JP2004330274A - Manufacturing method of cobalt pellet material for forming vapor-deposited film - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は蒸着によってCo薄膜を形成するための蒸着膜形成用Coペレット材の製造方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
従来より磁気記録媒体形成用の材料として、詳しくはベース層の上層に磁性層を形成するための材料として純CoやNiを含有したCo−Ni合金(例えばNi:5〜25重量%含有のCo合金)等のCo材料が用いられている。
そしてこれらのCo材料を用いて樹脂テープ等のベース層の上層に磁性層を形成する方法として蒸着手法が用いられている。
【0003】
この蒸着による膜形成は、例えば真空処理室内のるつぼに供給した上記Co材料から成るCoペレット材に電子銃からの電子ビームを照射してこれを加熱溶融し、その蒸気を真空処理室を通過する樹脂テープ等のベース層に付着及び冷却結晶化させることによって行う。そしてこれによりベース層の上層にCo磁性層が形成される。
【0004】
このとき、即ちCoペレット材を電子ビーム溶解する際スプラッシュが生じることがあり、而してそのようなスプラッシュが生じると、蒸着膜(Co磁性層)に結晶の乱れが生じて同部分の磁気特性が悪化したり、最悪の場合には磁性層が欠落してしまう問題を生ずる。
【0005】
このスプラッシュの発生原因については必ずしも定かでないが、このスプラッシュにはCoペレット材中に含まれている介在物が関与しているものと考えられる。
具体的には、Coペレット材に含有されている介在物、特に酸化物系介在物に電子ビームが当ると介在物が酸素と金属とに分解し、そして分解により生じた酸素がCoペレット材中に残存する炭素と反応してCOガスとなり、そのCOガスが一気にはじけてスプラッシュを生ぜしめると考えられる。
【0006】
Co材料をベース層の上層に真空蒸着し、膜形成する際の問題を解決するものとして、例えば下記特許文献1に開示のものが公知である。
この特許文献1では、Niを5〜25重量%含有するCo−Ni合金を蒸着用材料として用い、そしてこれを電子ビームの照射により溶解及び蒸気化してベース層の上層に蒸着膜を形成する際、N2やO2等のガスが発生して蒸着膜、即ち磁性層の厚みむらやピンホールを発生させることから、その解決手段としてCo原料をNi原料とともに真空誘導溶解した後、真空アーク再溶解、つまり2回の溶解を行うことを提案している。
【0007】
しかしながら本発明者等がこれを行ったところ、介在物が原因と思われるスプラッシュの抑制に対しては十分な効果が上げられないことが判明した。
【0008】
本発明はこのような課題を解決することを目的としてなされたものである。
尚、真空蒸着の際の問題点を解決するものとしては下記特許文献2に開示のものがあるが、この特許文献2に開示のものもまた真空蒸着の際のN2やO2等のガスの発生を抑制することを目的としたものであり、本発明とは解決課題及び解決手段の異なるものである。
【0009】
【特許文献1】
特開平9−227968号公報
【特許文献2】
特開平7−252565号公報
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために案出された本発明の蒸着膜形成用Coペレット材の製造方法は、Co原料を真空溶解及び鋳造してインゴットを得た後、該インゴットより蒸着膜形成用Coペレット材を得るに際し、前記真空溶解を、再溶解を行わない1回だけの溶解とするとともに、前記インゴットを2t以上の大きな塊で鋳造することを特徴とする(請求項1)。
【0011】
また請求項2は、請求項1において前記Coペレット材が純Co材であることを特徴とし、請求項3は、請求項1,2の何れかにおいて前記真空溶解が真空誘導溶解であることを特徴とする。
【0012】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、真空溶解を再溶解を行わない1回だけの溶解とするとともに、インゴットを2t以上の大きな塊で鋳造するもので、本発明は以下の知見の下になされたものである。
即ち本発明者等はCoペレット材中に含まれる介在物(酸化物)の大きさに着眼し、介在物が小さければCoペレット材を電子ビーム溶解したときにスプラッシュが生じたとしてもそのスプラッシュは勢いの弱い小さなものであると考えた。
【0013】
介在物が小さいということは、そこに含まれている酸素の量が少ないことを意味し、従ってCOガスが発生したとしてもその量は少なく、スプラッシュの勢いは弱いものであって、かかるスプラッシュが蒸着膜の結晶の配列を大きく乱すことにはならないと考えた。
【0014】
反対に介在物が大きければ電子ビーム照射によって発生する酸素の量も多くなり、従ってCOガスの発生量も多くなってスプラッシュの勢いが強くなり、蒸着膜の結晶の配列を大きく乱すものと考えられる。
【0015】
そこで本発明者等は、Coペレット材中に含まれている介在物を小さくすれば蒸着に際して介在物を無害化できると考え、そこで鋳造の際のインゴットの大きさを2t以上の大きなものとしたところ、このインゴットから得られるCoペレット材中の介在物サイズを小さく且つ少なくできることを確認した。
【0016】
これはインゴットの大きさを大きくすることで、凝固するまでの時間が長くなり、その間に介在物が比重の差によって十分に浮上分離し得て、介在物の分離効率が飛躍的に高まったことによるものと考えられる。
【0017】
本発明ではまた、真空溶解を再溶解を行わない1回だけの溶解とすることを他の特徴点としている。
従来の考え方は、溶解を2回溶解とすればそれだけ介在物の数を少なくし蒸着材料をより清浄化できるとするものであるが、実際に本発明者等が2回溶解を行ったところ、介在物の数は確かに少なくなるものの、2回溶解を行うことによって介在物が凝集生長し、却って有害な大型の介在物が生成することが認められた。
