JP2019040654A - Magnetic recording medium board, magnetic recording medium, and hard disk drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体及びハードディスクドライブに関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium substrate, a magnetic recording medium, and a hard disk drive.
近年、ハードディスクドライブに用いられる磁気記録媒体は、記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲ（magneto resistive）ヘッドやＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）技術が導入されて以来、磁気記録媒体の面記録密度の上昇は、更に激しさを増している。 In recent years, magnetic recording media used in hard disk drives have been remarkably improved in recording density. In particular, since the introduction of MR (magneto resistive) heads and PRML (Partial Response Maximum Likelihood) technology, the increase in surface recording density of magnetic recording media has become even more intense.
また、近年のインタ−ネット網の発展やビッグデータの活用の拡大から、データセンターにおけるデータの蓄積量も増大を続けている。そして、データセンターのスペース上の問題から、データセンターの単位体積当たりの記憶容量を高める必要性が生じている。すなわち、規格化されたハードディスクドライブの一台当たりの記憶容量を高めるため、磁気記録媒体の一枚当たりの記憶容量を高めることに加え、ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすことが試みられている。 In addition, with the recent development of the Internet network and the expansion of the use of big data, the amount of data stored in the data center continues to increase. Further, due to space problems in the data center, there is a need to increase the storage capacity per unit volume of the data center. In other words, in order to increase the storage capacity per standardized hard disk drive, in addition to increasing the storage capacity per magnetic recording medium, it is possible to increase the number of magnetic recording media stored in the drive case. Has been tried.
磁気記録媒体用基板としては、主に、アルミニウム合金基板とガラス基板が用いられている。このうち、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べて、靱性が高く、製造が容易であることから、外径が比較的大きい磁気記録媒体に用いられている。３．５インチのハードディスクドライブの磁気記録媒体に用いられるアルミニウム合金基板の厚さは、通常、１．２７ｍｍであるため、ドライブケースの内部には、最大で５枚の磁気記録媒体を納めることができる。 As a magnetic recording medium substrate, an aluminum alloy substrate and a glass substrate are mainly used. Among these, aluminum alloy substrates are used for magnetic recording media having a relatively large outer diameter because they have higher toughness and are easier to manufacture than glass substrates. Since the thickness of the aluminum alloy substrate used for the magnetic recording medium of a 3.5 inch hard disk drive is usually 1.27 mm, a maximum of five magnetic recording media can be stored inside the drive case. it can.
ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすため、磁気記録媒体に用いられる基板を薄くすることが試みられている。 In order to increase the number of magnetic recording media accommodated in the drive case, attempts have been made to reduce the thickness of the substrate used for the magnetic recording media.
しかしながら、基板を薄くした場合、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べて、フラッタリングが生じやすい。 However, when the substrate is thinned, the aluminum alloy substrate is more likely to flutter than the glass substrate.
フラッタリングとは、磁気記録媒体を高速回転させた場合に生じる磁気記録媒体のばたつきであり、フラッタリングが大きくなると、ハードディスクドライブにおける安定した読み取りが困難になる。 Fluttering is fluttering of the magnetic recording medium that occurs when the magnetic recording medium is rotated at high speed. If fluttering increases, stable reading with a hard disk drive becomes difficult.
例えば、ガラス基板においては、フラッタリングを抑制するために、磁気記録媒体用基板の材料として、比弾性（比ヤング率）の高い材料を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。 For example, in a glass substrate, in order to suppress fluttering, it is known to use a material having a high specific elasticity (specific Young's modulus) as a material for a magnetic recording medium substrate (see, for example, Patent Document 1). ).
また、３．５インチのハードディスクドライブのドライブケースの内部にヘリウムガスを充填することで、フラッタリングを低減し、これにより、アルミニウム合金基板を薄くし、ドライブケースの内部に６枚以上の磁気記録媒体を収納することが試みられている。 Moreover, fluttering is reduced by filling the drive case of a 3.5-inch hard disk drive with helium gas, thereby making the aluminum alloy substrate thinner and 6 or more magnetic recordings inside the drive case. Attempts have been made to store media.
磁気記録媒体用基板は、一般的には、以下の工程によって製造される。先ず、アルミニウム合金鋳塊を圧延して、厚さ２ｍｍ以下程度のアルミニウム合金板材を得て、得られたアルミニウム合金板材を円盤状に打ち抜いて所望の寸法にする。次に、打ち抜かれたアルミニウム合金板材の円盤に対して、内外径の面取り加工およびデータ面の旋削加工を施した後、旋削加工後のアルミニウム合金板材の表面粗さやうねりを下げるために、砥石による研削加工を施し、アルミニウム合金基板とする。その後、表面硬さの付与と表面欠陥の抑制を目的として、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰめっきを施す。次に、ＮｉＰめっき被膜が形成されたアルミニウム合金基板の両面（データ面）に対して、研磨加工を施す。 In general, a magnetic recording medium substrate is manufactured by the following steps. First, an aluminum alloy ingot is rolled to obtain an aluminum alloy sheet having a thickness of about 2 mm or less, and the obtained aluminum alloy sheet is punched into a disk shape to have a desired dimension. Next, after chamfering the inner and outer diameters and turning the data surface to the disk of the punched aluminum alloy plate material, use a grindstone to reduce the surface roughness and undulation of the aluminum alloy plate material after turning. Grinding is performed to obtain an aluminum alloy substrate. Thereafter, NiP plating is applied to the surface of the aluminum alloy substrate for the purpose of imparting surface hardness and suppressing surface defects. Next, polishing is performed on both surfaces (data surfaces) of the aluminum alloy substrate on which the NiP plating film is formed.
磁気記録媒体用基板は、大量生産品であり、高いコストパフォーマンスが求められるため、アルミニウム合金には、高い機械加工性と廉価性が求められる。 Since the magnetic recording medium substrate is a mass-produced product and requires high cost performance, the aluminum alloy is required to have high machinability and low cost.
