JPH0685212B2 - 磁気記録材用アルマイト基板の製法 - Google Patents

磁気記録材用アルマイト基板の製法

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JPH0685212B2
JPH0685212B2 JP61035063A JP3506386A JPH0685212B2 JP H0685212 B2 JPH0685212 B2 JP H0685212B2 JP 61035063 A JP61035063 A JP 61035063A JP 3506386 A JP3506386 A JP 3506386A JP H0685212 B2 JPH0685212 B2 JP H0685212B2
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寛 飯沼
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 薄膜を媒体とする高磁気記録密度磁気ディスクの基板と
して用いられるアルマイト処理したアルミニウム基板の
製法に関する。
従来の技術 高記録密度用の磁気ディスク基板等磁気記録媒体基板に
はアルミニウム合金材表面にアルマイト皮膜層を形成さ
せたいわゆるアルマイト基板が用いられる。
このように高記録密度の磁気記録材用としてアルマイト
基板が用いられる理由はアルマイト皮膜は硬質で耐摩耗
性に富み,また研摩性が良好で,高精度の平滑面が得ら
れ易く,従つてその表面に容易に薄膜の磁性膜を形成す
ることができるからである。
先に,本発明者らはこのようなアルマイト基板として高
純度のアルミニウムに2〜6%程度のマグネシウムを含
有させめた合金材の表面にクロム酸アルマイトを形成し
たものを用いることを提案した(特開昭59−180832)。
従来は,一般のAl−2〜6%Mg合金に,硫酸アルマイト
皮膜を形成したものを用いていたためにアルマイト基板
には次のような欠点があつて,磁気記録材の高記録密度
化の妨げになつていた。
即ち,その一つの黒点欠陥といわれる微小ピット状の皮
膜欠陥であつて,皮膜層にこの種の欠陥があるとこれが
磁性膜形成に際して磁性膜の陥没部となつて,使用時の
信号エラーの原因となるので,可及的にその数を少な
く,しかもその大きさを少くとも3μm以下に抑えるこ
とが望まれる。
また,もう一つの欠点は高密度磁気記録材を得る場合に
アルマイト基板上にα−Fe3O4をスパッタその他適宜の
方法により披着させて300〜400℃の温度に加熱しγ−Fe
2O3化する方法が採られるが,このような高温の加熱を
行つた場合,アルマイト皮膜に亀裂を生じ製品不良とな
ることであつて,このような亀裂発生を避けるためには
アルマイト皮膜層を3μm以下の薄膜にしなければなら
ないが,このように極端に薄肉の皮膜を形成したアルマ
イト基板を磁気ディスク基板として使用した場合,皮膜
の耐圧強度が劣化するためにCSS耐久性が低下するとい
う問題を生ずる。基板上に形成されるアルマイト皮膜層
に生じる黒点欠陥はアルミニウム合金中に含まれる鉄,
珪素,マンガン,クロムその他の不純物に基づいて晶出
する金属間化合物,例えば,FeAl3,MnAl6,NiAl3,β−(A
l−Fe−Si)等が合金材表面に介在すると,その部分が
これらの介在物粒子の粒径に応じた大きさの皮膜欠落部
となつてピット状欠陥を生ずるので,可及的に介在物の
数を減少させ,またその粒径を減少させる必要がある。
これに対し基板上に形成したアルマイト皮膜層を従来の
一般的な硫酸法アルマイト皮膜に変えてクロム酸法アル
マイト皮膜とするときは皮膜層におけるピット状欠陥の
発生が大巾に抑制され,しかも磁性膜形成のための熱処
理によつても亀裂発生がない。
これらの知見に基づいて発明された高純度アルミニウム
に2〜6%のマグネシウムを添加した基板にクロム酸ア
ルマイトを施こしたアルマイト基板は黒点欠陥や磁性膜
形成のための熱処理による皮膜の亀裂発生が全く,ある
いは殆んど見られず,またアルマイト皮膜層の厚さを3
μm以上に採ることによつて耐ヘッドクラッシュ性を改
善することができるので高記録密度用の磁気記録材基板
