JPH0744864A - 磁気ディスク用チタン製基板の製造方法 - Google Patents

磁気ディスク用チタン製基板の製造方法

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JPH0744864A
JPH0744864A JP5190193A JP19019393A JPH0744864A JP H0744864 A JPH0744864 A JP H0744864A JP 5190193 A JP5190193 A JP 5190193A JP 19019393 A JP19019393 A JP 19019393A JP H0744864 A JPH0744864 A JP H0744864A
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JP
Japan
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substrate
titanium substrate
polishing
flatness
rough polishing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5190193A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Kohama
達也 小浜
Hiroyoshi Suenaga
博義 末永
Toshio Sakiyama
利夫 崎山
Shuichi Hirata
修一 平田
Masaki Omura
雅紀 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気ディスク基板として用いる平坦
度に優れたチタン製基板の製造方法を目的とする。 【構成】 一次粗研磨したチタン製基板を用意し、この
基板を下式により与えられる時間加熱処理し、その後二
次粗研磨する方法である。 t≧−0.016T+10.6 但し、t:加熱時間(時間)、T:加熱時間で350〜
880℃ また、二次粗研磨では、チタン製基板両面表層の残留応
力差を50MPa以下とするように研磨する方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク用基板と
して用いられる平坦度に優れたチタン製基板に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク用の基板材料としては、非
磁性であり、軽量かつ高強度の材料が適しており、現在
最も一般的に用いられている材料は、アルミ−マグネシ
ウム合金である。しかし、より小型で、記憶容量が大き
い磁気ディスクが要求されているため、その基板として
新しい材料が求められている。現在種々の材料が候補と
して上げられているが、その中の一つにチタン製基板が
ある。
【0003】磁気ディスク用チタン製基板の製造工程
は、板状チタンを用意し、これからドーナツ状円板を打
ち抜き加工し、歪取り熱間矯正後、精密切削加工、粗研
磨、メッキ処理、及び最終加工としてポリッシュ加工が
行われる。ここで、打ち抜き後の熱間矯正方法について
は、例えば特開平2−205204号公報、特開平3−
018425号公報、特開平03−230814号公報
等により知られている。
【0004】しかし、熱間矯正によってディスクの平坦
度を確保しても、旋盤等による精密切削加工、及び粗研
磨工程によるディスク表層の残留応力によって、平坦度
が劣化してしまう場合がある。特に、難加工材であるチ
タンの場合、粗研磨工程での加工荷重を、従来のアルミ
合金に比べてかなり高くしなければならず、粗研磨工程
後のディスク表層の残留応力は大きくなり、これによる
ディスクの平坦度の劣化が問題となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁気ディス
ク用基板としての平坦度に優れたチタン製基板の製造方
法を提供することを目的とする。ここで、チタン製基板
とは、純チタン、及び各種チタン合金製の基板を含む。
【0006】近年のハードディスクの小径化により、平
坦度に対する要求も厳しくなっており、直線長さ100
mmあたりの最大変位量(例えば反り)が10μm以下
という極めて高度の平坦度が要求されている。その理由
はチタン製基板と磁気ヘッドとの距離を一定に保持する
必要があるためである。
【0007】そこで、打ち抜き後の熱間矯正方法(例え
ば、上記特開平3−230814号公報等)によって確
保された平坦度を、最終仕上げ加工後まで保つ必要があ
るが、前述した粗研磨工程によるディスク表層の残留応
力によって、ディスクの平坦度の劣化が生ずる場合があ
り、大きな問題となる。しかし、加工中のディスクの平
坦度の劣化を防止する有効な対策は開発されていないの
が現状である。
【0008】なお、アルミ合金製磁気ディスク用基板に
関しては、粗研磨等の中間表面加工中に加熱処理を加え
る工程を含む製造方法が特開平2−121118号公報
において提案されているが、ここに記述されている方法
は、アルミ合金基板の最終鏡面仕上げ後に、基板表面に
成膜される磁性膜のふくれを防止するためのものであ