特許文献２には、Ｍｇ：０．３〜６質量％、Ｓｉ：０．３〜１０質量％、Ｚｎ：０．０５〜１質量％およびＳｒ：０．００１〜０．３質量％を含み、残部がＡｌおよび不純物からなるアルミニウム合金が開示されている。 Patent Document 2 includes Mg: 0.3-6 mass%, Si: 0.3-10 mass%, Zn: 0.05-1 mass%, and Sr: 0.001-0.3 mass%, An aluminum alloy whose balance is made of Al and impurities is disclosed.
また、特許文献３には、０．５質量％以上２４．０質量％以下のＳｉと、０．０１質量％以上３．００質量％以下のＦｅとを含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなる磁気ディスク用アルミニウム合金基板が開示されている。 Patent Document 3 contains 0.5% by mass or more and 24.0% by mass or less of Si and 0.01% by mass or more and 3.00% by mass or less of Fe, and the balance Al and unavoidable impurities. An aluminum alloy substrate for a magnetic disk is disclosed.
また、特許文献４には、Ｚｒ０．１ｗｔ％以下を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度において焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧延板を製造する磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法が開示されている。ここで、Ａｌ−Ｍｇ系合金は、Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０．０１〜０．１ｗｔ％含有し、さらに、Ｃｒ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｍｎ０．０３〜０．３ｗｔ％の１種または２種を含有する。 Patent Document 4 discloses that an Al—Mg-based alloy containing 0.1 wt% or less of Zr is continuously cast into a thin plate having a thickness of 4 to 10 mm, and this cast plate is subjected to 50% or more without soaking. An Al-Mg alloy rolled plate for a magnetic disk, which is subjected to cold rolling at a high working rate and then annealed at a temperature of 300 to 400 ° C to produce a rolled plate having a surface layer portion having an average grain size of 15 µm or less. A manufacturing method is disclosed. Here, the Al—Mg-based alloy contains Mg 2.0 to 6.0 wt%, one or two of Ti and B 0.01 to 0.1 wt%, and Cr 0.03 to 0.3 wt%, 1 type or 2 types of Mn0.03-0.3wt% are contained.
また、特許文献５には、ヤング率が高く機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板を提供するため、Ｍｇを０．２〜６質量％の範囲内、Ｓｉを３〜１７質量％の範囲内、Ｚｎを０．０５〜２質量％の範囲内、Ｓｒを０．００１〜１質量％の範囲内で含み、アルミニウム合金基板の合金組織においてＳｉ粒子の平均粒径が２μｍ以下とすることが開示されている。 In Patent Document 5, in order to provide a magnetic recording medium substrate having a high Young's modulus and excellent machinability, Mg is in the range of 0.2 to 6% by mass, and Si is in the range of 3 to 17% by mass. Among them, Zn is contained in the range of 0.05 to 2% by mass, Sr is contained in the range of 0.001 to 1% by mass, and the average grain size of the Si particles in the alloy structure of the aluminum alloy substrate may be 2 μm or less. It is disclosed.
ハードディスクドライブ用の磁気記録媒体の基材として用いる磁気記録媒体用基板は、フラッタリングが抑制されていること、即ちフラッタリングによる変位の幅：ＮＲＲＯ（Ｎｏｎｅ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）が小さいこと、また、めっき性に優れていること、即ちＮｉＰ系めっき被膜が均一に形成されていることが望まれている。特許文献２〜５に記載されているように、これらの性能を向上させるために、アルミニウム合金基板に種々の元素を添加することが、盛んに検討されている。 The substrate for a magnetic recording medium used as a base material of a magnetic recording medium for a hard disk drive has suppressed fluttering, that is, a displacement width due to fluttering: NRRO (None Repeatable Run-Out) is small, It is desired that the plating property is excellent, that is, the NiP-based plating film is formed uniformly. As described in Patent Documents 2 to 5, in order to improve these performances, it has been actively studied to add various elements to the aluminum alloy substrate.
しかしながら、本発明の発明者らの検討によると、特許文献２〜５に記載されている従来のアルミニウム合金の組成では、例えば、３．５インチサイズなどのハードディスクドライブのドライブケースに６枚以上と、規格化されたハードディスクドライブのドライブケースに従来よりも多数枚収容することができるような薄型形状とすると、フラッタリングを抑制しながらめっき性を向上させることは難しい。また、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する際の鋳造性やアルミニウム合金板材の円盤を切削加工する際の加工性が低下し、工業的に安定してアルミニウム合金基板を製造することが困難となる場合があった。 However, according to the study of the inventors of the present invention, in the conventional aluminum alloy composition described in Patent Documents 2 to 5, for example, in a drive case of a hard disk drive of 3.5 inch size or more, If the shape is such that a larger number of sheets can be accommodated in a standard hard disk drive case than before, it is difficult to improve the plating property while suppressing fluttering. In addition, the castability when casting an aluminum alloy ingot and the workability when cutting a disk of aluminum alloy sheet may be reduced, making it difficult to manufacture an aluminum alloy substrate industrially stably. there were.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、規格化されたハードディスクドライブのドライブケースに従来よりも多数枚収容することができる薄型形状であっても、フラッタリングが抑制され、めっき性が向上した磁気記録媒体用基板を提供することを目的とする。本発明はまた、上記の磁気記録媒体用基板を有する磁気記録媒体及びこれを具備したハードディスクドライブを提供することも、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and fluttering is suppressed even in a thin shape that can be accommodated in a standard hard disk drive drive case more than before, An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium substrate having improved plating properties. Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having the above-described magnetic recording medium substrate and a hard disk drive including the magnetic recording medium.
