JPS6333285B2

JPS6333285B2 -

Info

Publication number: JPS6333285B2
Application number: JP55041024A
Authority: JP
Inventors: Norishige Yamaguchi; Masaru Takayama; Masao Shigeta; Masatatsu Sugaya
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1988-07-05
Also published as: JPS56137604A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は磁気記録体の製造方法に関する。更に
詳しくは、特定組成の合金からなる薄板から構成
される磁気記録体を製造する方法に関する。

従来、磁気記録体としては、酸化鉄等の磁性粉
を、バインダーとともに溶媒中に分散させ、これ
をポリエステル等の支持体上に塗布し、乾燥させ
塗布形磁気テープが広く用いられている。しか
し、このような塗布形磁気記録体は、残留磁束密
度と保磁力とが低く、近年その要望がきわめて高
くなつている高出力、高密度記録には適さない。

これに対し、最近、めつき、真空蒸着、スパツ
タ、イオンプレーテイング等により、フイルム支
持体上に磁性層を連続薄膜として形成した磁気記
録体の開発が活発に行われている。このような連
続薄膜形磁気記録体は、バインダー成分を含まな
いので、残留磁束密度が高く、又保磁力も高く、
高出力、高密度記録に適している。しかし、この
場合の磁性層は、めつき、蒸着等により薄膜とし
て形成されるので、耐摩耗性に難点があり、磁気
ヘツドと摺動させて使用するときには、磁性層の
摩耗、剥離が生じ、磁気特性の経時変化が大きい
という欠点がある。このため、通常は、磁性層表
面に耐摩耗層を被覆して使用するが、このとき、
ヘツド・テープ間のスペースイングロスが増え、
高出力、高密度記録に適さなくなる。又、磁性層
の形成を、めつき蒸着等によるので、量産性の点
で不十分であり、そのため製造コストが高くな
り、更には製造に際し、品質のバラツキも生じる
という欠点がある。そこで、本発明者らはこのよ
うな実状に鑑み、高い残留磁束密度と保磁力とを
示し、高出力、高密度磁気記録に好適な磁気記録
体を開発すべく鋭意研究を行つた結果、永久磁石
材料として従来知られているCu−Ni−Feないし
はCu−Ni−Co系合金を薄板状にて磁気記録体と
したとき、種々の点できわめて好適であることを
見出し、この出願より先に、あるいはこれと同日
付でその旨を種々提案している。

ところで、Cu−Ni−FeないしはCu−Ni−Co
系合金は、従来から、高加工性の永久磁石材料と
して知られている。そして、冷間にて圧延加工が
可能である旨が喧伝されている。

そこで、このようなCu−Ni−FeないしはCu−
Ni−Co合金を薄板化するには、一般には、対応
する組成となるよう、成分元素を秤量して配合
し、これを溶解して合金インゴツトを鋳造し、こ
の鋳造合金インゴツトを圧延し、次いで所定の磁
気硬化処理を施せばよく、このようにして得られ
た合金薄板を磁気記録体となせばよい。

しかし、このように鋳造インゴツトを作成し、
これを１mm以下の板厚にまで圧延しようとする
と、鋳造時に、合金中に鋳造組織が頻繁に生成
し、この鋳造組織の生成により、その後の冷間圧
延に支障をきたし、圧延不能となることがある。
これに対し、このような鋳造時に生成した鋳造組
織を消滅させるためには、鋳造後、溶体化処理と
温間鍛造とを順次施しておく必要がある。この場
合、溶体化処理は、例えば950〜1050℃の高温に
て、30分〜30時間以上施し、又、一般には不活
性、真空、非酸化性、還元性等の所定のごとく制
御された雰囲気下で行われる。又、温間鍛造とし
ては、好ましくは雰囲気制御を行つた上で、例え
ば200〜500℃程度にて行われる。従つて従来の製
造法では、鋳造組織を消滅するために、このよう
な溶体化および温間鍛造を付加することを余儀な
くされ、長時間高温での処理を行つたりするな
ど、製造工程が煩瑣となり、製造コストが高くつ
くという欠点がある。又、このような鋳造後の後
処理によつても、鋳造時に一旦生成した鋳造組織
は消滅しないことがあり、そのとき、後の圧延に
支障をきたすことが、しばしばある。そして、そ
のとき製造歩留りはきわめて悪いものとなる。

