JPS63111153A - 垂直磁気デイスク用アルミニウム合金板及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、垂直磁気ディスク用アルミニウム合金板及び
その製造方法に関し、さらに詳細には。

表面に陽極酸化皮膜を形成し、この陽極酸化皮膜のボア
の中に磁性体を電解析出させる方式の磁気ディスクに用
いて好適な垂直磁気ディスク用アルミニウム合金板及び
その製造方法に係る。

［従来技術］ （背景） 近年、磁気ディスクに対する高密度記録化の要求は益々
強くなる傾向にあり、１ビツト相当の磁界化領域は益々
微小化されている。

ここで高密度記録化とは情報の蓄積密度を高くすること
すなわち、磁性記録材料のより小さい面植により多くの
単位情報（ビット）を磁化によって記録することである
。

かかる高密度記録化を試みた磁気ディスクとしては次の
技術が知られている。

アルミニウム合金板の表面に陽８ｉ酸化皮膜を形成し、
この陽極酸化皮膜のボアの中に磁性体を電解析出させ、
その後陽極耐化皮膜を研磨にである程度除去しくこの残
膜厚が磁性媒体の膜厚となる）平滑に仕上で作成した磁
気ディスク（特公昭５１−２１５６２号公報）。

この磁気ディスクは、陽極酸化皮膜のボアを利用するも
のであり、そのボアは約４００〜２０００Ａの間隔で配
列されており、このボア中に磁性体が電解析出されてい
るため記録される磁区中心間の最小長さはきわめめ小さ
くなり、その結果、高密度記録を可鮨たらしめようと試
みたものである。

（アルミニウム合金板の従来技術） ところで、一般に、磁気ディスク用のアルミニウム合金
板に関しては次の技術が知られている。

まず、材質としては、ＪＩ３３０００番、５０００番等
が知られており、これらのアルミニウム合金は上述した
アルミニウム合金板の表面に陽極酸化皮膜を形成し、こ
の陽極酸化皮膜のボアの中に磁性体を電解析出させて、
磁気記録媒体とじて使用する方法におけるアルミニウム
合金板としても使用されている（特公昭５１−２１５６
２号公報）。

また、高密度の垂直記録用素材としては、例えばｒＭｇ
：２〜６％、Ｍｎ：１％以下、Ｆｅ：０．３％以下、Ｚ
ｎ：０．２５％以下、ｃｒ：０．３５％以下を必須的に
含み、更に、Ｔｉ：０．００１〜０．０８％及び／若く
はＢ：０．０００５〜０．０１％を選択的に含んでなる
Ａ！Ｌ溶湯を、板厚が４〜１５ｍｍとなる様に連続鋳造
し、更に圧延」した磁気ディスク用Ａ見基合金板（特公
昭６０−１４０号公報）が開示されている。

次に製造方法としては、 鋳造→冷間圧延→打抜き→歪取り焼鈍→片面ずつの切削
という工程により製造する方法が一般的に行なわれてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、ＪＩ３３０００番、５０００番等よりなるアル
ミニウム合金板を、陽極酸化皮膜のボア中に磁性体を電
解析出させる方式の磁気ディスクに使用した場合には次
の問題点がある。すなわち、 ■上記したＪＩＳ３０００番、５０００番等よりなるア
ルミニウム合金板中には１１０７ｚ程度の大きさの金属
間化合物が存在し、この化合物部は陽極酸化時に溶解し
穴欠陥となり、この穴欠陥はボア径（通常ボア拡大後は
数１０００Ａ以下である。）と比較し非常に大きい。

この穴欠陥は表面研磨によっても残存するため、磁気デ
ィスクにおける記録エラーの原因となり、ひいてはかか
るアルミニウム合金を使用した磁気ディスクによっては
高密度記録が行なえない。

また、特公昭６０−１４０号公報に記載されているアル
ミニウム合金板の場合の金属間化合物は３ｇｍ以下と小
さいが、３Ｂｍ以下でも不十分であり、陽極酸化皮膜を
形成し、この陽極酸化皮膜のボアの中に磁性体を電解析
出させる場合にはＪＩＳ３０００番等を使用した場合と
同様な現象が生じる。

