JPH11315338A - ジンケート処理性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジンケート皮膜にムラを生じることがなく、
めっき・最終研磨後に、ムラが無く均質で欠陥の無い表
面性状が得られ、高密度基板として十分に適用可能な磁
気ディスク基板用アルミニウム合金を提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：０．０３１％以上０．０５０％未
満、Ｍｇ：２．５〜５．５％、Ｚｎ：０．０５％を越え
０．７０％以下、Ｆｅ：０．００７％以上０．０５％未
満を含有し、不純物としてのＳｉを０．０５％以下、Ｔ
ｉを０．０１％以下、Ｂを０．０５％以下に規制し、残
部Ａｌおよび不純物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジンケート処理性
に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金、詳しくは磁
気ディスク基板にＮｉ−Ｐめっきを施す前のジンケート
処理性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータのハードディスクなどに使
用される磁気ディスクは、アルミニウム合金基板の表面
を精密に研磨したのち、ジンケート処理およびＮｉ−Ｐ
めっきなどのめっき処理を施し、さらにめっき面を超精
密研磨により仕上げ、磁気体をスパッタリングすること
により製造される。

【０００３】このような磁気ディスク用アルミニウム合
金基板に要求される特性は、精密研磨または切削後の
表面精度が非常に良好で研磨などにおける加工性が良好
なこと、アルミニウム合金基板全体の平坦度が良好で
あること、めっき処理性およびジンケート処理性が良
好で、めっき後に欠陥やムラが生じないこと、磁気体
の欠陥の原因となる突起や穴が少なく且つ小さいこと、
軽量、非磁性体で、基板作製時の加工、使用中の高速
回転に耐える強度を有することなどである。

【０００４】上記の特性を満足する磁気ディスク用アル
ミニウム合金として、従来４％程度のＭｇを含有するＪ
ＩＳＡ５０８６合金、５０８６合金にＣｕ、Ｚｎを添加
してめっき性を改善したアルミニウム合金が使用され、
実用上かなりの評価を受けている。

【０００５】しかしながら、磁気ディスクの高密度化に
よって、基板の欠陥や平坦度に対する要求は一層厳しく
なり、従来のアルミニウム合金ではその要求を満足させ
ることが次第に難しくなってきており、その要求を満た
すために、従来合金を改良する試みが多く行われてい
る。例えば、Ｃｕ、Ｚｎを添加するとともにＡｌ−Ｆｅ
を主成分とする金属間化合物、Ｍｇ−Ｓｉを主成分とす
る金属間化合物のサイズ、量を規制して、めっき処理後
の欠陥が少なく、平滑なめっき面が得られるアルミニウ
ム合金基板が提案されている。（特開平２−１１１８３
９号公報）

【０００６】０．０５％以下とごく微量のＣｕを添加
し、Ｚｎを０．１〜１．５％に規制し、これらを共存さ
せることにより、めっき表面の均一性と無欠陥性を図っ
たアルミニウム合金基板も提案され（特開平２−１５３
０９４号公報）、めっき付着性の向上、めっき面でのノ
ジュールやマイクロピットの減少を目的として、Ｃｕを
積極的に添加し、金属間化合物の大きさを５μｍ以下に
限定したディスク用アルミニウム合金も提案されてい
る。（特開平２−１５９３４０号公報）

【０００７】さらに、優れた平面性が得られ、且つめっ
き処理後の表面欠陥をなくすことを目的として、Ａｌ−
Ｍｇ合金に、Ｚｎ：０．１０〜０．３０％、Ｃｕ：０．
０５〜０．２０％およびＦｅ：０．０１〜０．１０％を
必須成分として含有させ、製造工程中の中間焼鈍に急速
加熱、急速冷却を適用して磁気ディスク基板用アルミニ
ウム合金板を製造することも提案されている。（特開平
７−３３１３９７号公報）