このように、Cu−Ni−FeないしCu−Ni−Co
系合金薄板からなる磁気記録体は、その磁気特
性、耐摩耗性等のすぐれた性能に基づく、高出
力、高密度記録に対する好適性にも拘らず、従来
の製造法に従うときには、その量産性、製造容易
性が阻害され、その製造コストがかなり高価とな
り、又製造歩留りが悪いという不都合が存在する
ものである。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたもの
であつて、前記の提案に係るCu−Ni−Feないし
Cu−Ni−Co系合金の薄板からなる磁気記録体
を、効率よく、高い量産性で歩留りよく製造する
方法を提供することをその主たる目的とする。

本発明者らは、このような目的につき鋭意研究
を行つた結果、いわゆる液体冷却法に従い合金の
薄板化を行い、その後所定の磁気硬化処理を施し
たとき、このような目的が実現することを見出
し、本発明をなすに至つたものである。

すなわち本発明は、１mm以下の厚さの合金薄板
から構成される磁気記録体を製造する場合におい
て、Cu、NiならびにFeおよび／またはCoを必須
成分として含み、この必須成分中のCu含量が10
〜80重量％であり、Ni含量が10〜50重量％であ
り、残部少なくとも５重量％以上のFeおよび／
またはCoから構成される組成の混合物を融解し、
この融液を冷却体表面に接触させ、冷却凝固した
合金薄板を形成し、次いで磁気硬化処理を施し
て、１mm以下の厚さの合金薄板を得ることにあ
る。

なお、これまでCu−Ni−FeないしはCu−Ni
−Co系合金を、いわゆる液体冷却法に従い薄板
化すること、およびそのように薄板化した合金を
磁気記録体として用いることは、これまで全く知
られていなかつた。

以下本発明の磁気記録体の製造方法を詳細に説
明する。

本発明によつて得られる磁気記録体は、Cu、
NiならびにFeおよび／またはCoを必須成分とす
る合金薄板からなる。この場合、これら合金必須
成分中のCu含量は10〜80重量％、Ni含量は10〜
50重量％であり、残部はFeまたはCoあるいは任
意の組成比からなるFeおよびCoからなる。そし
て残部Feおよび／またはCoの含量は、必須成分
中、100重量％から上記CuおよびNi含量を差引い
た値であるが、少なくとも５重量％、好ましくは
10重量％以上の値である。

Cu含量が10重量％未満となると、保磁力Hcが
低下し、飽和出力レベルが低下し、80重量％をこ
えると、残留磁束密度Brが減少し、やはり飽和
出力レベルが低下する。また、Ni含量が10重量
％未満となると、Hcが低下し、飽和出力レベル
が低下、50重量％をこえると、Hcが低下し、や
はり飽和出力レベルが低下する。Feおよび／ま
たはCoの含量が５重量％未満となると、Brおよ
びHcが低下し、飽和出力レベルが低下する。

一方、本発明によつて得られる磁気記録体を構
成する合金薄板は、このような必須成分のみから
なる組成を有してもよい。又、これら必須成分に
加え、他の添加元素の１種以上を含有してもよ
い。この場合、添加元素の１種以上は、総計で磁
気記録体中の20重量％以下の範囲で含有させるこ
とができる。

このような添加元素のうち最も好ましいものと
しては、Mnを挙げることができる。Mnは、磁
気記録体を構成する合金薄板中0.05、特に0.1重
量％以上含有されるとき、残留磁束密度、保磁
力、角形比等の磁気特性を格段と向上させ、磁気
記録体としての種種の特性を向上せしめるもので
ある。ただ、その含量が合金薄板中10重量％より
大となつたときには、逆にそのような効果は半減
してしまう。このため、Mnは磁気記録体を構成
する合金薄板中０〜10重量％、より好ましくは
0.05〜10重量％含有せしめられることが好まし
い。