■また、研削を片面ずつ行なう方法により製造したアル
ミニウム合金では、片面と他の片面との歪の情況が異な
ることが多く、また、研磨方式に適した同心円状の歪（
歪の情況を等高線で表した場合）が得られ難い。

従ってアルミ合金板の直径方向の歪が大きい場合もしく
は歪が不均一（歪の程度を等高線で現した場合に同心円
状でないもの）の場合には残膜厚が不均一となり電磁変
換特性が不均一となり信頼性に欠ける。

かかる事情より、アルミニウム合金板の表面に陽極酸化
皮膜を形成し、この陽極酸化皮膜のボアの中に磁性体を
電解析出させる上記試みも現在のところ実用化されてい
ないのが現状である。

そこで、陽極酸化皮膜のボアの中に磁性体を電解析出さ
せる技術にも適用し得るアルミニウム合金板の出現が望
まれており、本発明は、かかる要望に応えるものである
。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、本出願に係る第１発明である、Ｍｇ：３
．５〜５６５重量％ Ｃｒ：０．０１〜０．０６ｇＨ量％ Ｆｅ：０．０２重量％以下 Ｓｉ：０．０２重量％以下 Ｍｎ：０．２重量％以下 Ｃｕ：０．２重量％以下 Ｔｉ：０．００６重量％以下 残部人文及び不可避的不純物よりなり、素材中に存在す
る金属間化合物サイズが１．５μｍ以下である合金素材
板を、両面同時研削方式により研削して磁気ディスク用
合金板とし、その直径方向の歪が８ｐｍ以下であること
を特徴とする垂直磁気ディスク用アルミニウム合金によ
って解決される。

また、上記垂直磁気ディスク用アルミニウム合金板は例
えば次の方法により製造しうる。

この方法は本出願に係る第２発明を構成する。

Ｍｇ　：　３　、５〜５．５重量％ Ｃｒ：０．０１〜０．０６重量％ Ｆｅ：０．０２重量％以下 Ｓｉ：０．０２重量％以下 Ｍ　ｎ　：　０　、２重量％以下 Ｃｕ：０．２重量％以下 Ｔｉ：０．００６重量％以下 残部ＡｆＬ及び不可避的不純物 よりなる溶湯を鋳造板厚３〜８ｍｍ厚に鋳造し、鋳造板
を４２０〜ｂ し、該焼鈍後冷間圧延、打抜きを行ない、打抜き後、歪
取り焼鈍を行ない、次いで両面同時研削することにより
直径方向の歪を８１Ｌｍ以下としたことを特徴とする垂
直磁気ディスク用アルミニウム合金板の製造方法。

以下本発明の詳細な説明する。

（化学組成） Ｍｇ Ｍｇは磁気ディスク用合金板として十分な強度を得るた
めに必要な元素であり、このため３．５重量％以上添加
する必要がある。ただ、５，５重量％を越えて添加する
とＭｇＯの酸化物の形成頻度が増すため５．５％重量以
下の添加とする。

Ｃｒ Ｃｒは木発明者が究明した結果、陽極酸化膜中のボアへ
の磁性体の析出を均一にするために必須な元素であり、
このため０．０１ｉ量％以上の添加が必要である。すな
わち、０．Ｏｌ、７１１ｘｆｆ１％未満では結晶粒によ
っては磁性体が殆ど析出しないものが生じ、磁気ディス
クとして十分なる電磁変換特性が得られない。

また、０．０６重量％を越えて添加すると金属間化合物
が粗大となり、記録エラーが増加する。

Ｆｅ、５ｉ Ｆｅ、Ｓｉは地金中より不可避的に混入してくる元素で
あり、金属間化合物を形成するためには少ないことが必
要である。

一般的に鋳造後、急冷凝固を行なえば金属間化合物は微
細になるが、薄板連続鋳造法による高い凝固速度でもＦ
ｅ、Ｓｉが各々０．０２重量％を超える場合には、金属
間化合物サイズが１．５ルｍを越えるため、各々０．０
２重量％以下とする。

Ｍｎ ＭｎはＦｅと同様に金属間化合物を形成する元素である
が、その影うは少なく、また、結晶粒組織の調整、高度
向上のため有効な元素であり、０．２重量％以下の添加
は問題は少ない。

