JPS5816059A - 磁気デイスク基盤用Ａｌ基合金板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面精度ＯＩＩい磁気ディスク用基盤の素材
となるＡＩ基会合金板ｌＩｌ造法進法するものである。

従来から電子計算ＩＩＯＩ憶媒体として利用されてい為
磁気ディスクは、Ａｊ基会合金板表面を切削加工して所
定の厚さにし、更に精密切削若しくは精密研磨して得ら
れる基ａｌＯ表面に磁性体薄膜を塗布したものであ〕、
磁気ディスク用基盤には一般に次の様な特性が要求され
石。

１１１精密研磨若しくは精密切削後の表面積度零良好で
あること、即ち基盤金体Ｏひずみや微小ウネν−ｂＸ′
＆−こと。

（り一定厚の磁性体薄膜を形成す為うえで愚影響を及ぼ
す突起や穴等の表面欠陥がなく且つ小さいこと。ｔたた
とえ微細な欠陥であってもそれらが局部的に集中して−
ないこと。

１３１使用時の高速回転に充分耐え得る機械的強度を有
して偽ること。

１４）非磁忰、軽量であること。

（６）ある程度の耐食性及び耐熱性を有していること。

一方磁気ディスク基盤用として現在量も多用されている
のは６０８６合金でああが、近年磁気ディスクに対する
大容量化及び高記録密度化の要請は益々強くなって１ビ
ツト当ルの磁化領域は微小化されてお夛、且つ磁性体膜
の薄肉化及び磁気ヘッドの浮上高さの減少化も進んでい
る。しかし５０８６合金では、前記諸特性のうち表面精
度及び表面欠陥の点で高密度化に適合し得る様な基盤は
得られない。

本発明者Ｉ！ｉｆｉは上記の様な状況のもとで、かねて
よ〕磁気ディスク基磐用Ａｊ基台金Ｏ表面精度を高める
ぺ〈研究を進めてお）、前述の如き塗布タイプの磁気デ
ィスク基盤用Ａｌ基合金板としては一４１的を満足する
製造法を確立し、先に特許出願を行なった（特願昭３８
−１１６？及び特願昭６１１−７１１９６）。しかしな
がら近年０磁気ディスク高密度化に対する要求は一段と
厳しさを増してシｐ、かかる要求に対熱する為、前１ａ
の如（精密切削又は精密研磨を行なった後６μｍ程度の
厚さで陽−酸化し、更に仕上げ研磨して陽極酸化層を一
μｍ程度とした後、その上に磁性体薄膜をスパッタする
処理法へ移行しククある。しかして陽ｗＷＩ化を行なう
と、ディスタ基盤の表面硬化をＡｊ基合金だけの場合よ
シも著しく高めゐことができ、研磨によって表面精度を
大幅に高め得るからである。

即ち、Ａ／／合金を精密切削又は精密研磨した後Ａ／基
合金上に磁性体薄膜を塗布する方式では。

１１１１合金板の表面硬度は如何にしてもＨＹ　社５０
〜７０ｓ度（軟質材＞ＩｃＬかならず１表面積度を高め
るにしても自ずと限界がある。これに対しＡｌ基合金板
を精密切削又は精密研磨した後隅４１ｍ？化を行′＆％
／に、再び仕上げ精密研磨を行なうと１表面硬度がＨＶ
ｓ、１００以上と１に為為、Ａ１１＆合金だけの場合に
比べて表面硬度を著しく高めゐことがで自為、この様Ｋ
Ａ／基合全合金板して陽極酸化を施す方式は、磁気ディ
スクの高記録密度化の要請に答えるうえで極めて有効な
方式とぎ見る。

本発明者等は上記Ｏ様な知晃を基に、陽極酸化方式の採
用によって卓越した表面精度を得ることができるＡ／基
会合金板開発を期して研究を進めえ、その結果、陽極酸
化方式を適用する為には。

以上に列挙すゐ橡な新たな問題を解決する必要があると
−う結論に達した。

（１）強度向上の為にはＭｇを添加すゐ必要がある一Ｉ
Ｎ、ＡＩ−高Ｍｇ合金を急速凝固させると粒界忙β相（
Ａ／ｇＭｇＢ）の偏析をみ為ことがある。鋳造時に形成
されるこのβ相は、単に精密切削又は精密研磨した後磁
性体膜を塗布するときには全く問題Ｋｔｋらない。しか
し陽極酸化を行なうと、β相が溶出して大欠陥となる為
、その様な陽極酸化皮膜を仕上げ精密研磨しても良好な
表面精度は得られない。

