JPS6411108B2

JPS6411108B2 -

Info

Publication number: JPS6411108B2
Application number: JP10819986A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Usui; Kozo Hoshino; Yoshihiro Mitsuta
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1989-02-23
Also published as: JPS62263955A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は磁気デイスク用アルミニウム合金板の
製造方法に関し、さらに詳しくは、信頼性の高い
高記録密度磁気デイスク用アルミニウム合金板の
製造方法に関するものである。［従来技術］従来から、磁気デイスク用基盤は、非磁性、強
度、耐熱性等の点からアルミニウム合金が使用さ
れている。しかし、磁気記録密度の向上に伴い磁気デイス
ク用基盤と磁気ヘツドとの間隔は益々小さくな
り、また、記録の単位面積も小さくなることか
ら、磁気デイスク用基盤表面の粗度はできるだけ
小さいことが要求され、さらに、基盤表面の欠陥
はできるだけ小さく、かつ、少ないことが要求さ
れている。このような、要求に対する改善策として、本発
明者は従来の5086合金に対して、 (1) 特公昭60―140号公報に説明したように、高
凝固速度化による晶出化合物の微細化（3μm以
下）およぴマクロ組織の安定化による表面精度
の向上について、また、 (2) 薄板連続鋳造時のサーフエイス・ラインパタ
ーンの問題点を見出し、鋳造板厚のさらなる限
定および熱処理等によりこれを改善し、特開昭
57―185961号公報記載の発明を提案した。しかしながら、磁気デイスク記録密度のさらな
る増加および精密切削技術の向上ににより、素材
に対して、寸法精度のさらなる向上、晶出化合物
のさらなる微細化が要求されている。また、磁性膜の薄膜化に伴い、磁気媒体の加工
工程中においても基盤の表面精度が劣化しないこ
とが要求されている。即ち、信頼性の高い高記録密度磁気記録媒体と
するために、晶出化合物のさらなる微細化と共に
基盤加工以後の工程中における表面精度の保証が
必要となつた。しかして、上記に説明した製造方法により得ら
れた基盤においては、基盤の表面精度は良好では
あるが、磁気媒体として使用した際に記録エラー
が発生することがあり、信頼性に欠ける場合があ
つた。［発明が解決しようとする問題点］本発明は上記に説明したように従来における磁
気デイスク用アルミニウム合金板の製造方法の
種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行
い、かつ、検討を重ねた結果、鋳造時の凝固状態
の乱れに起因して鋳造板内部に形成・巻き込まれ
るAl―10〜20wt％Mgの「ハードスポツト」の存
在により、この部分にガス集中が起り、その結果
微少なフクレ（高さ2000A程度）が生じて記録エ
ラーとなることを見出し、この知見に基づいて、
晶出化合物をより微細化し、かつ、鋳造時に生成
される［ハードスポツト］を低減することにより
信頼性の高い高記録密度の磁気デイスク用アルミ
ニウム合金板の製造方法を開発したのである。［問題点を解決するための手段］本発明に係る磁気デイスク用アルミニウム合金
板の製造方法の特徴とするところは、 Mg3.5〜5.5wt％、Be0.5〜50ppm を含有し、不純物として、 Si≦0.04wt％、Fe≦0.04wt％、 Mn≦0.2wt％、Cr≦0.06wt％、 Ti≦0.006wt％に規定し、残部Alよりなるアルミニウム合金を
薄板連続鋳造法により４〜10mmの板厚に鋳造し、
冷間圧延の前に380〜480℃の温度において１〜24
時間の焼鈍を行うことにある。本発明に係る磁気デイスク用アルミニウム合金
板の製造方法について以下詳細に説明する。先ず、本発明に係る磁気デイスク用アルミニウ
ム合金板の製造方法に使用するアルミニウム合金
の含有成分および含有割合について説明する。 Mgはデイスク用基盤に所定の強度を付与する
のに必須の元素であり、デイスク基盤の寸法によ
つては2wt％以上からでもよいが、14インチ
（368mm）径デイスクを考慮すると、3.5wt％以上
を含有させる必要があり、また、5.5wt％を越え
て含有されると［ハードスポツト］が形成されや
すくなると共にMgOの非金属介在物の生成頻度
が増加する。よつて、Mg含有量は3.5〜5.5wt％
とする。 Beは連続鋳造時の溶湯から水冷ロール、水冷
ベルト等の冷却体に接触するまでの溶湯表面の
Mgの酸化抑制のために含有させるものであり、
そして、Mgを含有をするアルミニウム合金はノ
ズル冷却体間で溶湯表面に厚い酸化皮膜を形成
し、この酸化皮膜は周期的に鋳造材中に巻き込ま
れると共に溶湯の流れの均一性を乱すため、鋳造
板の凝固状態が乱れ、その結果Mg濃度が10〜
20wt％の［ハードスポツト］を形成することが
判明し、この現象を軽減するためBeを含有させ
て、溶湯表面に極めて薄い酸化皮膜を形成させる
のであり、この効果を発揮させるためには含有量
は0.5ppm以上を含有させる必要があり、また、
50ppmを越えて含有されると効果は飽和してしま
い、それ以上含有させることは無駄であり、高価
となる。よつて、Be含有量は0.5〜50pmとする。 Si、FeはAl―Fe、Mg₂Si等の晶出化合物を形
成し易いため、Si含有量は≦0.04wt％、Fe含有
量は≦0.04wt％に規制する。 MnはAl―Fe―Mn系の晶出化合物を形成し易
いため、Mn含有量は≦0.2wt％とする。 Crは本発明に係る磁気デイスク用アルミニウ