として秀れた性能を有する。
従来技術の問題点 クロム酸アルマイトは,すでに研究されている通り(例
えば佐藤ら,金属表面技術26巻,456頁,(1975))アル
マイトの微細孔が放射状に形成される。そのため,アル
ミニウムとアルマイトとの界面では,多数の微細孔が集
合したコロニーを形成し,クロム酸アルマイト独特の外
観を呈する。図2にクロム酸アルマイトの断面構造を示
めす。これをアルマイト表面より光学顕微鏡で観察する
とコロニー構造が泡の集合の様に見られる。
このコロニー構造の中に時に著しく大きなコロニー,即
ち粗大コロニーが形成されることが見出された。図3に
従来アルミ合金基板でのアルマイト表面から光学顕微鏡
で見たアルマイトの平面構造を示めし、粗大コロニーが
存在することが判る。粗大コロニーは細孔が優先的に成
長した結果である。従つて,粗大コロニー部の細孔には
多くの電流が流れ浴温の上昇により,皮膜の劣化が進む
と考えられる。(佐藤らによると細孔が長く続く程孔径
が大きくなると言われている。(金属表面技術26巻,456
頁(1975)) 前記の事から,粗大コロニー部の皮膜は周辺部に較べて
若干柔らかく,研磨時に微小なる凹みとなつて,アルマ
イト面に磁性体を形成したときその部分で記録再生特性
に悪影響を及ぼすピークシフトを生ずることとなり,磁
気ディスクとしての重大な欠陥であるビットエラーを生
ずることとなる。
アルミ基板の表面に微小な傷があると,その部分に粗大
コロニーが発生しやすいことは知られていたが,微小な
傷がない部分でも発生することに本発明者らは注目し,
広くその発生原因を追求する中で合金成分中の銅の含有
率をある特定値内におさめると前記粗大コロニーの発生
が大巾に減少し,かつ磁気記録媒体を形成させた磁気デ
ィスク基板の表面性能が均一化,安定化することを見い
だして本発明を完成した。
問題点を解決するための手段と作用 本発明は,重量でマグネシウム2〜6%,銅0.002〜0.0
3%を含み,残部アルミニウムおよび不純物からなり,
不純物の含有許容限界量が鉄0.003%,珪素0.005%,亜
鉛0.5%,マンガン0.0005%,クロム0.0005%,ニッケ
ル0.0005%,チタン0.0005%,その他の不純物元素の合
計が0.001%であるアルミニウム合金材であつて,その
表面に厚さ6μm以上のクロム酸を用いてアルマイト皮
膜を形成することを特徴とするものである。
本発明のアルマイト基板においてアルミニウム材として
重量で2〜6%のマグネシウムを含む合金材を用いる理
由は,この合金が磁気ディスク等の磁気記録材基板とし
て要求される強度,平滑度を得やすい上にアルマイト性
が良好であるからである。
マグネシウム量が2%以下では基板材として十分な強度
が得られず,また6%以上では合金鋳造に際して組織中
にβ−Al2Mg3を晶出し,合金材を基板に加工した場合に
粗大な介在物となつて基板の切削性を損なつたり,また
アルマイト皮膜層の形成に際して黒点欠陥の原因となり
易い。
コロニー構造は,クロム酸電解特有の構造であり,クロ
ム酸浴の濃度,温度,アルミニウム濃度やその他の電解
条件の影響を受ける。特に粗大コロニー部は,その影響
を大きく受けて皮膜性能が不均一になつたものと考えら
れるが,銅を特定量添加することによつて,コロニー構
造が微細かつ不明瞭になるとともに,粗大コロニーの数
が大巾に減少し,アルマイト処理磁気ディスク基板の表
面性能を均一化,安定化させるものである。図1に本発
明のアルマイト基板のアルマイト表面から光学顕微鏡で
見たアルマイトの平面構造を示めし、粗大コロニーが殆
んど存在しないことが判る。
添加する銅の量は,0.002〜0.03%が好ましい。0.002%
以下では磁気ディスクのビットエラーに結びつくとみら
れる径が7μm以上の粗大コロニーが発生するようにな
り好ましくなく,また0.03%を越えるとアルマイト皮膜
の硬度が低下し,磁気ディスクとして必要な性能を満さ
なくなるので好ましくない。図4に銅の添加量とクロム
酸アルマイトの微小ヴィッカース硬度との関係を示す。
合金中の不純物元素の許容限界量を鉄0.003%,珪素0.0
05%,マンガン0.0005%,クロム0.0005%,ニッケル0.