他方、このようなMnに代え、あるいはMnに
加え、更に他の添加元素を含有させることができ
る。このような、本発明による磁気記録体を構成
する合金薄板中に含有される１種以上の他の添加
元素としては、Ｖ、Si、Ｂ、Ti、Zr、Ta、Cr、
Nb、Ｗ、Mo等の他の遷移金属元素あるいは
Ａ、Ａ族元素等を挙げることができる。この場
合には、これらの１種以上は、総計で、概ね、磁
気記録体中に０〜５重量％含有させることができ
る。

このような組成を有する本発明によつて得られ
る磁気記録体を構成する合金薄板は、それを構造
的にみたときには、実質的にスピノーダル分解型
組織あるいは析出硬化型組織と称される組織から
構成されている。この場合、スピノーダル分解型
ないしは析出硬化型組織と称されるものは、例え
ば、日本金属学会会報、第12号（1973年）、第289
ページに記載されているように、過飽和固溶体の
多次元合金が核の生成を伴うことなく、濃度だけ
の変動を生じて、２相に分離して形成された組織
のことをいう。そして、本発明による磁気記録体
の合金薄板は、このような組織構造を有する結
果、磁気硬化せしめられているものである。な
お、本発明によつて製造される磁気記録体を構成
する合金薄板は、このようなスピノーダル分解な
いしは析出硬化の結果、一般に、数100Å程度の
粒径の針状等の形状異方性を有する粒子からなり
たつている。

一方、このような組成と構造とを有する本発明
によつて得られる磁気記録体の合金薄板は、１mm
以下の厚さを有する。この場合、製造上の歩留
り、あるいは磁気特性の点からは、0.5μｍ〜１mm
の厚さであることが好ましい。そして、磁気デイ
スク、磁気ドラム、磁気カード等の磁気記録体と
して適用するときには、このような板厚全範囲に
おいて、実用上満足しうる特性を発揮し、きわめ
て良好な高出力、高密度記録適性を得る。ただ、
オーデイオ用、ビデオ用、計算機用等の各種長尺
磁気テープとして用いるときには、その板厚は
0.5〜20μｍとすることが好ましい。長尺の磁気テ
ープとするときには、20μｍ以上の板厚ではその
可とう性が減少し、磁気ヘツドとの、接触安定性
あるいは浮上すきま安定性等が悪くなり、入出力
特性が走行に伴い変動するからである。なお、磁
気テープとして、板厚を更に薄くして、0.5〜10μ
ｍとしたときには、高域特性やＦ特がより向上す
ることになる。

本発明によつて製造される磁気記録体は、この
ような合金薄板から構成されるものである。従つ
て、この合金薄板自体から、各種カセツト・オー
プンリール等の磁気テープとなしたり、磁気デイ
スク、磁気ドラム、磁気スケール、磁気シート等
となしたものであつてもよい。又、合金薄板と各
種支持体を貼り合わせ、磁気テープ、磁気デイス
ク、磁気ドラム、磁気カード、磁気シート等とな
したものであつてもよい。

このような磁気記録体は、本発明に従い、以下
のように製造される。

先ず、対応する組成の合金ないしは混合物を溶
融し、いわゆる液体冷却法に従い、薄板化する。
この場合の薄板化は、それが最終厚となるように
行つてもよいが、後の磁気硬化処理において、後
述のように冷間圧延を行うときには、その際の圧
延率を考慮に入れた厚さになるようにすればよ
い。

この場合、合金の薄板化は、いわゆる液体冷却
法を用いるものであり、これにより、本発明の効
果が実現するものである。

そこで、手順に従い説明すれば、一般に、所定
の組成比となるよう、Cu、NiならびにFeおよ
び／またはCoと、必要に応じて他の所定量の添
加元素を秤量し、これらを配合する。次いで、通
常は、これを例えば真空中で高周波誘導加熱して
溶解し、更に例えば真空中で鋳造する。このよう
にして母合金が得られる、この母合金を後述の液
体冷却法における原材料として用いるものである
が、この原材料母合金は、この他の方法で得られ
たものであつてもよく、又原料元素の混合物を用
いてもよい。