ム板合金の製造方法に使用するアルミニウム合金
は不純物が少ないのでデイスク基盤としての使用
時に完全軟質材とするに際して粗大結晶粒の生成
を防止するために含有させるものであり、含有量
が0.06wt％を越えて含有されるとAl―Fe系晶出
化合物の粗大化傾向が強くなる。よつて、Cr含
有量は≦0.06wt％に規制する。 Tiは鋳塊結晶粒の微細化に極めて有効である
が、Al―Ti系金属間化合物を形成するため少量
とする必要があるが、少量とすると結晶粒の微細
効果は期待できず、さらに、高純度であることに
より、形成される化合物が小さく、かつ、少ない
ため組織調整も不要である。よつて、Ti含有量
は≦0.006wt％とする。上記以外の成分としてCuは不純物程度の含有
は許容されるが、しかし、デイスク基盤としての
使用時に完全軟質材とした際の粗大再結晶粒傾向
において、結晶粒間の方向性の差を少なくする効
果、および、それ自体の強度向上効果の複合によ
り切削性、研削性を高めるのに有効であり、その
ために含有量は0.3wt％までの含有は許容される
が、0.3wt％を越えて含有されると再結晶粒界に
Al―Mg―Cu系の析出化合物が形成されるため、
精密切削時の表面精度がかえつて低下するので
Cu含有量は0.3wt％未満とする。次に、本発明に係る磁気デイスク用アルミニウ
ム合金板の製造方法の鋳造および熱処理について
説明する。上記説明したアルミニウム合金を連続鋳造によ
り薄板を製造する場合に、アルミニウム合金の溶
湯を溶湯供給ノズルにより供給する際に、冷却体
の間隙にNe，Ar，Ｎ等の不活性ガスを供給し溶
湯表面の酸化皮膜の形成を防止し、この不活性ガ
スによるシールドはBeを含有させる効果と相ま
つて溶湯の表面酸化防止に有効であり、その結果
凝固の乱れを抑制でき、さらに、［ハードスポツ
ト］の低減効果があり、また、ガスシールドは密
閉方式であれば流量は殆ど不要であるが、鋳造機
の構造から密閉が困難な場合は定常的なガスフロ
ー方式が望ましく、この場合鋳造板１cm当たり幅
（片面）５c.c.／min以上とするのが好ましく、ま
た、流量が多すぎると逆にノズル〜ロール間の湯
の流れが不均一になる傾向があり、シールドガス
供給量は500c.c.／min以下とするのがよい。そし
て、このような環境下において４〜10mmの板厚に
鋳造する。次に、この鋳造板の冷間圧延前に、380〜480℃
の温度において、１〜24時間の焼鈍を行う。この
焼鈍は僅かではあるが、鋳造板中に形成される
Mg含有量が10〜20wt％のハードスポツトを固溶
拡散させて無害化するためであり、380℃未満で
はこの効果が少なく、また、480℃を越える温度
ではハードスポツト部にバーニング現象が生じ易
くなる。よつて、焼鈍温度は380〜480℃とする。また、保持時間は１時間未満ではハードスポツ
トの均一な拡散効果が少なく、また、24時間を越
えると効果は飽和してしまい無駄である。よつ
て、焼鈍時間は１〜24時間とする。そして、この
拡散効果をさらに完全にするためには、２回目の
焼鈍を480〜580℃の温度において１〜24時間行う
ことが望ましい。さらに、ハードスポツトの偏析が比較的少ない
場合は、１回目の焼鈍を480℃以上で行うことも
可能である。この焼鈍後の鋳造板を20％以上の圧延率で冷間
圧延を行うが、この圧延率が20％未満ではデイス
ク用基盤としての加工中の完全軟化処理時に再結
晶粒が粗大化する場合があり、仕上げ切削、研削
時に粗大結晶粒に起因する段差が生じ易くなり、
充分な表面精度が得られない。また、歪み除去の
向上、板厚精度の向上の観点からも冷間圧延は必
要である。そのためにも、冷間圧延の圧延率は20
％以上とするのが好ましい。なお、軟質材とするための焼鈍はバツチ方式で
は320〜450℃の温度において１〜10時間行うのが
好ましく、特に350〜400℃とするのが望ましい。
また、急冷加熱方式ではさらに高温においても可
能である。［実施例］本発明に係る磁気デイスク用アルミニウム合金
板の製造方法の実施例を説明する。実施例１第１表に示す含有成分および含有割合のアルミ
ニウム合金を溶解、精錬した後、第１表に示した
板厚に鋳造した。この場合、溶湯供給ノズル〜冷
却体間にArガスを鋳造板の片面１cm当たり38
c.c.／minの流量で供給し、溶湯表面をシールドし
た。また、この時の鋳造板の水素ガス含有量は
0.23c.c.／100ｇであつた。鋳造板を450℃の温度に４時間焼鈍した後、２
mm厚まで冷間圧延を行つた。さらに、打ち抜き、
歪取り焼鈍を350℃の温度において４時間行つて
完全軟質材とした後、精密切削を行いデイスク用
基盤とした。このデイスク用基盤の晶出化合物の分布を測定
し最大晶出化合物サイズの測定結果を第２表に示
す。この第２表から明らかなように、本発明に係
る磁気デイスク用アルミニウム合金板の製造方法
に使用するアルミニウム合金では晶出化合物のサ
イズが2.0μｍ以下となつている。なお、この仕上
げ面の表面精度はいずれも0.006〜0.007μｍRaで
あり、測定値における差は認められなかつた。さらに、これらのデイスク用基盤を、30℃の蓚
酸水溶液中で3A／ｄm²の電流密度で12μｍの陽極
酸化皮膜を形成した後、40℃の15％H₂SO₄水溶
液中に15分間浸漬し、さらに、研磨布および研磨
剤を用いて研磨仕上げを行つた。この研磨仕上げ
後の表面租度は0.01μｍRmaxであつた。即ち、本発明に係る磁気デイスク用アルミニウ
ム合金板の製造方法によれば、高記録密度化が可
能な磁気デイスク用基盤の製造が容易である。なお、Cu含有は第３表に示すように、強度向
上に有効であるがNo.８では陽極酸化の際に、Al
―Mg―Cu系の粒界析出物が優先的に溶解し溝が
形成されるためデイスク用基盤としては不適であ
つた。

