁気ディスク基盤の歪矯正に際しても、アル
ミニウム合金製保持体に比較して耐熱性に優れ、硬度が
高く、寿命の長い工具鋼やセラミック製の保持体を使用
することが可能である。更に、加圧時間が数分程度の短
時間で十分であるので、ディスク基盤同志或いはディス
ク基盤と保持体との密着力が弱く、加圧後の剥離が極め
て容易であるため、従来のような剥離時の平坦度の悪化
を防止することもできる。

なお、本発明において保持体とは、加圧装置における加
圧手段とディスク基盤との間に装入するスペーサーを意
味するものである。

ディスク基盤を予め加熱する手段としては、通常は加熱
炉を用いるが、誘導加熱、赤外線加熱等々の他の適宜手
段を使用してもよい。加熱温度は金属製ディスクの材質
に応じた歪除去可能な適宜温度とする。

また、加圧手段としては、通常はホットプレスを用いる
が、熱板を使用しない通常のプレス等々を用いることが
できる。ホットプレスの場合、熱板により予め保持体を
加熱しておくことができるので、好都合であるが、通常
のプレス等々のように特に加熱手段を備えていない加圧
装置の場合には、保持体を適宜加熱手段にて予め加熱し
ておき、ディスク基盤の装着と共に装入する。

また、保持体の材質は特に制限しなくとも、歪矯正効果
が得られる。保持体の加熱温度は、ディスク基盤の加熱
温度と同じ温度が好ましいが、その温度差が２０℃以内
であれば許容される。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） ＪＩＳ５０８６アルミニウム合金の圧延板から打抜き加
工によって外径１３０mm、内経４０mm、板厚2.0mmのド
ーナツ状の円盤を製造し、焼鈍を施して磁気ディスク用
基盤とした。

次いで、このディスク基盤１００枚を互いに中心がずれ
ないようにトレイに積み重ね、炉内雰囲気温度を所定の
３３０℃に昇温してあるトンネル型熱風循環式加熱炉に
装入し、３３０℃×２hrの加熱を行った後、炉より抽出
し、直ちにホットプレス内に移送した。なお、トレイは
押出し式に炉内を移動させ、抽出時のディスク基盤の実
体温度が３３０℃になるようにトレイの抽出サイクルを
コントロールした。

ホットプレスは、３３０℃の熱板を有するプレスで加熱
炉出口に隣接して載置しておき、熱板は電気抵抗発熱体
で加熱し、埋込んだ熱電対により熱板温度を計測し、温
度コントロールを行った。また、スペーサーとしては、
アルミ製又はセラミック製で各種平坦度のものを予めプ
レス内の熱板上にセットしておいた。

加熱炉のトレイから抽出したディスク基盤積み重ね体を
ホットプレスに速やかに装入するため、第１図に示す要
領で移送した。まず、トレイ１とホットプレス熱板上の
歪矯正用スペーサー２の水平位置を高さ調整用治具３を
用いて同一レベルに調整しておき、トレイ上のディスク
基盤４をアーム（移動用兼ずれ調整用治具）５を用いて
スペーサー上に移すと共に、スペーサー上に積み付けた
ディスク基盤４の互のずれが１mm以下になるように調整
した。

ホットプレスによる加圧条件は第１表に示す荷重及び加
圧時間とした。加圧後、ディスク基盤積み重ね体をスペ
ーサー上から取り出し、各ディスク基盤を１枚ずつ剥離
した。

比較のため、第１表に示すように、同一の加熱炉を用い
て同じ要領でディスク基盤を加熱し、各種材質のスペー
サーを加熱することなく、重しによる加圧方法、スプリ
ングによる加圧方法又はボルトナットを用いた締め付け
による加圧方法により加圧した。また他の方法としてホ
ットプレスを使用して加圧したまま加熱を行った。

上記各種歪矯正方法で処理した後、ディスク基盤同志の
密着性並びにディスク基盤の平坦度を調べた。その結果
は第１表に示すとうりであり、本発明例No.７〜１３は
いずれもディスク基盤の平坦度がスペーサーの材質に左
右されずにスペーサー平坦度にしたがって平坦度を有
し、しかもディスク基盤の剥離が極めて容易であった。

一方、ホットプレスで加圧したまま加熱を行った比較例
No.１４、１５はスペーサーの平坦度が良好であるにも
拘わらずディスク基盤同志が密着してしまい、ディスク
基盤の平坦度は悪化していた。また、ホットプレスを使
用しないで他の加圧方法で歪矯正した従来例No.１〜
６、１６、１７はディスク基盤同志の密着が強く及び／
又はディスク基盤の平坦度が悪く、歪矯正効果が得られ
ていない。

また、上記実施例の変形例として、プレス本体とスペー
サーとの間にアスベスト等の断熱材を装入し、スペーサ
ーからプレス本体への伝熱を抑える態様のプレス、すな
わち熱板を使用しない通常のプレスを用いたところ、同
様の好結果が得られた。

また、加熱炉加熱に代えて誘導加熱、赤外線加熱を行っ
たところ、熱処理−歪矯正処理を極めて短時間で実施す
ることができ、ディスク基盤の剥離が容易で且つその平
坦度も優れていた。

なお、上記実施例ではアルミニウム合金製ディスクの場
合について示したが、他の材質の金属製ディスクにも同
様に適用できることは云うまでもない。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の歪矯正方法によれば、金
属製ディスクを予め加熱しておき、同程度に加熱された
保持体を用いて加圧するので、以下のような顕著な効果
が得られる。

平坦度の優れた高精度の表面形状を有するディスク基
盤が得られる。

ディスク基盤と異なる材質の保持体を使用でき、また
耐熱性の優れた硬度の高い異材質の保持体を使用できる
ので、毎回使用する毎に保持体の面出し加工が不要とな
り、経済的である。

短時間の加圧でよいので、ディスク基盤同志の密着性
が著減して剥離が容易となり、剥離に伴う平坦度の悪化
も防止できる。

加圧手段としてホットプレスや通常のプレス等を利用
できるので、歪矯正工程の自動化が可能となる。

熱処理炉等の加熱手段のエネルギー消費量が著減し、
生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における加熱されたディスク
基盤をホットプレス内のスペーサー上に移行する状況を
示す斜視図である。 １……トレイ、２……スペーサー、３……高さ調整用治
具、４……ディスク基盤、５……アーム。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドーナツ状の円盤に加工された金属製ディ
   スクを予め加熱した後、該加熱ディスクの１枚乃至互い
   の中心がずれないように積み重ねた複数枚を、該ディス
   クと同程度の温度に加熱された保持体を用いて加圧する
   ことを特徴とする金属製ディスクの歪矯正方法。
2. 【請求項２】前記金属製ディスクはアルミニウム又はそ
   の合金である特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】前記保持体はアルミニウム又はその合金、
   セラミックス又は熱間工具鋼のいずれかの材質からなる
   ものである特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】前記保持体の加熱温度は該ディスクとの温
   度差が２０℃以内の温度とする特許請求の範囲第１項又
   は第３項記載の方法。