0005%,チタン0.0005%と定めた理由は,これらの不純
物元素はアルミニウム地金中に比較的普通に存在する元
素であつて,しかもこれらの不純物元素の存在によつて
鋳造時に晶出する金属間化合物の多くがアルマイト皮膜
形成に際して皮膜欠落部生成の原因となり易い元素であ
るが,それぞれの限界量以下の存在では鋳造時に生成す
る金属間化合物の粒径は極めて微小であつて,従来の硫
酸法アルマイト皮膜においては兎に角として,本発明の
クロム酸法アルマイト皮膜においてはアルマイト皮膜層
における皮膜欠落による3μm以上のピット状欠落を生
ずることがないし,またそれ以下の大きさの欠陥を生ず
るとしても極く僅少であつて,健全な磁性膜形成に影響
を与えることがないからである。
なお,不純物元素中亜鉛はアルミニウム中に大きな固溶
限界を有するので比較的多量に存在しても余り問題にな
らず,0.5%までの含有が許容される。
本発明のアルマイト基板の製法は常法によつて展伸加工
された合金材の表面をダイヤモンドバイト等による精密
旋削仕上げやポリッシュを施して鏡面とした後クロム酸
電解浴を用いて直流電流を施してアルマイト皮膜層を形
成せしめる。
アルマイト処理に際しては通常のクロム酸法において行
われるベンゴウ−スチュアート法でも,定電圧法でもよ
いが,十分な膜厚のアルマイト皮膜層を得るためには定
電圧法の採用が望ましく,また定電圧法採用に当つては
一般に行われる40V程度の電圧よりも高い電圧で処理す
る方が好結果を得やすい。
皮膜厚は6μm以上であることが好ましく,6μm以下で
は十分なCSS耐久性を確保しにくくなる。
実施例 次に本発明合金を実施例に基づいて説明する。
第1表に示す組成A(本発明合金)およびB(比較合
金)そしてC(比較合金)の3種類のアルミニウム−マ
グネシウム合金溶湯を常法に従つてセラミック質フィル
ターで過し,非金属介在物を除去した後,水冷式半連
続鋳造法によつて断面255mm×910mmの鋳塊を作り,これ
を490℃で3時間加熱して均質化処理を施して厚さ8mmま
で熱間圧延し,さらに厚さ2mmまで冷間圧延して,420℃
で4時間の仕上げ焼鈍を施して基板用アルミニウム合金
材を得た。
次いで,上記A,B,C3種類のアルミニウム合金材を粗切削
後,ダイヤモンド・バイトによる精密旋削を行なつた後
クロム酸を用いてアルマイト皮膜形成を行つた。各基板
のアルマイト皮膜厚さは10μmとした。
アルマイト条件は次の通りである。
クロム酸アルマイト条件 クロム酸濃度 10wt% 電圧(定電圧法) 65V 浴温 40℃ 電流密度 0.3A/dm2 前記の条件で得られたアルマイト基板について光学顕微
鏡の視野内(0.355mm2)における粗大コロニー(径が7
μm以上のもの)の数および皮膜硬度を計測し,その結
果を第2表に示す。
第2表から,本発明のアルマイト基板(A)は銅の含有
量を低く抑えた比較合金(B)のアルマイト基板にくら
べて粗大コロニーの発生数が遥かに少なかつた。また,
銅を本発明の添加量以上に含む比較合金(C)にくらべ
て,皮膜硬度が高く磁気ディスク基板として優れた性能
を示していた。
また,前記各アルマイト基板を350℃にて2時間加熱し
たが,いずれも皮膜に亀裂は観察されず,良好な耐熱性
を示した。
発明の効果 本発明のアルマイト基板は,記録再生特性に悪影響を与
える粗大コロニーが少なく,十分な表面硬度を有し,ア
ルマイト皮膜厚さが10μm以上であっても,350℃での加
熱処理で亀裂を発生することが無く,かつCSS耐久性に
優れた高記録密度磁気記録用アルマイト基板として抜群
の性能を有するものである。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明のアルマイト基板のアルマイト表面から光
学顕微鏡で見たときのアルマイトの平面構造を、図2は
クロム酸アルマイトの断面構造を、図3は従来のアルミ
合金基板でのアルマイト表面から光学顕微鏡で見たアル
マイトの平面構造を、また図4は銅の添加量とクロム酸
アルマイトの微小ヴィッカース硬度との関係を示めす。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量でマグネシウム2〜6%,銅0.002〜
    0.03%を含み,残部アルミニウムおよび不純物からな
    り,不純物の含有許容限界量が鉄0.003%,珪素0.005
    %,亜鉛0.5%,マンガン0.0005%,クロム0.0005%,
    ニッケル0.0005%,チタン0.0005%,その他の不純物元
    素の合計が0.001%であるアルニウム合金材であってそ
    の表面に厚さ6μm以上のクロム酸を用いてアルマイト
    皮膜を形成することを特徴とする磁気記録材用アルマイ
    ト基板の製法。
  2. 【請求項2】皮膜層に存在するコロニーの径が7μm以
    下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    磁気記録材用アルマイト基板の製法。
JP61035063A 1986-02-21 1986-02-21 磁気記録材用アルマイト基板の製法 Expired - Lifetime JPH0685212B2 (ja)

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