【０００８】磁気ディスク基板の製造においては、めっ
き処理前に、アルミニウム基板とめっき層との密着性を
高めるためにジンケート処理が行われる。ジンケート処
理が不均一であると、その後のめっき層にムラが生じる
ため、ジンケートを均一に仕上げることがきわめて重要
となる。上記従来のアルミニウム合金基板においては、
ジンケート処理で発生するわずかなムラでも、それがめ
っき研磨後のムラ（不均一）につながることが多く、製
品の品質、歩留り低下の原因となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁気ディス
ク基板にＮｉ−Ｐめっきを施す前のジンケート処理性を
さらに高めるために、上記従来の磁気ディスク基板用ア
ルミニウム合金をベースとして、ジンケート処理性と磁
気ディスク用アルミニウム合金基板の組成との関連性を
多角的な実験により追求した結果としてなされたもので
あり、その目的は、ジンケート処理においてムラを発生
することがなく、めっき処理後、きわめて良好な表面性
状を得ることができるジンケート処理性に優れた磁気デ
ィスク用アルミニウム合金を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明によるジンケート処理性に優れた磁気ディス
ク用アルミニウム合金は、Ａｌ−Ｍｇ合金に、微量のＣ
ｕを添加し、且つ添加量を特定の範囲に正確に制御し、
さらに特定量のＺｎ、Ｆｅを共存させることを基本とす
る。

【００１１】すなわち、本発明の磁気ディスク用アルミ
ニウム合金は、Ｃｕ：０．０３１％以上０．０５０％未
満、Ｍｇ：２．５〜５．５％、Ｚｎ：０．０５％を越え
０．７％以下、Ｆｅ：０．００７％以上０．０５％未満
を含有し、不純物としてのＳｉを０．０５％以下、Ｔｉ
を０．０１％以下、Ｂを０．００５％以下に制限し、残
部Ａｌおよび不純物からなることを第１の特徴とする。

【００１２】また、上記の成分に、さらにＭｎ：０．１
％以下、Ｃｒ：０．１％以下、Ｖ：０．２％以下のうち
の１種以上を含有させること、さらにＢｅ：１〜１００
ｐｐｍを含有させることを第２、第３の特徴とし、Ｃｕ
含有量とＺｎ含有量とが、０．８５％≧Ｚｎ（％）＋５
Ｃｕ（％）≧０．２７％の関係にあることを第４の特徴
とする。

【００１３】さらに、上記の組成を有するアルミニウム
合金であって、該アルミニウム合金のマトリックス中に
存在するＳｉ−Ｏ系非金属化合物の粒径が５μｍ以下で
あることを第５の特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による磁気ディスク用アル
ミニウム合金の成分およびその限定理由について述べる
と、Ｃｕは、ジンケート皮膜の不均一性を改善するよう
機能する成分であり、Ｃｕを含有させることにより、ジ
ンケートの結晶が微細且つ均一に生成する。好ましい含
有量は０．０３１％以上０．０５０％未満で、０．０３
１％未満では、ジンケート皮膜が緻密になり難く改善効
果が小さい。０．０５０％を越えて含有すると、素材の
エッチング速度が大きくなり、ジンケートムラが生じ易
くなる。また素材の耐食性が低下する。

【００１５】Ｍｇは、基板自体の強度を得るために必要
な元素であり、好ましい含有量は、２．５〜５．５％の
範囲である。２．５％未満では研削性が劣化し、また加
工および使用時に強度が不足する。５．５％を越える
と、熱間加工性が低下するとともに、Ｍｇ−Ｓｉ系化合
物が生成して、めっき欠陥が生じ易くなる。強度上から
は３．５％以上が好ましく、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の生成
を抑制する点では５％以下が好ましい。

【００１６】Ｚｎは、Ｃｕと共存させることによりジン
ケート皮膜の不均一さを改善するよう作用する。Ｚｎの
好ましい含有範囲は、０．０５％を越え０．７０％以下
であり、０．０５％以下ではその効果が小さく、０．７
０％を越えると、素材のエッチング速度が大きくなっ
て、ジンケートムラが生じ易くなり、素材自体の耐食性
が劣化する。Ｚｎのさらに好ましい含有量は０．１〜
０．５％の範囲である。