１！１腸ａｍ化時にＡＩ−（Ｆｓ、Ｍｕ、Ｃｒ）ｘ系晶
出物の周囲が廖解するので、これらの晶出物が大きいと
仕上げ研磨後の表面精度が低下する。

（１１陽極酸化等にＭｇ２Ｓｉ系の晶出物自体及びその
ＭＦＭ−１ＩＸｆＩＩ解し、仕上げ研磨後の表面精度を
著しく低下させる。

本発明は、陽極酸化方式の採用に伴なう上記の様な問題
を解消し１表面積度の優れ九磁気ディスク基盤用Ａｔ基
合金板の製造法を確立すべく鋭意研究の結果完成された
ものであって、その構成は。

合金元素としてＭｇ　：　１０〜８．５ｇＩＩ（ｌｆｉ
ｌｌ、　ｊＪｌ下同じ）を必須的に含み、Ｔゑ：０．０
０４〜００ｇ優とｌ：０．０００５〜０．０１１１を選
択的に含有するｆｉＴｈ、Ｆｓ、Ｍｎ、Ｓゑ及びｃｒを
夫４　Ｇ、　１１Ｇ以下に抑制したＡ／Ｍ合金廖湯を周
込て板厚が４〜１・■となる様に連続鋳造を行ａｈ、＊
＊造板を６００〜ａｇｏ℃で１〜４８時間焼鈍し先後。

８０優以上の加工率で冷間圧延するか、或いは上記と同
様にして得た鋳造板を２６１１以上の加工率で冷間圧延
した４１４０　Ｇ−５ｉｔ　Ｏ’Ｃ”ｔ”１〜４　Ｊ１
時間焼鈍し、Ｉ！ＫＩ０１１以上Ｏ加工率で冷間圧延す
為とζろに要Ｖが存在する。

まず本発明で規定する合金元素について説明する。

Ｍｇはディスク用基盤に所定の横波的強度を与えるのに
不可欠Ｏ成分であ〕、少なくともｇ、ｏｎ以上含有させ
なければなら１に％／’＜Ｉ　Ｌかし多すぎると鋳造時
にβ相が形成され品（な〕、ディスタ基舘を切削してＷ
ｈ極瀞化を行なったときにβ相が過度Ｋｎ解してくぼみ
と１ｋ〕、仕上げ研磨後の表面精度が著しく低下する。

Ｍｇが８．６鳴以下であれば鋳造時にβ相は殆んど形成
されず、万一形成されたとしても後述する焼鈍工程でＭ
ｌｊ６ｇ拡散しβ相は消失する。即ちＡｔ基合金中のＭ
ｇ量が８．６参以下のものでは陽極酸化時にはβ相は存
在せず。

その後の仕上げ研磨で良好な表面精度を得ゐことができ
る。

７ｉ及びＢは鋳造物の組織を微細化しミクロ偏析を防止
するＯＫ有効な元素で、これらの効果を有効に発揮させ
る為にはＴｉ：０．００４１１以上及びＢ：０．０００
５１１以上を皐独或いは併用して添加することが望まれ
る。しかしＴ＆零〇、ＯＳｍ。

Ｂが０．０１−を越えると、電気化学的吸着現象を応用
したフィルターによゐ廖湯遥過処ｌｌ１段階で過剰分が
殆んど除去されてしまうから、これ以上の添加は無駄で
ある。

Ｆ＠、Ｍｎ、Ｃｒは何れも鋳造時にムｌ　−（ｒｅ。

Ｍｎ、Ｃｒ）ｘ系晶出物を形成し、ディスク基盤切削後
の電解酸化を行なう際に、晶出物の周囲が溶解し表面精
度を低下させる。従ってＡｔ−（Ｆ・。

Ｍｎ、Ｃｒ）Ｘ系晶出物の数及び大きさは響力減らす必
要があ〕、何れも０．１参以下としなければならない。

Ｓ五はＭｇｇ８ｉの晶出物を形成し晶（、Ｍｇ２８１は
陽極酸化時にそれ自体が溶解すると同時に周囲も溶解し
１表面端度を低下させる。従って０．１嘔以下に抑える
必要がある。