次いで、この母合金、ないしは原料元素混合物
を加熱管中で溶解し、融液となす。そして、この
融液を加熱管中のノズルから噴出させ、公知の液
体冷却法における、片ロール、双ロール、インサ
イドインジエクシオン方式等における種々の回転
冷却体に接触させる。これにより、融液は、概ね
10⁰℃／sec以上、好ましくは10²℃／sec以上の冷
却速度で冷却され、凝固し、それ自体薄板化し、
長尺の薄板として引き出されることになる。この
場合、母合金等の溶解雰囲気、あるいは凝固雰囲
気は種々の雰囲気下で行うことができるが、通常
は真空、不活性、非酸化性あるいは還元性雰囲気
下で行うことが好ましい。又、融液の噴出速度、
冷却体の回転速度、冷却体の材質等は、公知の他
材料に対する液体冷却法において採用されている
条件に準じて、適宜決定することができる。

なお、このようにして液体冷却法により薄板化
した合金は、数mm〜10μｍの広範囲な板厚とし
て、液体冷却条件を適宜設定することにより得る
ことができるので、その後の磁気硬化処理前にあ
えて圧延処理を施す必要はないが、場合によつて
は、液体冷却法により薄板化した後、更にその薄
板に対して冷間圧延を施して、所望厚の薄板とし
ておくこともできる。

次いで、このように液体冷却法を用いて薄板化
した合金に対し、そのスピノーダル分解、ないし
は析出硬化を行い、磁気硬化を生ぜしめるための
処理を施す。

このような磁気硬化処理としては、薄板化した
合金を、例えば550〜650℃にて、例えば30分〜30
時間程度無磁場中で加熱保持した後、徐冷して行
う時効を施すだけでもよい。ただ、このような時
効としては、例えば550〜650℃にて、例えば30分
〜10時間程度無磁場中で加熱保持した後、それを
徐冷しながら、例えば400〜450℃程度に降下する
まで、例えば10〜50℃きざみで、それぞれの温度
に例えば30分〜50時間程度づつ保持する多段時効
を行つたり、あるいは、例えば0.5〜20℃／hr程
度の冷却速度で徐冷しながら行う連続時効を施し
たりすることによつて行うことが好ましい。

この場合、このような磁気硬化処理において
は、時効初期におけるスピノーダル分解粒子の析
出時、あるいは粒子析出後の一定時期において、
更に所定の処理を付加し、析出粒子の形状異方性
増大を図ると、合金薄板は、より大きな形状異方
性を有する粒子の整列からなる構造をもつに至
り、磁気特性の点で、より好ましい結果を得る。

このような形状異方性増大のための一手段とし
ては、磁気硬化処理初期の時効の磁場中で行う態
様がある。この場合、このような前段磁場中時効
は、合金組成によつては行うことができないもの
もあるが、キユリー点がある程度以上の値を示
し、磁場処理可能な組成の合金に対しては、磁気
特性を向上させる点で有効な手段となる。このよ
うな磁場中時効が可能な場合には、前記のように
して種々の態様で行う時効において、少なくとも
その初期ないし前段の時効を、例えば1000〜
3000Oe程度の磁場を印加しながら行えばよい。

しかし、このような磁場中時効は、合金組成に
よつては、そのキユリー点温度から行うことがで
きないことが多い。このため、形状異方性増大の
ための手段として、圧延を用いることが好まし
い。この場合には、一般に、無磁場中において、
例えば550〜650℃の温度にて、例えば30分〜10時
間程度の前段時効を施した後、更に圧延を行い、
これにより析出後の粒子により大きな形状異方性
を付与するとともに、薄板を最終所定厚となし、
その後、再び無磁場中での後段時効を施す態様を
採用するのが好ましい。このような場合、圧延
は、通常冷間にて、圧延率（圧下率）が例えば99
％〜99.9％程度となるまで行うことができ、これ
により最終所望厚とすればよい。又、前段時効と
しては、磁場中にて行つてもよいが、通常は無磁
場中で行えば十分であり、又、後段時効として
は、例えば前記したような温度プロフイールで行
うところの、所定温度から冷却しながら行う多段
ないしは連続時効として行うことが好ましい。