しかし、０．２重量％を越えると化合物形成程度が急増
するため、０．２重量％以下とする。

Ｃｕ Ｃｕは、強度向上に有効な元素であるが、粒界にＡｌ−
Ｍ　ｇ　−Ｃｕ等が析出し、たとえ精密研削仕上時に問
題がなくとも、陽極酸化時に析出物が溶解し、溝となり
やすので０．２重量％以下とする。

Ｔｉ Ｔｉは、鋳塊結晶粒の微細化にはきわめて有効であるが
、ＡＭ−Ｔｉの金属間化合物が形成されやすく、少量と
する必要がある。

また、少量となるともはや鋳塊結晶粒微細化効果は期待
できず、さらには高純度であるため形成される金属間化
合物が小さくかつ少ないため組織調整の必要も少ない。

従って０．００６重量％以下とする。

Ｂｅ Ｂｅは選択的に添加する。

Ｂｅは薄板連続鋳造時のチップノズル先端から水冷ロー
ルに接触するまでの間のＭｇの酸化を抑制するため添加
することが望ましく、この目的のためには０．５〜５０
ｐｐｍの添加が好ましい。

その他の元素は不可避的不純物である限り、実質上の問
題はない。

（金属間化合物サイズ） 木発明者が鋭意研究を進めた結果、陽極酸化時には金属
間化合物に起因する大欠陥が必ず形成され、陽極酸化条
件（電解液・電流密度・温度）をどのように変えても金
属間化合物サイズより大欠陥サイズの方が大きくなり、
その拡大程度は１〜１．５．ｃｍであることがわかった
。

従って、陽極酸化膜を形成する方式の高密度磁気媒体に
おいて金属間化合物サイズは１．５ＡＬｍ以下とする必
要がある。

これを越えたサイズの化合物が存在すると陽極酸化抜穴
欠陥サイズが３井ｍ程度以上となり、記録エラーの原因
となる。

（合金板の歪） また、陽極酸化皮膜の残厚を一定に保つためには直径方
向の歪が小さい必要がある。

陽極酸化皮膜研磨時に研磨布の弾力により若干の歪があ
っても均−研Ｂ時がなされるが、８μｍを越えてひずん
でいると、十分なる皮膜残厚の均一性が得られない。そ
の結果、磁気ディスクは出力が不安定となる。

また、両面同時研削を行なうと、両面の歪の情況が異な
っていても、研ｇ方式に適した同心円状の歪（歪の情況
を等高線で表し丸場合）が得られる。

従って、研磨と同等な方式の両面同時研削方式による合
金板製造が必須である。

（製造方法） 次に第２発明である製造方法について説明する。

第２発明においては溶湯を鋳造板厚３〜８ｍｍに鋳造す
る。

化合物サイズ１．５ｐｍ以下を得るためには鋳造板厚を
８ｍｍ以下として高凝固速度により鋳造することが必要
である。

また、３ｍｍ未満になると鋳造コストが高くなり経済的
に無駄である。

鋳造後は、鋳造時のＭｇの偏析除去のため焼鈍を行なう
、焼鈍条件は、４２０〜ｂ ２４時間である。

４２０℃×２時間未満では偏析の除去効果が不十分であ
り、５５０℃×２４時間を越えるともはや偏析除去効果
が飽和してしまい経済的に無駄である。

焼鈍後は所望の板厚とするために冷間圧延すＺ・。

なお、冷間圧延の途中においては中間焼鈍を行なうこと
が望ましい、この中間焼鈍は、例えば、３５０〜ｂ ばよい。

冷間圧延後は圧延板の打抜きを行なう。

打抜き後は、打抜きにより生じた歪を除去するために歪
取り矯正を行なう、この焼鈍は例えば。

プレス焼鈍のように一定荷重をかけた状態で行なうこと
が好ましい、なお、プレス焼鈍による歪取り焼鈍におい
て、両面研削後の直径方向の歪を８μｍ以下とするには
、例えば２５０〜ｂ２〜６時間で行なえばよい。

歪取り焼鈍後は、両面同時研削を行なう、なお、この研
削は、−度に仕上研削を行なってもよいが、粗研削、プ
レス焼鈍、仕上研削のように２段階に分けて行なっても
よい。