上記の課題を解決するため、本発明の発明者らは鋭意研究を行った結果、ＳｉとＣｕを所定の範囲で含むアルミニウム合金基板は剛性が向上し、そのアルミニウム合金基板に、ＮｉＰ系めっき被膜を形成した磁気記録媒体用基板は薄型形状であっても、フラッタリングによるＮＲＲＯの増大を抑えられることを見出した。しかしながら、ＳｉとＣｕを含むアルミニウム合金基板は、粗大なＳｉ粒子が生成しやすく、ＮｉＰ系めっき被膜を均一に形成しにくいことが判明した。さらに研究を重ねた結果、アルミニウム合金基板にＳｒを所定の範囲で添加することによって、粗大なＳｉ粒子の生成を抑えることができ、アルミニウム合金基板にＮｉＰ系めっき被膜を均一に形成することが可能となることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have conducted intensive research. As a result, the aluminum alloy substrate containing Si and Cu in a predetermined range has improved rigidity, and the NiP-based plating film is formed on the aluminum alloy substrate. It was found that the increase in NRRO due to fluttering can be suppressed even when the magnetic recording medium substrate on which the film is formed is thin. However, it has been found that an aluminum alloy substrate containing Si and Cu easily generates coarse Si particles, and it is difficult to form a NiP-based plating film uniformly. As a result of further research, it is possible to suppress the formation of coarse Si particles by adding Sr to the aluminum alloy substrate within a predetermined range, and to uniformly form the NiP-based plating film on the aluminum alloy substrate. I found out that
また、上記の組成のアルミニウム合金は、アルミニウム合金基板を製造する際の研削加工時にスクラッチが生成し易いことが判明した。さらに研究を重ねた結果、アルミニウム合金のＦｅの含有量を低減させることによって、研削加工時のスクラッチの発生を抑制できることを見出した。そして、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｆｅの各元素を所定の量で含むアルミニウム合金基板に、ＮｉＰ系めっき被膜を形成することによって、フラッタリングを抑制しながらめっき性が向上した磁気記録媒体用基板を得ることが可能となることを確認して、本発明を完成させた。 In addition, it has been found that the aluminum alloy having the above composition is likely to generate scratches during grinding when producing an aluminum alloy substrate. As a result of further research, it was found that the generation of scratches during grinding can be suppressed by reducing the Fe content of the aluminum alloy. Then, by forming a NiP-based plating film on an aluminum alloy substrate containing a predetermined amount of each element of Si, Cu, Sr, and Fe, a magnetic recording medium substrate having improved plating properties while suppressing fluttering is obtained. The present invention was completed after confirming that it could be obtained.
さらに、本発明者らの検討により、通常の使用時において、５０００ｒｐｍ以上と極めて速い回転速度で回転させる磁気記録媒体においては、磁気記録媒体用基板の剛性のみでなく、密度によってもフラッタリングによるＮＲＲＯが変動することが判明した。そして、材料の剛性を指標する一つの物性値であるヤング率に着目し、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と密度ρ（単位：ｇ／ｃｍ３）とＮＲＲＯとの関係を検討し、ヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが所定の値以上となると、ＮＲＲＯの増大が抑えられることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、上記の課題を解決するため、以下の手段を提供する。
Further, according to the study by the present inventors, in a magnetic recording medium that is rotated at an extremely high rotational speed of 5000 rpm or more during normal use, the NRRO caused by fluttering depends not only on the rigidity of the magnetic recording medium substrate but also on the density. Was found to fluctuate. Then, paying attention to Young's modulus, which is one physical property value indicating the rigidity of the material, the relationship between Young's modulus E (unit: GPa), density ρ (unit: g / cm 3 ), and NRRO is examined. It has been found that when the ratio E / ρ of E to the density ρ is equal to or greater than a predetermined value, an increase in NRRO can be suppressed, and the present invention has been completed.
That is, the present invention provides the following means in order to solve the above problems.
（１）本発明の一態様に係る磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金基板と、前記アルミニウム合金基板の少なくとも一方の表面に形成されているＮｉＰ系めっき被膜とを含む磁気記録媒体用基板であって、単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ３で表される密度ρとの比Ｅ／ρが２９以上であり、前記アルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．５質量％以上３．０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．１質量％以下の範囲内で含み、Ｆｅの含有量が０．０１質量％未満であって、残部がＡｌであり、直径が５３ｍｍ以上９７ｍｍ以下の範囲内にあって、厚さが０．４ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲内にあることを特徴とする。 (1) A magnetic recording medium substrate according to an aspect of the present invention is a magnetic recording medium substrate including an aluminum alloy substrate and a NiP-based plating film formed on at least one surface of the aluminum alloy substrate. The ratio E / ρ between the Young's modulus E expressed in GPa and the density ρ expressed in g / cm 3 is 29 or more, and the aluminum alloy substrate contains 9.5 mass of Si. In the range of not less than 1% and not more than 13.0% by mass, Cu in the range of not less than 0.5% by mass and not more than 3.0% by mass, Sr in the range of not less than 0.005% by mass and not more than 0.1% by mass, Fe content is less than 0.01% by mass, the balance is Al, the diameter is in the range of 53 mm to 97 mm, and the thickness is in the range of 0.4 mm to 0.9 mm. It is characterized by that.
（２）本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、磁気記録媒体用基板と、前記磁気記録媒体用基板の表面に備えられている磁性層とを有する磁気記録媒体であって、前記磁気記録媒体用基板が、上記（１）に記載の磁気記録媒体用基板であって、前記磁性層が、前記磁気記録媒体用基板の前記ＮｉＰ系めっき被膜が形成されている側の表面に備えられていることを特徴とする。 (2) A magnetic recording medium according to an aspect of the present invention is a magnetic recording medium having a magnetic recording medium substrate and a magnetic layer provided on a surface of the magnetic recording medium substrate, wherein the magnetic recording medium The medium substrate is the magnetic recording medium substrate described in (1) above, and the magnetic layer is provided on the surface of the magnetic recording medium substrate on which the NiP-based plating film is formed. It is characterized by being.