【００１７】本発明においては、ＺｎとＣｕとの共存に
よりジンケート皮膜の均一性が向上するが、この作用は
Ｃｕのほうがより大きいこと、また耐食性の低下に対し
てもＣｕの影響が大きいことを考慮し、耐食性を損なう
ことなくジンケート処理性をさらに効果的に改善し、緻
密で均質なジンケート皮膜を得るためには、Ｃｕ含有量
とＺｎ含有量の関係を、０．８５％≧Ｚｎ（％）＋５Ｃ
ｕ（％）≧０．２７％とすることが好ましい。

【００１８】特定量のＦｅを共存させることにより研削
性が高められ、ジンケート処理の均質性が向上する。好
ましい含有量は、０．００７％以上０．０５％未満の範
囲であり、０．００７％未満ではその効果が十分でな
く、０．０５％以上含有すると、粗大なＡｌ−Ｆｅ系、
Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物が生成して、めっき欠陥が
生じ易くなる。Ｆｅのさらに好ましい含有範囲は０．０
１〜０．５％である。

【００１９】Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖは、これらの元素の１種以
上を添加することにより、結晶粒を均一且つ微細にし、
研削性を向上させる。好ましい含有量は、Ｍｎ：０．１
％以下、Ｃｒ：０．１％以下、Ｖ：０．２％以下の範囲
であり、上限を越えて添加すると、粗大な金属間化合物
が増加して、めっき欠陥が生じ易くなる。

【００２０】Ｂｅは溶湯の酸化を防止して、Ｍｇの含有
量を厳密に管理するのに役立つ。好ましい含有量は１０
０ｐｐｍ以下であり、１００ｐｐｍを越えて含有させて
も、効果が飽和し、それ以上の顕著な改善効果が得られ
ない。

【００２１】本発明においては、アルミニウム合金中の
不純物、とくにＳｉ、Ｔｉ、Ｂを厳密に制限することが
重要である。Ｓｉが０．０５％を越えると粗大なＭｇ−
Ｓｉ系化合物が生成して、めっき欠陥が生じ易くなるか
ら、Ｓｉは０．０５％以下、さらに好ましくは０．０３
％以下に制限する。

【００２２】Ｔｉ、Ｂは、通常、アルミニウム合金の鋳
造組織を微細化するために添加される元素であり、スク
ラップを使用すると不純物として混入することがある。
Ｔｉが０．０１％、Ｂが０．００５％を越えると、粗大
な金属間化合物が増加して、めっき欠陥を生じ易くなる
から、Ｔｉは０．０１％以下、Ｂは０．００５％以下に
制限する。なお、その他の不純物として、Ｚｒ、Ｎｉ、
Ｐｂなどは、０．０２％未満であれば本発明のアルミニ
ウム合金の特性に影響を与えることはない。

【００２３】Ａｌ−Ｍｇ系合金を、常法に従って溶解、
鋳造する場合、炉壁材や離型材の混入に起因して、素材
中にＳｉ−Ｏ系非金属化合物が含有され易く、磁気ディ
スク基板として適用する際、めっき処理後にピットや膨
れなどの表面欠陥を生じる原因となる。素材中にＳｉ−
Ｏ系非金属化合物が含まれないことが最も好ましいが、
素材マトリックス中にＳｉ−Ｏ系非金属化合物が存在す
る場合には、その粒径（長径と短径の平均）を５μｍ以
下にすることが必要である。

【００２４】上記のＳｉ−Ｏ系非金属化合物の制御は、
合金中の成分調整、とくにＭｇ含有量の管理、不純物と
してのＳｉ量の制限、鋳塊の均質化処理条件の調整によ
り行われる。特定組成範囲のアルミニウム合金を適用
し、鋳塊の均質化処理を、窒素ガスや不活性ガスを富化
した空気よりも低い酸素濃度雰囲気中において、調整さ
れた条件で実施することにより、Ｓｉ−Ｏ系非金属化合
物が還元され、微細化される。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す組成を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造に
より造塊し、鋳肌部の表面切削を行った後、５２０℃で
６時間の鋳塊均質化処理を実施した。ついで、４５０℃
の温度で熱間圧延を開始して４ｍｍ厚さまで熱間圧延
し、冷間圧延を経て、厚さ０．８ｍｍの板材とした。