［発明の実施例］ 以下に本発明の詳細な説明する。

表１に示す組成のＡｌ基合金溶湯を表１中に示す板厚に
鋳造し供試材１〜１３とした。

なお、Ｂｅは、フィルタ一部においてＡｌ−Ｂｅ合金材
にてＢｅ量が３０ｐｐｍになるように楕加を行なった。

これらの供試材１〜１０の鋳造板を表２に示す条件にて
焼鈍を行なった。

焼鈍後は同じく表２に示す条件にて冷間圧延を行ない１
．５ｍｍの板厚とし、圧延板を作成した。

この圧延板を第１図に示す工程により合金板とした。

以下にその工程を詳細に説明する。

圧延板を９５ｍｍφに打抜き、打抜き後、供試材１１〜
供試材１３を除き３５０℃×４時間のプレス焼鈍を行な
った。

次いで、研粒を用いて表面の研削を行なった。

研削は供試材１１及び供試材１２を除き両面同時研削を
行なった。なお、研削は粗研削と仕上研削の２段階に分
けて行ない粗研削と仕上研削との間で３５０Ｘ４時間の
プレス焼鈍を行ない、粗研削により発生した残留歪を除
去した。

供試材１１及び供試材１２については両面研削ではなく
片面切削を行なった。

なお、仕上研削後の合金板の板厚は１．２７ｍｍｔであ
った。

仕上研削後の直径方向の歪は、供試材１２及び供試材１
３を除き８ｇｍ以下とした。供試材１２及び供試材１３
については１０ｐｍとした。

結局、供試材１〜供試材５は本発明の実施例であり、供
試材６〜供試材１３は比較例である。

供試材６は、Ｓｉ及びＦｅが未発ｒ！Ａ範囲より多い比
較例である。

供試材７はＭｎが本発明範囲より多い比較例である。

供試材８はＣｒが本発明より多い比較例であり、供試材
９はＣｒを含有しない比較例である。

供試材１０は化学組成は本発明範囲内であるが、焼鈍温
度が本発明範囲より低い比較例である。

供試材１１は、化学組成及び焼鈍条件は供試材２と同じ
であるが、切削を片面で行なった比較例である。

供試材１２は、化学組成及び焼鈍条件は供試材２と同じ
であるが、切削を片面で行ない、かつ、直径方向の歪量
が本発明範囲より大きい比較例である。

供試材１３は、化学組成、焼鈍条件及び切削条件は供試
材２と同じであるが、直径方向の歪量が本発明範囲より
大きい比較例である。

以上の供試材作成中及び作成後に以下の事項につき試験
を行なった。

（金属間化合物） 金属間化合物の評価は、冷間圧延後、打抜き前に行なっ
た。

その段階における金属間化合物の評価結果を表３（ａ）
に示す。

なお、金属間化合物サイズの判定は ０．５ｇｍ以上〜１．０７ｚｍ未満のサイズを１・０弘
ｍと。

１．０ルｍ以上〜１．５ｇｍ未満のサイズを１　、５　
μｍと・ １．５ｇｍ以上〜２．０７ｔｍ未満のサイズを２、ＯＩ
Ｌｍと・ 各々表示した。

表３（ａ）から、第２発明に係る方法によれば金属間化
合物サイズが１．５μｍ以下となることがわかる。

（機械的強度） 供試材１及び供試材４につき引張試験を行なった。

その結果を表３（ｂ）に示す。

本発明の実施例（供試材１）は磁気ディスク用合金板と
して必要な強度、伸びを十分に示した。

（記録特性評価） これらの合金板につき第２図に示す工程にて垂直記録媒
体とした。

すなわち、シュウ酸溶液を用いて１次電解（陽極酸化処
理）を行ない、各供試材の合金板表面に５１Ｌｍの陽極
酸化皮膜を形成した。

陽極酸化処理後リン酸を用いてボア拡大を行なった。

次に、Ｆｅ塩を含有する２次電解溶浪を用いて陽極酸化
皮膜のボア中にＦｅを電解析出せしめた。

電解析出後、表面潤滑材皮膜を形成し、次いで表面研磨
を行ない、陽極酸化皮膜の残膜厚を３ルｍとした。

以上のようにして作成した各記録媒体につき以下の事項
を調査した。

■陽極酸化後の外観 ■２次電解時のＦｅの析出の均一性 ■記録時のエラー数 ■陽極酸化膜の研磨後の残膜厚の均一性この結果を、■
〜＠については表４に示し、■については表５（ｂ）に
示す、なお、表５（ａ）には合金板の製造工程を合せて
示す。