即ち介在物を小型化し無害化するためには、従来蒸着材料の清浄化のために行われていた2回溶解をやめ、1回限りの溶解とする方が有効であることが確認された。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【0018】
而してこのような本発明によれば、Coペレット材を用いて真空蒸着により膜形成する際、有害な激しいスプラッシュを良好に抑制し得て、磁気テープ等における磁性層を部分的な磁気特性の悪化をもたらすことなく良好に形成することができる。
【0019】
尚、本発明は純Co材から成るCoペレット材の製造方法として好適なものであり(請求項2)、また真空溶解として真空誘導溶解を好適に用いることができる(請求項3)。
【0020】
【実施例】
次に本発明の実施例を以下に説明する。
Co原料を図1(A)に示す真空誘導溶解炉10を用いて真空チャンバ12内で真空誘導溶解し、純Co溶湯を得た後、同じ真空チャンバ12内で純Co溶湯を鋳型14に注湯して2.5tの純Coのインゴットを得た。
尚、図1(A)において16,18は耐火物るつぼ,誘導コイルをそれぞれ表している。
【0021】
次にインゴットを外削した後分塊圧延を行い、その後熱間にて線材圧延を行ってφ10mmの線材となし、続いて表面のスケール除去を行った後、図2(A)に示すφ10mm×26mmL(長さ)のサイズの純Co材から成るCoペレット材20に切断加工し、次いでバレル研磨,超音波洗浄を行って表面の汚れ,油分等を除去した。
【0022】
このようにして得たCoペレット材20を更に切断して、図2(B)に示す断面8×20mm2のエリア(面積)Sについて顕微鏡観察し、更に画像解析によって介在物のサイズと個数とを調査した。
その結果が図3(イ)に示してある。
【0023】
但し図3(イ)の結果は、8個分のCoペレット材20の合計1280mm2(8×20mm2×8)のエリアについての結果を示したもので、図中縦軸は介在物の個数を、横軸は介在物サイズ(粒径:μm)を表している。
【0024】
これと併せて、比較のためにCo原料を図1(A)に示す真空誘導溶解炉10を用いて真空誘導溶解及び鋳造を行って大きさ1tの純Coのインゴットを得、同様にしてこれから図2(A)に示すサイズの純Co材から成るCoペレット材20を製造して、上記と同様の方法で介在物調査を行った。
結果が図3(ロ)に示してある。
【0025】
また同じく比較のためにCo原料を図1(A)に示す真空誘導溶解炉10を用いて真空誘導溶解した後、今度は図1(B)に示す真空アーク溶解炉22を用いて真空アーク再溶解を行い、得られた1tの大きさの純Coのインゴットから、上記と同様にして純Co材から成るCoペレット材20を得た後、同じく上記と同様の方法で介在物調査を行った。
その結果が図3(ハ)に示してある。
尚、図1(B)において24は電極を、26は水冷銅モールドを、28はCo塊を表している。
【0026】
図3(ハ)の結果に示しているように、純Coのインゴットの大きさを1tとし且つ再溶解を行った場合には、介在物の数こそ少なくなっているものの、2回溶解による介在物の凝集生長によって真空蒸着の際に有害と考えられる10μm以上の大きな介在物数が多くなっているのに対し、純Coのインゴットを同じ1tの大きさとした場合であっても、再溶解を行わないで1回限りの溶解とした場合、図3(ロ)に示しているように介在物の数は2回溶解した(ハ)のものに比べて多くなっているものの、真空蒸着の際の有害な介在物と考えられる10μm以上の大きな介在物の数はむしろ少なくなっている。
【0027】
他方、これらに対して純Coのインゴットの大きさを2.5tとなし且つ再溶解を行わない1回だけの溶解とした本実施例の場合には、図3(イ)に示しているように10μm以上の大きな介在物の数は0であり、また介在物の数自体も図3(ロ)に示す1tの大きさのインゴットとした場合に比べて少なくなっている。
【0028】
そして図3(イ)に示した介在物数及び介在物粒径分布を有する本実施例のCoペレット材20を用いて真空蒸着を行ったところ、スプラッシュの発生は抑制されており、ベース層の上層にCo磁性材の層を良好に形成することができた。
【0029】
以上は純Coのインゴットの大きさを2.5tの大きさとなした場合の例であるが、これを2tの大きさとした場合においても同じく良好な結果が得られた。
【0030】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明はNi含有のCo−Ni合金から成る蒸着膜形成用Coペレット材の製造に際しても適用可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で用いた真空誘導溶解炉を真空アーク溶解炉とともに示した説明図である。
【図2】本発明の実施例で得たCoペレット材の形状を介在物の調査エリアと併せて示した図である。
【図3】本発明の実施例で得たCoペレット材における介在物の粒径分布を比較例のそれと併せて示した図である。
【符号の説明】
20 Coペレット材(純Co材)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a Co pellet material for forming a deposited film for forming a Co thin film by vapor deposition.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Conventionally, as a material for forming a magnetic recording medium, specifically, a Co—Ni alloy containing pure Co or Ni (for example, a Ni—Co alloy containing 5 to 25% by weight) as a material for forming a magnetic layer on the base layer Alloy) is used.