なお、これら無磁場中ないしは磁場中での各時
効は、空気中で行うこともできるが、真空、不活
性、非酸化性ないしは還元性雰囲気下で行うこと
が好ましい。

このようにして磁気硬化せしめられた薄板は所
定の形状、寸法とされ、必要に応じて支持体と貼
り合わせられ、次いで所定の加工を施され、各種
磁気記録体として製造される。

本発明の製造方法は以上のとおりであるが、本
発明によつて製造される磁気記録体は、きわめて
高い保磁力、残留磁束密度および角形比を有し、
又析出粒子の粒子径が小さいので、各種磁気記録
体として、きわめて高い出力で、Ｓ／Ｎ比のよ
い、しかも高分解能の高密度磁気記録を行うこと
ができる。又、このような磁気記録体は磁気ヘツ
ドとの長期間に亘る摺接によつても摩耗を殆んど
生じない。そして、本発明の製造方法によれば、
磁気硬化前の薄板化処理として、液体冷却法を用
い融体から直接薄板にするので、冷間での圧延加
工を施して薄板化する場合のように、鋳造母合金
に生じている鋳造組織の影響は全くなく、圧延を
行う前に必ず必要とされていた高温における長時
間の溶体化処理や、更にはそれに引き続く温間鍛
造を行う必要がない。このため、特に高温におけ
る長時間処理が不要となる点で、その製造はきわ
めて容易となり、このため量産性は格段と向上す
る。又、液体冷却法を用いないときには、溶体化
処理や温間鍛造などの工程を挿入したとしても、
それでも鋳造時に生じる鋳造組織を消滅させるこ
とができないことがあり、このため１mm以下の薄
板とするときには、その製造歩留りがかなり低い
ものとなるが、これに対し本発明では、液体冷却
法を用いる結果、製造歩留りは格段と向上し、品
質のバラツキも殆んどない。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

実施例１ Cu60重量％、Ni20重量％およびFe20重量％の
組成となるよう、各元素を秤量し、配合した。次
いで、これを真空中で高周波誘導加熱により溶解
し、やはり真空中で鋳造し、母合金を作成した。

次いで、このようにして得た母合金を用い、液
体冷却法により薄板化した。すなわち、母合金を
真空中で加熱管中にて溶解し、融液とし、この融
液をアルゴンガスの加圧により、加熱管のノズル
より10ｍ／secの噴出速度で、回転冷却体表面に
吹きつけた。回転冷却体としては、300mmφの鉄
製片ロールを用い、これを600rpmで回転させた。
一方、融液噴出雰囲気は、やはり真空とし、融液
をこの回転冷却体に吹きつけることにより、冷却
凝固した2000μｍ厚の長尺の薄板を得た。

このようにして得た薄板に対し、真空中で、
600℃にて、５時間無磁場中の時効を行つた後、
常温にて冷間圧延を行い4μｍの厚さの長尺薄板
を得た。次いで、この薄板につき、真空中で580
℃にて１時間加熱保持し、更に、580℃から冷却
しながら、無磁場中での多段時効を行つた。この
場合、多段時効は、20℃温度が下がるごとに、そ
の温度に１〜10時間停滞させ、しかも温度が低く
なるに従いこの停滞時間を長くして行き、最後に
温度が460℃まで下がつたときに10時間保持し、
その後冷却することによつて行つた。

このようにして磁気硬化せしめた4μｍ厚の薄
板は、その表面性、薄板性が、きわめて良好であ
つた。この薄板につき、これをスリツタにかけ所
定巾となし、オーデイオ用カセツトテープを作成
した。

このようにして得たカセツトテープにつき、そ
の磁気特性として、残留磁束密度Br、保磁力
Hc、および角形比Br／Bs（Bsは飽和磁束密度）
を測定したところ、Br＝6.0kG、Hc＝720Oe、
Br／Bs＝0.96を得た。