（３）本発明の一態様に係るハードディスクドライブは、磁気記録媒体を具備したハードディスクドライブであって、前記磁気記録媒体が上記（２）に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする。 (3) A hard disk drive according to an aspect of the present invention is a hard disk drive including a magnetic recording medium, wherein the magnetic recording medium is the magnetic recording medium described in (2) above.
本発明によれば、規格化されたハードディスクドライブのドライブケースに従来よりも多数枚収容することができる薄型形状であっても、フラッタリングが抑制され、めっき性が向上した磁気記録媒体用基板を提供することができる。また、本発明によれば、上記の磁気記録媒体用基板を有する磁気記録媒体及びこれを具備したハードディスクドライブを提供することができる。 According to the present invention, there is provided a magnetic recording medium substrate in which fluttering is suppressed and plating properties are improved even in a thin shape that can be accommodated in a drive case of a standardized hard disk drive than before. Can be provided. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium having the above-described magnetic recording medium substrate and a hard disk drive including the magnetic recording medium.
以下、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体、ハードディスクドライブについて、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。 Hereinafter, a magnetic recording medium substrate, a magnetic recording medium, and a hard disk drive according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings used in the following description, in order to make the characteristics of the present invention easier to understand, the characteristic parts may be shown in an enlarged manner for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are different from actual ones. Sometimes.
＜磁気記録媒体用基板＞
図１は、本実施形態に係る磁気記録媒体用基板の一例の断面図である。
図１に示すように、磁気記録媒体用基板１０は、アルミニウム合金基板１１と、アルミニウム合金基板１１の少なくとも一方の表面に形成されているＮｉＰ系めっき被膜１２とを有する。本実施形態の磁気記録媒体用基板１０は、単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ３で表される密度ρとの比Ｅ／ρは２９以上とされている。
<Magnetic recording medium substrate>
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a magnetic recording medium substrate according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the magnetic
［ヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρ］
磁気記録媒体用基板のフラッタリング特性を抑制し、フラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ）の増大を抑えるために、磁気記録媒体用基板の剛性を高くすることは有効な方法の一つであると考えられる。一方、本発明者らの検討によると、通常の使用時において、５０００ｒｐｍ以上と極めて速い回転速度で回転させる磁気記録媒体においては、磁気記録媒体用基板の密度によってもフラッタリング特性が変動することが判明した。そして、材料の剛性を指標する一つの物性値であるヤング率に着目し、磁気記録媒体用基板のヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と密度ρ（単位：ｇ／ｃｍ３）とフラッタリング特性との関係を検討し、ヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが２９以上となると、フラッタリング特性が向上すること、即ちフラッタリングが小さくなることを見出した。
このため、本実施形態では、ヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρは２９以上とされている。比Ｅ／ρは、３２以下であることが好ましい。
[Ratio E / ρ of Young's modulus E and density ρ]
Increasing the rigidity of the magnetic recording medium substrate is an effective method for suppressing the fluttering characteristics of the magnetic recording medium substrate and suppressing the increase in the displacement width (NRRO) due to fluttering. Conceivable. On the other hand, according to studies by the present inventors, fluttering characteristics fluctuate depending on the density of the magnetic recording medium substrate in a magnetic recording medium rotated at an extremely high rotational speed of 5000 rpm or more during normal use. found. Focusing on the Young's modulus, which is one physical property value that indicates the rigidity of the material, the Young's modulus E (unit: GPa), density ρ (unit: g / cm 3 ), and fluttering characteristics of the magnetic recording medium substrate And the ratio E / ρ between the Young's modulus E and the density ρ is 29 or more, the fluttering characteristics are improved, that is, the fluttering is reduced.
Therefore, in this embodiment, the ratio E / ρ between the Young's modulus E and the density ρ is 29 or more. The ratio E / ρ is preferably 32 or less.
本実施形態の磁気記録媒体用基板１０は、ヤング率Ｅが７９ＧＰａ以上８７ＧＰａ以下の範囲内にあって、密度ρが２．６ｇ／ｃｍ３以上３．０ｇ／ｃｍ３以下の範囲内にあることによって、比Ｅ／ρが２９以上とされていることが好ましい。
The magnetic
［アルミニウム合金基板］
アルミニウム合金基板１１は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．５質量％以上３．０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．１質量％以下の範囲内で含む。アルミニウム合金基板１１は、さらに、Ｚｎを０．０１質量％以上０．４質量％以下の範囲内で、Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の金属元素を合計で０．００５質量％以上１．０質量％以下の範囲内で、Ｍｎを０．０５質量％以上０．４質量％以下の範囲内で、Ｚｒを０．０３質量％以上０．３質量％以下の範囲内でそれぞれ含んでいてもよい。
[Aluminum alloy substrate]
In the
アルミニウム合金基板１１は、上記の金属元素と、不可避不純物と、残部のＡｌによって構成されている。不可避不純物は、原料及び製造工程から不回避的に混入する不純物である。本実施形態では、不可避不純物として、Ｆｅの含有量が０．０１質量％未満とされている。また、Ｍｇの含有量は０．０５質量％未満、Ｂの含有量は０．００１質量％未満、Ｐの含有量は０．００１質量％未満とされていることが好ましい。
The
また、アルミニウム合金基板１１は、最長径が０．５μｍ以上のＳｉ粒子の平均粒子が２μｍ以下とされていることが好ましい。
The
さらに、アルミニウム合金基板１１は、中心に開口部を有する円盤状とされている。アルミニウム合金基板１１のサイズは、直径が５３ｍｍ以上９７ｍｍ以下の範囲内にあり、厚さが０．４ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲内とされている。
以下、このような構成とされたアルミニウム合金基板１１に含まれている各元素、Ｓｉ粒子の平均粒子径、サイズ（直径、厚さ）について説明する。
Further, the
Hereinafter, each element contained in the
（Ｓｉ）
Ｓｉは、Ａｌ中への固溶量が少ないため、主にＳｉ単体のＳｉ粒子としてアルミニウム合金組織中に分散している。Ｓｉ粒子が分散しているアルミニウム合金基板は、剛性が向上する。また、切削工具による加工時において、Ｓｉ粒子の粉砕、あるいは、Ｓｉ粒子とＡｌ母相との界面での剥離により、切屑が分断し易い、即ち切屑分断性が向上する。このため、アルミニウム合金基板を製造する際の加工性が向上する。
(Si)
Since Si has a small amount of solid solution in Al, it is dispersed in the aluminum alloy structure mainly as Si particles of Si alone. The rigidity of the aluminum alloy substrate in which Si particles are dispersed is improved. In addition, during machining with a cutting tool, chips are easily divided, that is, chip breaking properties are improved by pulverization of Si particles or separation at the interface between the Si particles and the Al matrix. For this reason, the workability at the time of manufacturing an aluminum alloy substrate is improved.