A vapor deposition method is used as a method of forming a magnetic layer on a base layer such as a resin tape using such a Co material.
[0003]
In this film formation by vapor deposition, for example, an electron beam from an electron gun is applied to a Co pellet material made of the Co material supplied to a crucible in a vacuum processing chamber to heat and melt the same, and the vapor passes through the vacuum processing chamber. It is carried out by adhering to a base layer such as a resin tape and crystallizing by cooling. Thus, a Co magnetic layer is formed on the base layer.
[0004]
At this time, that is, when the Co pellet material is melted by the electron beam, a splash may be generated. If such a splash is generated, a crystal disorder is generated in the deposited film (Co magnetic layer), and the magnetic properties of the same portion are reduced. Is worsened, or in the worst case, the magnetic layer is missing.
[0005]
Although the cause of the occurrence of the splash is not always clear, it is considered that the splash involves the inclusions contained in the Co pellet material.
Specifically, when an electron beam is applied to inclusions contained in the Co pellet material, particularly oxide-based inclusions, the inclusions are decomposed into oxygen and metal, and the oxygen generated by the decomposition is contained in the Co pellet material. It is considered that the CO gas reacts with the carbon remaining in the CO to generate CO gas, and the CO gas bursts to generate a splash.
[0006]
As a solution to the problem of forming a film by vacuum-depositing a Co material on an upper layer of a base layer, for example, one disclosed in
In
[0007]
However, when the present inventors performed this, it was found that a sufficient effect was not obtained in suppressing the splash, which is considered to be caused by inclusions.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem.
In order to solve the problems at the time of vacuum deposition, there is one disclosed in
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-227968 [Patent Document 2]
JP-A-7-252565
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for producing a Co pellet material for forming a deposited film according to the present invention devised to solve the above-mentioned problem is to obtain an ingot by vacuum melting and casting a Co raw material, and then to form a Co pellet for forming a deposited film from the ingot. In obtaining the material, the vacuum melting is performed only once without re-melting, and the ingot is cast in a large lump of 2t or more (claim 1).
[0011]
Further,
[0012]
[Action and effect of the invention]
As described above, according to the present invention, the vacuum melting is performed only once without re-melting, and the ingot is cast in a large lump of 2 ton or more. The present invention is based on the following knowledge. It is.
That is, the present inventors have focused on the size of the inclusions (oxides) contained in the Co pellet material. If the inclusions are small, even if a splash occurs when the Co pellet material is melted by the electron beam, the splash is reduced. I thought it was a small one with little momentum.
[0013]
A small inclusion means that the amount of oxygen contained therein is small, so even if CO gas is generated, the amount is small and the momentum of the splash is weak. We thought that it would not significantly disturb the crystal arrangement of the deposited film.
[0014]
Conversely, if the inclusions are large, the amount of oxygen generated by electron beam irradiation also increases, so the amount of CO gas generated also increases, and the splash momentum increases, which is considered to greatly disturb the crystal arrangement of the deposited film. .
[0015]
Therefore, the present inventors consider that if the inclusions contained in the Co pellet material are reduced, the inclusions can be rendered harmless during vapor deposition, and the size of the ingot at the time of casting was increased to 2t or more. However, it was confirmed that the size of the inclusions in the Co pellet material obtained from the ingot can be reduced and reduced.