次いで、このカセツトテープをカセツトテープ
レコーダ内に装置し、磁気ヘツドと摺接させつ
つ、10kHzの記録を行い、10kHzの記録信号を再
生したところ、その再生レベル変動率は0.5dBで
あつた。この場合、γ−Fe₂O₃＋Coを磁性粉とす
る市販の塗布形カセツトテープの10kHz再生レベ
ル変動率も10kHzであり、そのヘツド接触特性は
従来の塗布形磁気テープと同等の値であると判定
された。

更に、上記のようにして得たカセツトテープに
つき、333Hzにおける３％第３次高調波歪での出
力レベル（MML）と、14kHzにおける飽和出力
レベル（MOL）とを測定し、上記塗布形カセツ
トテープのそれとのレベル差を求めたところ、
MMLにつき4.3dB、MOLにつき10.8dBを得た。
この結果、本発明によつて得られた上記カセツト
テープは、きわめて高出力で、しかも良好な高域
特性を示すことがわかる。

比較例実施例１における鋳造母合金を用い、これを真
空中で1000℃、10時間溶体化処理した後、400℃
にて温間鍛造した。次いで、常温にて冷間圧延を
行い200μｍ厚の薄板を得た。

しかる後、実施例１と全く同様に時効、圧延、
多段時効を順次施し、4μｍ厚の薄板を得た。

このようにして得た薄板から、実施例１と全く
同様にカセツトテープを作成し、実施例１と同様
に、その磁気特性、10KHz再生レベル変動率、
333HzMML、および14kHzMOLを測定したとこ
ろ、上記とほぼ同等の結果を得た。ただし、液体
冷却法を用いる実施例１と比較したとき、このよ
うにして得られた薄板にはヒビが生じていたり、
表面性も悪く、更には切断箇所もあり、品質の均
質性、歩留りの点において、実施例１におけるも
のより明らかに劣るものであつた。

このような結果から、本発明においては、高温
における溶体化処理などの煩瑣は工程を何ら必要
とせず同等の特性を得られること、およびその際
の製造歩留りが良好であることが明白である。

実施例２ Cu50重量％、Ni20重量％、Co20重量％および
Fe10重量％からなる組成につき、実施例１と同
様に母合金鋳造、液体冷却による薄板化、時効、
圧延、多段時効を順次行い、良好な品質の4μｍ
の長尺薄板を得た。これから実施例１同様、カセ
ツトテープを作成したところ、Br＝5.1kG、Hc
＝760Oe、Br／Bs＝0.97を得た。

これに対し、比較例と同様、液体冷却法を用い
ず、母合金に溶体化、鍛造、時効、圧延、多段時
効を順次施し、4μｍの薄板を得たところ、薄板
の表面性が悪く、又ヒビの発生等があり、その製
造歩留りは上記に対し格段と劣るものであること
が確認された。なお、表面性の良好な部分につ
き、それからカセツトテープを作成し、その磁気
特性を測定したところ、上記と同等の値を得た。

実施例３ Cu70重量％、Ni20重量％、Fe10重量％および
Mn2重量％からなる組成につき、実施例１およ
び比較例と、それぞれ全く同様の処理を施し、２
種の4μｍ厚の薄板を得、それからカセツトテー
プを作成したところ、それぞれほぼ同等の磁気特
性を得た。ただし、その製造歩留りの点では、上
記におけると同様、本発明における場合の方が格
段と良好であつ。

Claims

【特許請求の範囲】

１１mm以下の合金薄板から構成される磁気記録
体の製造方法において、Cu、NiならびにFeおよ
び／またはCoを必須成分として含み、この必須
成分中のCu含量が10〜80重量％であり、Ni含量
が10〜50重量％であり、残部少なくとも５重量％
以上のFeおよび／またはCoから構成される組成
をもつ混合物ないし合金を融解し、この融液を冷
却体表面に接触させ、冷却凝固した合金薄板を形
成し、次いで磁気硬化処理を施して、１mm以下の
厚さの合金薄板を得ることを特徴とする磁気記録
体の製造方法。