Ｓｉ含有量が９．５質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｓｉ含有量が１３．０質量％を超えると、アルミニウム合金組織中に分散しているＳｉ粒子の平均粒子径が大きくなり、アルミニウム合金の切屑分断性は向上するものの、加工後の切削工具の摩耗が著しく大きくなって、アルミニウム合金基板の生産性が低下するおそれがある。また、Ｓｉ粒子はＮｉＰ系めっき被膜を形成しにくいため、平均粒子径が過度に大きいＳｉ粒子が分散しているアルミニウム合金基板は、均一なＮｉＰ系めっき被膜を形成しにくく、このアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板はめっき性が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｓｉの含有量は９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内とされている。Ｓｉの含有量は、１０．０質量％以上１２．０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
There exists a possibility that said effect may become difficult to be acquired as Si content is less than 9.5 mass%. On the other hand, when the Si content exceeds 13.0% by mass, the average particle size of the Si particles dispersed in the aluminum alloy structure increases, and the chip cutting property of the aluminum alloy improves, but the cutting tool after processing There is a risk that the wear of the aluminum alloy substrate will be remarkably increased and the productivity of the aluminum alloy substrate will be reduced. Further, since it is difficult for the Si particles to form a NiP-based plating film, an aluminum alloy substrate in which Si particles having an excessively large average particle diameter are dispersed is difficult to form a uniform NiP-based plating film. The used magnetic recording medium substrate may have poor plating properties.
For this reason, in this embodiment, content of Si is made into the range of 9.5 mass% or more and 13.0 mass% or less. The content of Si is preferably in the range of 10.0% by mass or more and 12.0% by mass or less.
（Ｃｕ）
Ｃｕは、アルミニウム合金組織中に固溶することにより、アルミニウム合金基板の剛性を向上させる効果を有する。また、Ｃｕは、アルミニウム合金組織中にＡｌ２Ｃｕ相を形成することによって、アルミニウム合金基板の剛性をさらに向上させる効果を有する。
(Cu)
Cu has the effect of improving the rigidity of the aluminum alloy substrate by dissolving in the aluminum alloy structure. Cu has the effect of further improving the rigidity of the aluminum alloy substrate by forming an Al 2 Cu phase in the aluminum alloy structure.
Ｃｕの含有量が０．５質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｃｕの含有量が３．０質量％を超えると、アルミニウム合金基板の密度が高くなり、これを用いた磁気記録媒体用基板は、フラッタリングが悪化するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｃｕの含有量は０．５質量％以上３．０質量％以下の範囲内とされている。Ｃｕの含有量は、１．０質量％以上２．８質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
If the Cu content is less than 0.5% by mass, the above effects may be difficult to obtain. On the other hand, if the Cu content exceeds 3.0% by mass, the density of the aluminum alloy substrate becomes high, and fluttering may be deteriorated in a magnetic recording medium substrate using this.
For this reason, in this embodiment, content of Cu is made into the range of 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less. The Cu content is preferably in the range of 1.0% by mass to 2.8% by mass.
（Ｓｒ）
Ｓｒは、Ｓｉと共存することで、凝固時の共晶Ｓｉ、初晶Ｓｉを球状化させると共に、Ｓｉ粒子を微細化させる効果を有する。このＳｉ粒子を微細化させる効果によって、間接的にアルミニウム合金の切屑分断性が良好となり、アルミニウム合金の加工性が向上すると共に、加工時の切削工具の摩耗や損傷を抑制することができる。また、鋳造、押出、引抜き等の工程で、Ｓｉ粒子を均一かつ微細に分散させ、合金の切削性を一層向上させる効果を有する。加えて、アルミニウム合金基板の表面に形成するＮｉＰ系めっき被膜の組織を均一とし、そして、ＮｉＰ系めっき被膜の膜質も均一とする効果を有する。
(Sr)
By coexisting with Si, Sr has the effect of spheroidizing eutectic Si and primary crystal Si during solidification and miniaturizing Si particles. The effect of refining the Si particles indirectly improves the chip breaking property of the aluminum alloy, improves the workability of the aluminum alloy, and suppresses wear and damage of the cutting tool during processing. In addition, Si particles are uniformly and finely dispersed in processes such as casting, extrusion, and drawing, thereby further improving the machinability of the alloy. In addition, the structure of the NiP plating film formed on the surface of the aluminum alloy substrate is made uniform, and the film quality of the NiP plating film is also made uniform.