表４及び表５に示すように、本発明の実施例はいずれも
、陽極酸化後の外観は均一であり、■２次電解時のＦｅ
の析出も均一性であり、■記録時のエラー数が少なく、
■陽極酸化膜の研磨後の残膜厚も均一であり、本発明に
係る合金板は記録媒体としての評価が良好であることが
わかる。

冷間圧延中に中間焼鈍を行なった場合（供試材１、供試
材３、供試材４及び供試材５）には記録媒体としての評
価がより一層良好になる。

なお、陽極酸化皮膜の密着性、多孔性、耐摩耗性等につ
いても優れた特性を示した。

以上説明したように、陽極酸化皮膜を形成し、この陽極
酸化皮膜のボアの中に磁性体を電解析出させた磁気ディ
スクに、本発明の実施例に係る合金板を使用した場合に
は、記録エラーが少なく、高密度記録が可能であり、垂
直磁気記録用として優れていることがわかる。

［発明の効果］ 以上のように、化学組成、金属間化合物サイズ、直径歪
を規定した本発明に係る垂直磁気ディスク用アルミニウ
ム合金板は、陽極酸化皮膜を形成し、この陽極酸化皮膜
のボアの中に磁性体を電解析出させた磁気ディスクの実
用化を可能たらしめ、ひいては、高密度記録が可能な磁
気ディスクの実用化を可能たらしめることができた。

表３（ａ） 表３（ｂ）

【図面の簡単な説明】

第１図は合金板の製造工程を示す工程図である。第２図
は垂直磁気記録媒体の製造工程を示す工程図である。 第１図 打抜き　　　　→　　　　プレス焼鈍 （９５ｍｍφ）　　　　　　　（３５０℃×４時間）→
　　粗研削　　　　→　　　プレス焼鈍（両面同時研削
）　　　　　（３５０℃×４時間）→　仕上研削１．２
７ｍｍｔ （両面同時研削） 第２図 陽極酸化　　　→　　　　ボア拡大 （シュ酸５延ｍ厚）　　　　　　（リン酸）→　２次電
解　　　　→　　保３へ潤滑膜の形成呻　電磁変換特性
評価

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｍｇ：３．５〜５．５重量％ Ｃｒ：０．０１〜０．０６重量％ Ｆｅ：０．０２重量％以下 Ｓｉ：０．０２重量％以下 Ｍｎ：０．２重量％以下 Ｃｕ：０．２重量％以下 Ｔｉ：０．００６重量％以下 残部Ａｌ及び不可避的不純物よりなり、 素材中に存在する金属間化合物サイズが１．５μｍ以下
   である合金素材板を、両面同時研削方式により研削して
   磁気ディスク用合金板とし、その直径方向の歪が８μｍ
   以下であることを特徴とする垂直磁気ディスク用アルミ
   ニウム合金板。 ２、Ｍｇ：３．５〜５．５重量％ Ｃｒ：０．０１〜０．０６重量％ Ｆｅ：０．０２重量％以下 Ｓｉ：０．０２重量％以下 Ｍｎ：０．２重量％以下 Ｃｕ：０．２重量％以下 Ｔｉ：０．００６重量％以下 残部Ａｌ及び不可避的不純物 よりなる溶湯を鋳造板厚３〜８ｍｍ厚に鋳造し、鋳造板
   を４２０〜５５０℃×２〜２４時間焼鈍し、該焼鈍後冷
   間圧廷、打抜きを行ない、打抜き後、歪取り焼鈍を行な
   い、次いで両面同時研削することにより直径方向の歪を
   ８μｍ以下としたことを特徴とする垂直磁気ディスク用
   アルミニウム合金板の製造方法。 ３、Ｂｅを０．５〜５０ｐｐｍ含有する特許請求の範囲
   第１項記載の垂直磁気ディスク用アルミニウム合金板。 ４、Ｂｅを０．５〜５０ｐｐｍ含有する特許請求の範囲
   第２項記載の垂直磁気ディスク用アルミニウム合金板の
   製造方法。