【００２６】この板材から、外径９６ｍｍ、内径２４ｍ
ｍのドーナツ形状の磁気ディスク素材を打ち抜いて、３
５０℃で１時間の焼鈍後、砥石研削を行って表面を仕上
げた。これらの磁気ディスク素材を、市販の溶剤により
脱脂、エッチング処理、デスマット処理し、２回のジン
ケート処理後にＮｉ−Ｐめっきを施し、さらに、仕上げ
研磨により鏡面仕上げを行った。

【００２７】上記の工程を経て作製された磁気ディスク
基板について、研削性（研削のし易さ）を相対評価し、
目視によりジンケート皮膜の状況、めっき・最終研磨後
の表面状況を観察して、これらを相対評価した。また、
最終研磨後の微少欠陥数を測定した。これらの結果を、
素材の硬さとともに表２に示す。

【００２８】表２にみられるように、本発明に従う試験
材Ｎｏ．１〜５は、めっき・最終研磨後にムラを生じる
ことはなく、研磨後の欠陥もほとんど認められない。
（合格レベルの欠陥数は２個／面）なお、試験材Ｎｏ．
３について、ジンケート処理時にわずかなムラが発生し
たが、最終研磨後にはムラを生じることがなかった。

【００２９】

【表１】 《表注》Ｂｅ量はｐｐｍ

【００３０】

【表２】 《表注》研削性：○（良好） ジンケート皮膜状況：○（ムラ無し） △（僅かなムラ有り） 最終研磨後の表面状況：○（ムラ無し）

【００３１】比較例１ 表３に示す組成を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造に
より造塊し、実施例１と同じ工程で処理して、厚さ０．
８ｍｍの板材とし、実施例１と同様に、ドーナツ形状に
打ち抜いて、脱脂、エッチング処理、デスマット処理、
２回のジンケート処理、Ｎｉ−Ｐめっきを行い、仕上げ
研磨により鏡面仕上げした。なお、表３において、本発
明の条件を外れたものには下線を付した。

【００３２】上記の工程を経て作製された磁気ディスク
基板について、実施例１と同様、研削性（研削のし易
さ）を相対評価し、目視によりジンケート皮膜の状況、
めっき・最終研磨後の表面状況を観察して、これらを相
対評価した。また、最終研磨後の微少欠陥数を測定し
た。これらの結果を、素材の硬さとともに表４に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】 《表注》研削性：○（良好）△（ややわるい）×（わるい） ジンケート皮膜状況：○（ムラ無し）△（僅かなムラ有り）×（ムラ有り） 最終研磨後の表面状況：○（ムラ無し）△（僅かなムラ有り）×（ムラ有り）

【００３５】試験材Ｎｏ．８はＦｅ量が多く、試験材Ｎ
ｏ．６、１１、１３、１６および１７は、それぞれ不純
物のＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＴｉとＢおよびＶの含有量が多
いため、粗大な金属間化合物の生成に起因して、めっき
後に多くの微少欠陥が発生した。試験材Ｎｏ．７はＦｅ
含有量が少なく、Ｎｏ．９、１０はＣｕの含有量が適切
でなく、試験材Ｎｏ．１４、１５はＺｎ含有量が適切で
ないため、いずれもジンケート処理においてムラが発生
し、最終研磨後もこのムラが残っている。なお、最終研
磨後にムラが生じたものについては、欠陥検査を行わな
かった。