Ｓｒの含有量が０．００５質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。すなわち、Ｓｉ粒子が球状化せず、鋭角部が生じることで、加工時の切削工具の摩耗や損傷が起こり易くなるおそれがある。一方、Ｓｒの含有量が０．１質量％を超えると、合金の切削性を向上させる効果が飽和して、それ以上添加する意味が乏しくなる。また、Ｓｒの含有量が多くなると、ＳｒＡｌ４が生成し、このＳｒＡｌ４が核として作用して、初晶のＳｉが粗大になり、Ｓｉ粒子の平均粒子径が大きくなることがある。
このため、本実施形態では、Ｓｒの含有量は０．００５質量％以上０．１質量％以下の範囲内とされている。Ｓｒの含有量は、０．０１質量％以上０．０５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
If the Sr content is less than 0.005% by mass, the above effects may not be obtained. That is, the Si particles are not spheroidized and an acute angle portion is formed, so that there is a possibility that the cutting tool is easily worn or damaged during processing. On the other hand, if the Sr content exceeds 0.1% by mass, the effect of improving the machinability of the alloy is saturated, and the meaning of adding more is lessened. Further, when the Sr content increases, SrAl 4 is generated, and this SrAl 4 acts as a nucleus, and primary Si becomes coarse, and the average particle size of Si particles may increase.
For this reason, in this embodiment, content of Sr is made into the range of 0.005 mass% or more and 0.1 mass% or less. The Sr content is preferably in the range of 0.01% by mass to 0.05% by mass.
（Ｚｎ）
Ｚｎは、アルミニウム合金組織中に固溶すると共に、他の添加物と結合して、析出物として、アルミニウム合金組織中に分散する。これによって、アルミニウム合金の機械的強度を高めると共に、他の固溶型元素との相乗効果により、アルミニウム合金基板を製造する際の加工性（切削性）を向上させる他、ＮｉＰ系めっき膜形成を促進させる効果を有する。
(Zn)
Zn is dissolved in the aluminum alloy structure and combined with other additives to be dispersed as precipitates in the aluminum alloy structure. As a result, the mechanical strength of the aluminum alloy is increased, and the synergistic effect with other solid solution type elements improves the workability (cutting property) when manufacturing the aluminum alloy substrate, and the formation of a NiP-based plating film. Has the effect of promoting.
Ｚｎの含有量が０．０１質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｚｎの含有量が０．４質量％を超えると、合金の耐食性が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｚｎの含有量は０．０１質量％以上０．４質量％以下の範囲内とされている。
There exists a possibility that said effect may become difficult to be acquired as content of Zn is less than 0.01 mass%. On the other hand, if the Zn content exceeds 0.4% by mass, the corrosion resistance of the alloy may be reduced.
For this reason, in this embodiment, content of Zn is made into the range of 0.01 mass% or more and 0.4 mass% or less.
（Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉ）
Ｃｒは圧延組織を微細化するので強度が向上でき、Ｔｉは鋳造組織が微細化できるので鋳造時の漏れ防止に効果があり、Ｎｉはヤング率を向上する効果がある。これらの効果によって、Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉのうちの１種を添加することによって、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する際の鋳造性（原料混合物の溶湯の流動性、引け特性、耐熱間割れ性）が向上すると共に、機械的強度が高くなり、アルミニウム合金基板を製造する際の加工性（切削性）が向上する。Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。
(Cr, Ti and Ni)
Since Cr refines the rolling structure, the strength can be improved. Ti can refine the casting structure, so that it has an effect of preventing leakage during casting, and Ni has an effect of improving the Young's modulus. Due to these effects, by adding one of Cr, Ti and Ni, castability when casting an aluminum alloy ingot (fluidity of molten material of the raw material mixture, shrinkage characteristics, heat cracking resistance) While improving, mechanical strength becomes high and the workability (cutting property) at the time of manufacturing an aluminum alloy substrate improves. Cr, Ti, and Ni may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉの合計含有量が０．００５質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉの合計含有量が１．０質量％を超えると、上記の効果が飽和して、それ以上添加する意味が乏しくなる。
このため、本実施形態では、Ｃｒ、ＴｉおよびＮｉの合計含有量は０．００５質量％以上１．０質量％以下の範囲内とされている。
When the total content of Cr, Ti and Ni is less than 0.005% by mass, the above effects may not be obtained. On the other hand, if the total content of Cr, Ti and Ni exceeds 1.0% by mass, the above effect will be saturated and the meaning of adding more will be poor.
For this reason, in this embodiment, the total content of Cr, Ti, and Ni is in the range of 0.005 mass% or more and 1.0 mass% or less.
（Ｍｎ）
Ｍｎは、アルミニウム合金組織中に微細析出し、合金の機械的強度を高めて、アルミニウム合金基板を製造する際の加工性を向上させる効果がある。
Ｍｎの含有量が０．０５質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｍｎの含有量が０．４質量％を超えると、上記の効果が飽和して、それ以上添加する意味が乏しくなる。
このため、本実施形態では、Ｍｎの含有量は０．０５質量％以上０．４質量％以下の範囲内とされている。
(Mn)
Mn is finely precipitated in the aluminum alloy structure, and has the effect of improving the mechanical strength of the alloy and improving the workability when manufacturing an aluminum alloy substrate.
If the Mn content is less than 0.05% by mass, the above effects may be difficult to obtain. On the other hand, if the content of Mn exceeds 0.4% by mass, the above effect is saturated and the meaning of adding more becomes less.
For this reason, in this embodiment, content of Mn is made into the range of 0.05 mass% or more and 0.4 mass% or less.
（Ｚｒ）
Ｚｒは、Ｓｒと同様にＳｉ粒子を微細化させる効果を有する。また、アルミニウム合金組織内に微細なＳｉ２Ｚｒ化合物を形成することによって、アルミニウム合金基板の剛性を向上させる効果がある。
(Zr)
Zr has the effect of making Si particles finer, similar to Sr. Moreover, there is an effect of improving the rigidity of the aluminum alloy substrate by forming a fine Si 2 Zr compound in the aluminum alloy structure.