[0016]
This is because by increasing the size of the ingot, the time required for solidification becomes longer, during which the inclusions can be floated and separated sufficiently due to the difference in specific gravity, and the separation efficiency of inclusions has dramatically increased It is thought to be due to.
[0017]
Another feature of the present invention is that the vacuum melting is performed only once without re-melting.
The conventional idea is that if melting is performed twice, the number of inclusions can be reduced accordingly and the vapor deposition material can be further cleaned. However, when the present inventors actually melted twice, the number of inclusions was reduced. However, it was recognized that the inclusions grew and grew harmfully by performing the dissolution twice, and rather harmful large inclusions were formed.
That is, it was confirmed that in order to reduce the size of the inclusions and render the inclusions harmless, it is more effective to dissolve the deposition twice, which is conventionally performed for cleaning the vapor deposition material, and to dissolve the inclusions only once.
The present invention has been made based on such findings.
[0018]
Thus, according to the present invention, when a film is formed by vacuum evaporation using a Co pellet material, harmful and intense splash can be suppressed well, and the magnetic layer of a magnetic tape or the like is partially magnetically treated. Satisfactorily can be formed without causing deterioration of
[0019]
The present invention is suitable as a method for producing a Co pellet material made of a pure Co material (Claim 2), and vacuum induction melting can be suitably used as vacuum melting (Claim 3).
[0020]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described below.
The Co raw material is vacuum induction-melted in a
In FIG. 1A,
[0021]
Next, after the ingot was externally milled, slab rolling was performed, and thereafter, wire rod rolling was performed while hot to form a wire rod having a diameter of 10 mm. Subsequently, scale removal of the surface was performed. It was cut into a
[0022]
The
The result is shown in FIG.
[0023]
However, the results in FIG. 3 (a) show the results for a total area of 1280 mm 2 (8 × 20 mm 2 × 8) of the eight
[0024]
In addition, for comparison, a Co raw material was subjected to vacuum induction melting and casting using a vacuum
The results are shown in FIG.
[0025]
Similarly, for comparison, the Co raw material was vacuum induction-melted using a vacuum
The result is shown in FIG.
In FIG. 1B,
[0026]
As shown in the results of FIG. 3C, when the size of the pure Co ingot was set to 1 t and remelting was performed, although the number of inclusions was reduced, the inclusions due to the twice melting were reduced. Although the number of large inclusions of 10 μm or more, which is considered to be harmful during vacuum deposition due to coagulation growth, has increased, even if pure Co ingots have the same size of 1 t, remelting is not performed. In the case of melting only once, the number of inclusions is larger than that of melting twice (c) as shown in FIG. The number of large inclusions of 10 μm or more, which are considered as objects, is rather small.
[0027]
On the other hand, in the case of this embodiment in which the size of the pure Co ingot is set to 2.5 t and the melting is performed only once without re-melting, as shown in FIG. The number of large inclusions of 10 μm or more is 0, and the number of inclusions is smaller than that of the ingot having the size of 1t shown in FIG.
[0028]
Then, when vacuum deposition was performed using the
[0029]
The above is an example in the case where the size of the pure Co ingot is set to the size of 2.5t, but the same good result is obtained when the size of the ingot is set to the size of 2t.
[0030]
The embodiment of the present invention has been described in detail above, but this is merely an example.
For example, the present invention can be applied to the production of a Co pellet material for forming a vapor deposition film made of a Ni-containing Co-Ni alloy. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a vacuum induction melting furnace used in an embodiment of the present invention together with a vacuum arc melting furnace.
FIG. 2 is a diagram showing a shape of a Co pellet material obtained in an example of the present invention, together with a survey area for inclusions.
FIG. 3 is a diagram showing a particle size distribution of inclusions in a Co pellet material obtained in an example of the present invention, together with that of a comparative example.
[Explanation of symbols]
20 Co pellet material (pure Co material)
Claims (3)
前記真空溶解を、再溶解を行わない1回だけの溶解とするとともに、前記インゴットを2t以上の大きな塊で鋳造することを特徴とする蒸着膜形成用Coペレット材の製造方法。After obtaining the ingot by vacuum melting and casting the Co raw material, when obtaining a Co pellet material for forming a deposited film from the ingot,
A method for producing a Co pellet material for forming a deposited film, wherein the vacuum melting is performed only once without performing re-melting, and the ingot is cast in a large lump of 2t or more.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003132063A JP2004330274A (en) | 2003-05-09 | 2003-05-09 | Manufacturing method of cobalt pellet material for forming vapor-deposited film |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN104930851A (en) * | 2015-06-05 | 2015-09-23 | 无锡蠡湖增压技术股份有限公司 | Splash-proof device for vacuum melting |
-
2003
- 2003-05-09 JP JP2003132063A patent/JP2004330274A/en active Pending
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