り、、材料物性の違いのため、この方法はチタン製基板
の平坦度を回復させるための方法としては適用できな
い。本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、まずディ
スク基板加工中の平坦度の劣化が生ずる現象の原因の究
明に努め、種々研究した結果、粗研磨過程でディスク基
板の表層両面に生じる残留応力の差が特定の値を超える
場合に、熱間矯正によって確保されたディスク基板の平
坦度を劣化させることを見い出した。上記粗研磨過程に
は一次粗研磨と二次粗研磨があり、この残留応力を除去
するための方法として、上記一次粗研磨と二次粗研磨の
中間において、適当な温度、及び、その温度に対して適
正な時間の加熱処理を施すことによって、基板表層の残
留応力を開放し、熱間矯正によって得られた平坦度を再
現することができることを見い出した。さらに、この加
熱処理後基板の二次粗研磨を継続して行う場合、研磨時
の加工荷重に制限を加えることで、上記の加熱処理によ
って回復した平坦度を劣化させることなく、加工できる
ことを見い出した。
【0010】上記残留応力を開放し、平坦度を回復させ
るための具体的な手段を、以下に述べる。 (1)請求項1の発明は下記の工程を備えた磁気ディス
ク用チタン製基板の製造方法である。 (a)一次粗研磨したチタン製基板を用意する工程と、 (b)前記チタン製基板を下式により規定される時間
(但し最小時間は5分)加熱処理する工程と、 t≧−0.016T+10.6 但し、t:加熱時間(時間)、T:加熱温度(℃)で3
50〜880℃である。 (c)前記加熱処理したチタン製基板を二次粗研磨する
工程。
【0011】(2)請求項2の発明は、前記二次粗研磨
工程において、研磨加工荷重を制御して研磨し、チタン
製基板両面表層の残留応力差が50MPa以下とする請
求項1に記載した磁気ディスク用チタン製基板の製造方
法である。
【0012】
【作用】素材となるチタン製基板は、一次粗研磨された
基板である。この基板は板状チタンからドーナツ状円板
を打ち抜き加工し、歪取り熱間矯正後、精密切削加工を
行ない一次粗研磨された基板である。ここで言う一次粗
研磨工程とは、ディスク基板の減厚を行うための砥粒番
手の小さい(砥粒径の大きい)砥石、あるいは、上記砥
粒を用い比較的面圧を高くしたラッピングによる研磨工
程である。
【0013】二次粗研磨とは、めっき処理に先行する砥
粒径の小さいものを用いた砥石研磨及びラッピング研磨
工程を指す。なお、仕上げ研磨とは、チタン製基板をめ
っきした後におけるポリッシュ加工をいうものとする。
【0014】上記一次粗研磨におけるラッピング研磨に
おいては、例えば硬い鋳鉄定盤に一定の比較的高い面
圧、例えば200g/cm2 をかけて砥粒を用いて研磨
する。そのため、基板表面に残留応力が発生し、この残
留応力により基板の平坦度が劣化する。そこで、上記残
留応力を開放するため、以下に述べる様な加熱処理を行
う。この加熱処理の温度が350℃未満では十分な平坦
度の回復効果が得られない。
【0015】一方、チタンの相変態(α→β)温度は8
82℃であるため、加熱温度が880℃を超える場合に
は相変態の伴う平坦度の劣化が起こり、上記の目的が達
成できない。そこで、加熱処理温度範囲は、350〜8
80℃とする。
【0016】次に、加熱処理の時間については、平坦度
回復の効果を十分に得るという観点から下記に示した式
で表わされる範囲であり、この範囲を図1に示した。 t≧−0.016T+10.6 但し、t:加熱時間(時間)、T:加熱温度(℃)で3
50〜880℃である。ただし、処理時間の下限につい
ては、ディスク全体の温度を均一にするため、最低均熱
時間は5分必要である。上限については特に限定はしな
いが、平坦度回復の効果と、コストを考慮し20時間以
内とするのが望ましい。
【0017】上記加熱処理後の二次粗研磨の条件につい
ては、上記加熱処理によって回復した平坦度を再び劣化
させることのないよう、加工後のディスク表層両面に残
留する残留応力の差が、50MPa以下となるような加
工荷重とすることが必要である。この二次研磨は前述の
とおり、めっき処理に先行する砥粒径の小さいものを用
いた砥石研磨及びラッピング研磨工程を指すが、残留応
力の差が、50MPa以下となるような加工荷重とする
ためにはラッピング研磨における加工荷重は100g/
cm2 以下とすることが望ましい。
【0018】純チタンの降伏応力は274MPaである
ため、原理的にはこの値以下の残留応力であれば、ディ
スクに変形を与えることはないように考えられるが、実
際には降伏応力以下であっても、ディスク基板としての
仕様を満たしえない平坦度の値を示す場合、ディスク基
板として使用することはできない。よって、残留応力と
平坦度を種々検討した結果、加工方法によらず加工後の
ディスク両面の残留応力の差が50MPa以下であれ
ば、前述の平坦度、即ち100mmあたり10μm以下
とすることができる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の、実施例を示す。 実施例1 CP2種純チタンの厚さ0.51mmの冷延板よりディ