Ｚｒの含有量が０．０３質量％未満であると、上記の効果が得られにくくなるおそれがある。一方、Ｚｒの含有量が０．３質量％を超えると、上記の効果が飽和して、それ以上添加する意味が乏しくなる。
このため、本実施形態では、Ｚｒの含有量は０．０３質量％以上０．３質量％以下の範囲内とされている。
If the Zr content is less than 0.03% by mass, the above effects may not be obtained. On the other hand, when the content of Zr exceeds 0.3% by mass, the above effect is saturated, and the meaning of adding more becomes poor.
For this reason, in this embodiment, content of Zr is made into the range of 0.03 mass% or more and 0.3 mass% or less.
（Ｆｅ）
Ｆｅは、原料から不回避的に混入する不純物である。Ｆｅの含有量が０．０１質量％以上であると、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物の粗大な晶出物がアルミニウム合金組織に生成することがある。粗大なＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物の晶出物が生成すると、アルミニウム合金基板を製造する際の研削加工時に多数のスクラッチが生成して、磁気記録媒体用として使用できない部分が多く発生するなど加工性が低下するおそれがある。また、粗大なＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物の晶出物が生成したアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物が加工時に脱落してくぼみができ、めっき性が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｆｅの含有量は０．０１質量％未満とされている。
(Fe)
Fe is an impurity unavoidably mixed from the raw material. When the Fe content is 0.01% by mass or more, a coarse crystallized product of the Al—Si—Fe compound may be generated in the aluminum alloy structure. When a coarse Al-Si-Fe compound crystallized product is produced, many scratches are produced during grinding when producing an aluminum alloy substrate, resulting in many parts that cannot be used for magnetic recording media. May decrease. In addition, the substrate for magnetic recording media using an aluminum alloy substrate in which a coarse Al-Si-Fe compound crystallized product is formed, the Al-Si-Fe compound drops off during processing, resulting in poor plating properties. There is a risk.
For this reason, in this embodiment, content of Fe shall be less than 0.01 mass%.
（Ｍｇ）
Ｍｇは、主に原料から不回避的に混入する不純物である。Ｍｇの含有量が０．０５質量％以上であると、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する際の鋳造性が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｍｇの含有量は０．０５質量％未満とされている。
(Mg)
Mg is an impurity which is inevitably mixed mainly from raw materials. If the Mg content is 0.05% by mass or more, castability when casting an aluminum alloy ingot may be lowered.
For this reason, in this embodiment, the Mg content is less than 0.05% by mass.
（Ｂ）
Ｂは、主に原料から不回避的に混入する不純物である。Ｂの含有量が０．００１質量％以上であると、Ｓｒ添加によるＳｉ粒子の微細化の効果が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｂの含有量は０．００１質量％未満とされている。
(B)
B is an impurity which is inevitably mixed mainly from the raw material. If the B content is 0.001% by mass or more, the effect of refining Si particles due to the addition of Sr may be reduced.
For this reason, in this embodiment, B content is less than 0.001 mass%.
（Ｐ）
Ｐは、主に原料から不回避的に混入する不純物である。Ｐ含有量が０．００１質量％以上であると、ＡｌＰ粒子を核とした粗大なＳｉ粒子が生成し、アルミニウム合金基板製造時の加工性やめっき性が低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、Ｐの含有量は０．００１質量％未満とされている。
(P)
P is an impurity mainly mixed unavoidably from the raw material. If the P content is 0.001% by mass or more, coarse Si particles having AlP particles as nuclei are generated, and the workability and plating properties during the production of the aluminum alloy substrate may be reduced.
For this reason, in the present embodiment, the P content is less than 0.001% by mass.
（Ｓｉ粒子の平均粒子径）
前述のとおり、平均粒子径が過度に大きいＳｉ粒子が分散しているアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板はめっき性が低下するおそれがある。
本発明者らの検討によると、最長径が０．５μｍ以上のＳｉ粒子の平均粒子径が２μｍを超えるアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板は、めっき性が大きく低下する傾向があることが範囲した。
このため、本実施形態では、最長径が０．５μｍ以上のＳｉ粒子の平均粒子径は２μｍ以下とされている。
(Average particle diameter of Si particles)
As described above, the plateability of a magnetic recording medium substrate using an aluminum alloy substrate in which Si particles having an excessively large average particle diameter are dispersed may decrease.
According to the study by the present inventors, the magnetic recording medium substrate using an aluminum alloy substrate having an average particle diameter of Si particles having a longest diameter of 0.5 μm or more exceeding 2 μm has a tendency to greatly decrease the plating property. Ranged.
For this reason, in this embodiment, the average particle diameter of the Si particles having the longest diameter of 0.5 μm or more is set to 2 μm or less.
なお、Ｓｉ粒子の平均粒子径は、アルミニウム合金基板の断面画像から画像解析法によって求めた値である。より具体的には、Ｓｉ粒子の平均粒子径は、ＦＥ−ＳＥＭなどの電子顕微鏡を用いてアルミニウム合金基板の断面画像を撮影し、次いで、得られた断面画像から画像解析法によって最長径が０．５μｍ以上のＳｉ粒子を抽出して、その抽出されたＳｉ粒子の最長径を測定し、測定した最長径の平均値を算出することによって求めた値である。 In addition, the average particle diameter of Si particle | grains is the value calculated | required by the image-analysis method from the cross-sectional image of the aluminum alloy board | substrate. More specifically, the average particle diameter of the Si particles is obtained by taking a cross-sectional image of the aluminum alloy substrate using an electron microscope such as FE-SEM, and then the longest diameter is 0 by image analysis from the obtained cross-sectional image. This is a value obtained by extracting Si particles of .5 μm or more, measuring the longest diameter of the extracted Si particles, and calculating the average value of the measured longest diameters.