【表】

【表】実施例２第４表に示す含有成分、含有割合のアルミニウ
ム合金を溶解し、７mm厚に鋳造した。鋳造に際し
ては溶湯供給ノズル〜冷却ロールの間隙にArガ
スを第４表に示した量を供給した。鋳造された板を第５表に示した焼鈍条件で焼鈍
後、３mm厚まで冷間圧延を行つた。その後さらに
打ち抜き、歪み取り焼鈍（350℃の温度で２時
間）、精密切削を行い、デイスク基盤とした。さらに、脱脂、表面処理、磁気膜塗布、塗膜焼
成乾燥（250℃の温度で１時間）、研磨を行い磁気
デイスクとした。これらの磁気デイスクの異常（フクレ）を判定
し結果を第５表に示す。この第５表よりフクレの発生率は、本発明に係
る磁気デイスク用アルミニウム合金板の製造方法
以外の方法では信頼性に欠け、デイスク基盤とし
て不適切であることは明らかであり、また、490
℃の温度における２時間の焼鈍でバーニングが生
じ、精密切削の時点で不適正な基盤と判断され
た。

【表】

【表】［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る磁気デイス
ク用アルミニウム合金板の製造方法は、上記の構
成を有しているものであるから、良好な強度を有
し、表面精度に優れているので記録エラーが少な
く、高記録密度で有り、極めて信頼性の高い磁気
デイスク用基盤が製造できるという効果を有する
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mg3.5〜5.5wt％、Be0.5〜50ppm を含有し、不純物として、 Si≦0.04wt％、Fe≦0.04wt％、 Mn≦0.2wt％、Cr≦0.06wt％、 Ti≦0.006wt％に規定し、残部Alよりなるアルミニウム合金を
薄板連続鋳造法により４〜10mmの板厚に鋳造し、
冷間圧延の前に380〜480℃の温度において１〜24
時間の焼鈍を行うことを特徴とする磁気デイスク
用アルミニウム合金板の製造方法。