ｆ４．本発明で使用されるＡｔＦｉＧ９．８１１以上の
純度を有する４のであｊ、Ａｔ中に不亙避的忙含まれる
Ｃｕ、Ｋｎ等は不純物量程度であるＲ９゜晶出物Ｏ粗大
化は認められず、また陽極酸化時の欠陥も認められず、
実害はない。

本発明では上記威分粗成のＡｔ基合金を溶解した後、電
気化学的吸着現象を応用したフィＶターを常法に従って
通過させて溶湯中の非金属介在物を除去し、更に連続鋳
造を行なうが、Ｉｉ的達成の為には連続鋳造工程で板厚
を４〜）　ＯＩＩＩＩ＃ｃ　Ｌなければならない。従来
の連続鋳造では厚さ−ｔＩｘｓｏ。

〜６００鱈震度０スラブを得ゐのが通例である。

ところが本発明者等が実験によ〕確認した結果では、ス
リップ厚内であると急冷ボ困＠にな〕、徐冷凝固段階で
晶出物−成長するから１合金組成を如何に調整してみて
も晶出物の大きさを２．６μ−以下に微細化することが
で亀ない、とζろが連続鋳造工程で板厚を１０■以下に
設定すると、＃造板が極めて急速に冷即される結果、晶
出物を著しく微細化できると同時に微細化元素ＯＩＩ加
効果とも相まって結晶粒を微細化することができる。ち
なみに従来の連続鋳造で得たスラブ厚″ＳがＷＯＯ〜６
００■薯度のものＯ晶出物中イズは約１２■程度である
のに対し、厚さを１０−以下に設定すると冷矧速度を１
０倍以上忙高めることができ。

それに伴なって晶出物中イズはＬ６μ論以下に１にる。

しか４微細化元素の添加効果と相まって結晶粒が微細化
する為、晶出物Ｏミクレ偏析も殆んど起らない。

従ってその後冷開圧延したＡｔ基合金板は、！１ｉめて
微細な晶出物が絢−に分散した状部で得ることができ、
これを機械加工及び研磨加工しても。

粗大晶出物に起因すゐ凹凸やミクロ偏析に起因するさざ
波現象を生じる恐れがない。

賞上記の様な急速凝固法を採用する場合には。

凝固組織中にβ相が形成されＪＲいが、これについては
前述の如＜Ｍｇの添加量を８．轟Ｌｓ臘下とすることで
解決可能であり、ｔた万一若干形成され九としても８．
５参以下であるならば１後述する焼鈍工程で消失させる
ことができる。まえ連続鋳造時に起こ〕がちなサーフェ
ス・ライシ唾バＩ−ν及び＃造物との濶清むらに起因す
るマクロ組織の局部的むらは、以下に述べる焼鈍条件及
び冷閲圧延条件の組み合わせによって解消すること零で
きる。

崗通常ｏｓｏｏ〜６００■厚の鋳塊では５〜８０−程度
の固剤を行なう為、上記２点・に起因する問題が生じて
も面側時に削〕取られてしまうので。

その後の圧蝿工程ではもはや全く問題にならない。

しかし本発明の釦〈鋳造厚を４〜３０ｍｔＣしたもので
は１固剤によって除去し得る表層厚さは極（僅かであシ
、固剤による間騙解決は期待することができず、何らか
Ｏ対策を講する必要がある。更にディスク基盤としての
加工々程中、軟質材とした後Ｋｆ？なう仕上研磨或いは
仕上切削時に、材料の結晶粒が粗大であったｐ不均一で
あると、仕上研磨或いは仕上切Ｍ＊の表面精度が低下す
ふ傾向がみられる。これらの問題を未然に防止すゐ為に
は、軟質材としたときの結晶粒径を０．０４５ｓｏ＋以
下にする必要がある。