スクを打ち抜き、直径1.89インチ、最終仕上げ厚さ
0.381mmとしたディスクでは、600℃、5時間
の条件で熱間矯正を施し、その平坦度を5μm以下とし
たものを加工原板として用いた。上記原板を、一次粗研
磨のラッピングによる研磨で60μm減厚し、さらに砥
石研磨によって、40μmの研磨を行った。この段階
で、一度平坦度の測定を行い、それらのディスクを大気
中で電気抵抗加熱炉で加熱処理し、加熱処理後にディス
ク表層の酸化スケールを除去する程度の研磨を行ってか
ら、平坦度の測定を行い、加熱処理前後でのディスクの
平坦度の変化を調べた。
【0020】表1にその結果を示す。表1で、×:平坦
度が5μmを超えた場合、○:平坦度が5μm以下の場
合である。なお、1.89インチディスクに要求される
平坦度は通常5μm以下である。ここで、一次粗研磨後
のディスク基板の平坦度は、ほとんどが、10μmある
いはそれ以上の値となっていた。表1の結果より、加熱
処理の温度が高いほど、また、処理時間が長いほどディ
スク基板の平坦度は良くなっている。この結果より、加
熱処理の温度、及び時間の関係として適切な範囲は図1
に示した範囲であり、請求項1に示した式で表わされる
範囲となる。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 CP2種純チタンの厚さ0.51mmの冷延板よりディ
スクを打ち抜き、直径1.89インチ、最終仕上げ厚さ
0.381mmとしたディスクでは、600℃、5時間
の条件で熱間矯正を施し、その平坦度を5μm以下とし
たものを加工原板として用いた。上記原板を、一次粗研
磨のラッピングによる研磨で60μm減厚したものを用
いて、500℃3時間の加熱処理後、さらに、2次粗研
磨はラッピング及び砥石研磨によって、10μmの研磨
を行った。これらのディスクについて、X線回折法(傾
斜法によるsin2 Ψ−2θダイアグラム)により、デ
ィスク基板上に残留する加工歪みの測定を行った。
【0023】具体的には、最表層の応力測定に対して障
害となる部分を除去するため、上記サンプルを適当なエ
ッチング液を用いて約5μmエッチングを施した後、X
線回折法によって、ディスク両面の残留応力測定を行っ
た。その結果を表2に示す。表2より、ラッピング加工
時の加工荷重が、100g/cm2 を超える場合、加工
後のディスクの平坦度は劣化する。
【0024】一方、ラッピングまで同じ工程を行ったも
のを、砥石研磨した場合(サンプル8〜12)、その残
留応力差の値、及びディスクの平坦度は、同条件でのラ
ッピング後の値とほぼ同じであり、砥石研磨によっては
チタン基板に変形を与えるような、大きな残留応力差が
発生しないことがわかる。砥石研磨においては、砥粒を
スポンジに分散しこのスポンジにより研磨をしたためチ
タン基板にかかる荷重は少ないからである。 表2か
ら、ラッピングにおける加工荷重が100g/cm2
下の場合には、平坦度は5μm以下であり、良好であっ
た。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明の方法を用いることによって、一
次粗研磨加工時に発生したディスクの変形を除去し、平
坦度の優れたハードディスク用チタン製基板を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加熱処理の温度及び時間の関係を示す
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 修一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程を備えた磁気ディスク用チタ
    ン製基板の製造方法。 (a)一次粗研磨したチタン製基板を用意する工程と、 (b)前記チタン製基板を下式により規定される時間
    (但し最小時間は5分)加熱処理する工程と、 t≧−0.016T+10.6 但し、t:加熱時間(時間)、T:加熱温度(℃)で3
    50〜880℃である。 (c)前記加熱処理したチタン製基板を二次粗研磨する
    工程。
  2. 【請求項2】 前記二次粗研磨工程において、研磨加工
    荷重を制御して研磨し、チタン製基板両面の表層残留応
    力差が50MPa以下とする請求項1に記載した磁気デ
    ィスク用チタン製基板の製造方法。
JP5190193A 1993-07-30 1993-07-30 磁気ディスク用チタン製基板の製造方法 Pending JPH0744864A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025150557A1 (ja) * 2024-01-11 2025-07-17 株式会社Uacj 磁気ディスク用ディスクブランク及び磁気ディスク

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WO2025150557A1 (ja) * 2024-01-11 2025-07-17 株式会社Uacj 磁気ディスク用ディスクブランク及び磁気ディスク

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