【００３６】試験材Ｎｏ．７は、Ｆｅの含有量が少ない
ため研削性に問題があり、試験材Ｎｏ．１２は、Ｍｇ量
が少ないため、強度が不十分であり、研削性もわるい。

【００３７】実施例２、比較例２ 表１のＮｏ．４の組成を有するアルミニウム合金をＤＣ
鋳造により造塊し、鋳塊の表面切削を行った後、常法に
従って、５２０℃で６時間の鋳塊均質化処理を実施し
た。ついで、４５０℃の温度で熱間圧延を開始して４ｍ
ｍ厚さまで熱間圧延し、冷間圧延を経て、厚さ０．８ｍ
ｍの板材とした。（試験材Ｎｏ．１８）

【００３８】表１のＮｏ．４の組成を有するアルミニウ
ム合金をＤＣ鋳造により造塊し、鋳塊の表面切削を行っ
た後、窒素ガス富化雰囲気中で、５２０℃で８時間の鋳
塊均質化処理を実施した。ついで、４８０℃の温度で熱
間圧延を開始して４ｍｍ厚さまで熱間圧延し、冷間圧延
を経て、厚さ０．８ｍｍの板材とした。（試験材Ｎｏ．
１９）

【００３９】これらの板材から、外径９６ｍｍ、内径２
４ｍｍのドーナツ形状の磁気ディスク素材を打ち抜い
て、３５０℃で１時間の焼鈍後、砥石研削を行って表面
を仕上げた。これらの磁気ディスク素材を、市販の溶剤
により脱脂、エッチング処理、デスマット処理し、２回
のジンケート処理後にＮｉ−Ｐめっきを施し、さらに、
仕上げ研磨により鏡面仕上げを行った。

【００４０】上記の工程を経て作製された磁気ディスク
基板について、基板マトリックス中のＳｉ−Ｏ系非金属
化合物の粒径（長径と短径との平均）を測定し、目視に
よりジンケート皮膜の状況、めっき・最終研磨後の表面
状況を観察して、これらを相対評価した。また、最終研
磨後の微少欠陥数を測定した。これらの結果を表５に示
す。

【００４１】

【表５】

【００４２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ジンケ
ート処理後にムラを生じることがなく、めっき・最終研
磨後、ムラが無く均質な表面性状を得ることができ、高
密度基板用として十分に適用することを可能とする磁気
ディスク基板用アルミニウム合金が提供される。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃｕ：０．０３１％（重量％、以下同
   じ）以上０．０５０％未満、Ｍｇ：２．５〜５．５％、
   Ｚｎ：０．０５％を越え０．７％以下、Ｆｅ：０．００
   ７％以上０．０５％未満を含有し、不純物としてのＳｉ
   を０．０５％以下、Ｔｉを０．０１％以下、Ｂを０．０
   ０５％以下に制限し、残部Ａｌおよび不純物からなるこ
   とを特徴とするジンケート処理性に優れた磁気ディスク
   用アルミニウム合金。
2. 【請求項２】 さらにＭｎ：０．１％以下（０％を含ま
   ず、以下同じ）、Ｃｒ：０．１％以下、Ｖ：０．２％以
   下のうちの１種以上を含有することを特徴とする請求項
   １記載のめっき処理性に優れた磁気ディスク用アルミニ
   ウム合金。
3. 【請求項３】 さらにＢｅ：１〜１００ｐｐｍを含有す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のジン
   ケート処理性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合
   金。
4. 【請求項４】 Ｃｕ含有量とＺｎ含有量とが、０．８５
   ％≧Ｚｎ（％）＋５Ｃｕ（％）≧０．２７％の関係にあ
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のジ
   ンケート処理性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合
   金。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の組成を有するアルミニウ
   ム合金であって、該アルミニウム合金のマトリックス中
   にＳｉ−Ｏ系非金属化合物が存在しないか、またはマト
   リックス中に存在するＳｉ−Ｏ系非金属化合物の粒径
   （長径と短径の平均、以下同じ）が５μｍ以下であるこ
   とを特徴とするジンケート処理性に優れた磁気ディスク
   用アルミニウム合金。