これらの要請に対しては以下に示す２つの方法によって
目的を達成することかでＩＩゐ。

〔１〕前記４〜１０■厚の鋳造板を３００−１！５６℃
で１〜４８時間焼鈍し１次いで８０憾以上の加工々程で
所定厚さ壇で冷間圧延する方法。

〔２〕前記４〜１（Ｉｓｍ厚の鋳造板を２ｂ−以上の加
工率で冷間圧延した後、４０Ｇ−６５０℃で１〜４８時
間中間焼鈍し、更に８０嚢以上Ｏ加工皐で所定厚さオで
冷間圧延する方法。

上記〔１〕Ｏ方法においては、焼鈍蟲度が６００℃未満
では微細析出物が析出し、鋳造時のマクロ組織の局部む
らを、無害化することができず、一方５６０℃を越える
と局部溶融が生じる。焼鈍時間は１〜４８時間の範囲に
設定しなければならない。即ち１時間未満では上記局部
むらを、無害化することができず、一方４８時間を輔え
てもそれ以上の効果は得られない、焼鈍後の加工率が高
い程再結晶粒は微細になシ、目標１１膚の結晶粒径を確
保する為には加工率を８０参以上にしなければならない
。

★た上記〔２〕の方法によれば、焼鈍の前・後で冷閲圧
趣を行なうことによ〕焼鈍温度Ｏ低下が可能Ｋｌｋる。

即ち中間焼鈍Ｏ前に冷間圧延を行なうと中間焼鈍工程で
結晶粒が微細什し、マクロ組織の局部むらに起因する問
題が抑制される。但しこの様な効果を確保する為には加
工率を２６１℃以上にしなけれげなもず、これ未満の加
工率では目的を達成できない。中間焼鈍は〔１〕の方法
に比べて低温を採用することができるが、４００℃未満
では微細析ａｇＩＩＩが多量析出して中間焼鈍時の再結
晶粒が粗大且つ不拘−虻な〕、マクロ組織の局部むらを
無害化しｍｅ＜なゐほか、「冷間圧延＋軟質化焼鈍」後
の再結晶粒が著しく粗大になる。一方中間焼鈍温度が６
６０℃を越えると〔１〕の場合と同様局部ｊ１Ｍ＃生じ
る。中間焼鈍時間は１時間以上でなければ上記の効果が
有効に発揮されず、一方４８時間を越えると再結晶粒が
粗大化し目標を達成でき１ｋ（なる。また中間焼鈍後の
冷開加工量も大きいはど再結晶粒が微細になり、前記マ
クロ組織の局部むらを解消するｔ）Ｋ有効でああ。そし
てディスタ基盤用として十分な表面精度を確保すべく結
晶粒を０．０４５μｍ以下にする為には、このときの加
工率をｓｏｎ以上にしなければならない、従って〔２〕
の方法を実施する場合は鋳造板の板厚と最終製品の板厚
を考慮し、中間焼鈍０＊後にかける冷間加工率が夫々上
記要件を満足す為櫓にしなければならない。

この様に鋳造後の焼鈍及び冷開圧延条件を適正にコント
四−ルすることにょ〕、鋳造工程で生じ九ナーフェス・
ツイン・パターン及び１ｌｆｌｌｔｒ６に起因するマク
ロ組織の局部むらを無害化し、更には微量生成する可能
性のあるβ相も完全に消失畜せｈａとがで自る。

本発明は概略以上ＯＩＩ／Ｉ！に構成されてお〕、濡加
合金元雪の種類及び添加量、連続鋳造による最終板厚の
薄肉化を行なうことによって、マクロ組織を微細化し電
クロ偏析を激減すると共和β相の形成を防止し、１つ鋳
造後の焼鈍及び冷間圧延条件を設定することによってマ
クロ組織Ｏ局部むらを無害化す為ことに成功した。従っ
てζＯＩｔ基合金板を切削加工若しくは研磨加工しえ後
＠ｌｌｌ１ｔＩＩ化をｆｆない１次いで仕上げ研磨すゐ
ことにより表面精度の極めて高い磁気ディスク基盤をａ
為とと−でき、磁気ディスクの高記録密度化０要請に応
え８４ことになった。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 第１表に示す組成ＡＣ本発明材）及びＢ（比較材）ＯＡ
７基合金廖湯を、常法に従って電気化学的吸着現象を応
用したフィルターで処理し、非金属介在物を除去した後
、６Ｊｓｇ＊の板厚に連続＃造した。、尚、＃重板の表
面結晶粒は１ｗｋ紬化剤の添加によって、０．０６ＪＳ
ｓｍとなる様Ｗ：ｌｌｌ整した。これらの＃重板を４．
！■厚オで冷開圧延し、４５０℃゛で４時間焼鈍を行な
った後、ｊ！に２．２　ｍ″壇で冷開圧延した。

この冷延材をディスク形伏に打抜き、！５０’Ｃで２時
開歪取〕焼鈍を行なった後片面を０．ＩＮずつ粗切削し
、ＷＩＩＣＩｌＩＳＯ”Ｃで２時間歪取）焼鈍をし九後
精密切削加工を行なつそ、この＃Ｉ密切削加工面九対し
第２表に示す条件で６μｍ厚になるまで陽極酸化を行な
った。このときの表面硬度を第３表に示す。第８表から
も明らかな様Ｋｌｌｌｌ化の表面硬度は、Ａｌ基合金の
１１の場合の２倍程度となることが分かる。この結果、
陽極酸化皮膜の仕上研磨後の表面精度は、Ａｌ基合金の
精密切削若しくは精密研磨の場合よル著しく高めること
ができる。

第１表　表面硬度ｎｖ 上記で得た各陽極酸化膜を８μｍ厚★で仕上研磨して得
たディスクの磁気ヘッド浮上特性を第４表に示す。但し
試験条件＃ｉ回転数８１００ｒｐｍ、磁気ヘッド浮上高
さ０．２μｍとした。

尚、この試験＃ｉ、ディスク基盤金体のうねり。

真直度、基盤の微少うね〕及び表面精度の全ての因子を
含めた特性試験である。ｔた参考★でに従来の６０８６
合金から得たディスク基ｓ１の特性試験結果も併記した
。

第４褒からも明らかな如く、従来の５０８６合会でＦｉ
粗大（１６７＊ｍ以上）な晶出物ゴあシ、この晶出物が
０．２μｍ１１度以上の突起となっているため、磁気ヘ
ッドは０．２μｍの高さでは安定浮上し傷ない、これに
対しＢ組成（比較例）及びＡ組成（本発明品）の−〇で
は、晶出物がｔｔ、！Ｓｐｍ以下となっているためこれ
に起因する突起が小さくヘッドの安定浮上が可能である
。但し第６表に示す如＜、ＢＭ成（比較例）では、β相
の溶出による大欠陥に起因して記録のエラーが多く、磁
気ディスクとしての信頼性に大行る。即ち、陽ｔＩｓ階
化を施す工科を含む磁気ディスク基盤用の素材としてけ
、優れた性能を確保する為には本実明忙規定する要件を
満たすことが不可欠である。

■ 出願人　　株式会社神戸卿鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）合金元素としてＭｇ　：　１０〜８，６畳（重量
   憾。 以下同じ）を必須的に含み、Ｔｉ：０．００４〜０．０
   ８　嗟Ｊ−Ｂ　：　Ｌ６４１０　！Ｓ−０，０１１１を
   選択的［含有するほか、Ｆ＠、Ｍｎ、８ｉ及びＱｒを夫
   々ｌＩ℃で１〜４８時間焼鈍した後、ＳＯ優以上の加工
   率で冷間圧延することを特徴とする。陽極酸化して用い
   ゐ磁気ディスタ基盤用Ａｔ基合金板の製造法。 （１１合金元素としてＭｇ　：　１０〜Ｊ１．ｌＳ１ｇ
   （重量憾。 以下同じ）を必須的に含み、Ｔｉ：　０．０６４〜０．
   ０８−とＢ：Ｏ，０ＯＯＩ＆〜０．０１−を選択的に含
   有すＡｔｔｏ、　Ｆ　ｅ　、Ｍｕ　、　Ｓ　ｉ及び（ｒ
   を夫々０．１１１以下に抑制したＡｊ基台会躊湯を用−
   て板厚が４〜１０ｍとなる様に連続鋳造を行１にい、該
   鋳造板を２１優以上の加工率で冷間圧延した後、４０・
   〜ａｇｏ℃でｌ　〜４８時間焼鈍し、ｌｌＫ８０ｍＩｔ
   上Ｏ゛加工率で冷間圧延す為ことを特徴とす為、陽極酸
   化して用いる磁気ディスク１鍍用Ａｔ合金板の製造法。