（サイズ：直径、厚さ）
磁気記録媒体用基板１０は、主として、ハードディスクドライブの磁気記録媒体用として使用される。磁気記録媒体は、規格化されたハードディスクドライブ、すなわち、２．５インチのハードディスクドライブ、３．５インチのハードディスクドライブ等に収納することができる必要がある。例えば、２．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径で約６７ｍｍの磁気記録媒体が用いられ、３．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径で約９７ｍｍの磁気記録媒体が用いられる。
このため、本実施形態では、アルミニウム合金基板１１の直径を５３ｍｍ以上９７ｍｍ以下の範囲内とされている。
(Size: diameter, thickness)
The magnetic
For this reason, in this embodiment, the diameter of the
また、ハードディスクドライブでは、記録容量を増加させるために、ケース内に収納する磁気記録媒体の枚数を増やすることが有効である。例えば、通常の３．５インチのハードディスクドライブでは、厚さ１．２７ｍｍの磁気記録媒体が最大で５枚収納されているが、磁気記録媒体を６枚以上収納することができれば、記録容量を増加させることが可能となる。
このため、本実施形態では、アルミニウム合金基板１１の厚さは０．４ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲内とされている。
Further, in the hard disk drive, it is effective to increase the number of magnetic recording media stored in the case in order to increase the recording capacity. For example, a normal 3.5-inch hard disk drive contains a maximum of 5 magnetic recording media with a thickness of 1.27 mm. If 6 or more magnetic recording media can be accommodated, the recording capacity increases. It becomes possible to make it.
For this reason, in this embodiment, the thickness of the
［アルミニウム合金基板の製造方法］
アルミニウム合金基板１１は、例えば、上述の元素を含有するアルミニウム合金鋳塊を作製する鋳造工程と、アルミニウム合金鋳塊を板状に圧延してアルミニウム合金板材を得る圧延工程と、アルミニウム合金板材をアルミニウム合金基板に成形する加工工程とを含む方法によって製造することができる。
[Method of manufacturing aluminum alloy substrate]
The
（鋳造工程）
鋳造工程では、上述の元素を含有する原料の混合物を鋳造して、アルミニウム合金鋳塊を作製する。
原料の混合物を鋳造する方法としては、例えば、ダイレクトチル鋳造法（ＤＣ鋳造法）を用いることができる。ダイレクトチル鋳造法とは、原料混合物の溶湯を、鋳型に注湯し、その後鋳型を直接冷却水に接触させて、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する方法である。
(Casting process)
In the casting process, a mixture of raw materials containing the above-described elements is cast to produce an aluminum alloy ingot.
As a method for casting the mixture of raw materials, for example, a direct chill casting method (DC casting method) can be used. The direct chill casting method is a method of casting an aluminum alloy ingot by pouring a molten material mixture into a mold and then bringing the mold into direct contact with cooling water.
得られたアルミニウム合金鋳塊は、均質化処理を行うことが好ましい。均質化処理は、例えば、アルミニウム合金鋳塊を、３００℃以上６００℃以下の温度で、１時間以上５時間以下の範囲内で加熱することによって行う。 The obtained aluminum alloy ingot is preferably subjected to a homogenization treatment. The homogenization treatment is performed, for example, by heating the aluminum alloy ingot at a temperature of 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower and within a range of 1 hour or longer and 5 hours or shorter.
（圧延工程）
圧延工程では、上記の鋳造工程で得られたアルミニウム合金鋳塊を板状に圧延してアルミニウム合金板材を得る。圧延方法としては、特に制限はなく、熱間圧延法および冷間圧延法を用いることができる。圧延の条件には、特に制限はなく、アルミニウム合金鋳塊の圧延で行われている通常の条件とすることができる。
(Rolling process)
In the rolling process, the aluminum alloy ingot obtained in the casting process is rolled into a plate shape to obtain an aluminum alloy sheet. There is no restriction | limiting in particular as a rolling method, A hot rolling method and a cold rolling method can be used. There is no restriction | limiting in particular in the conditions of rolling, It can be set as the normal conditions currently performed by the rolling of the aluminum alloy ingot.
（加工工程）
加工工程では、まず、上記圧延工程で得られたアルミニウム合金板材を円盤状に打ち抜いて、アルミニウム合金円盤を得る。次いで、アルミニウム合金円盤を３００℃以上５００℃以下の温度で、０．５時間以上５時間以下の範囲内で加熱して、焼鈍する。焼鈍を行うることによって、アルミニウム合金円盤基板に内在する歪を緩和し、得られるアルミニウム合金基板の剛性を適正な範囲内に調整することができる。次に、焼鈍したアルミニウム合金円盤の表面、端面を、切削工具を用いて切削加工する。切削工具としては、例えば、ダイヤモンドバイトを用いることができる。なお、焼鈍は切削加工後に行ってもよい。
(Processing process)
In the processing step, first, the aluminum alloy plate material obtained in the rolling step is punched into a disc shape to obtain an aluminum alloy disc. Next, the aluminum alloy disk is heated and annealed at a temperature of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less within a range of 0.5 hours or more and 5 hours or less. By performing annealing, the strain inherent in the aluminum alloy disk substrate can be relaxed, and the rigidity of the resulting aluminum alloy substrate can be adjusted within an appropriate range. Next, the surface and end surface of the annealed aluminum alloy disk are cut using a cutting tool. As the cutting tool, for example, a diamond tool can be used. In addition, you may perform annealing after cutting.
［ＮｉＰ系めっき被膜］
ＮｉＰ系めっき被膜１２は、磁気記録媒体用基板１０の剛性（ヤング率）を向上させる効果を有する。
ＮｉＰ系めっき被膜１２は、ＮｉとＰ以外の元素を含有していてもよい。ＮｉＰ系めっき被膜１２は、ＮｉとＰとを含むＮｉＰ合金、もしくはＮｉとＷとＰとを含むＮｉＷＰ合金で形成されていることが好ましい。ＮｉＰ合金は、Ｐを１０質量％以上１５質量％以下の範囲内で含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であることが好ましい。ＮｉＷＰ合金は、Ｗを１５質量％以上２２質量％以下の範囲内で、Ｐを３質量％以上１０質量％以下の範囲内で含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であることが好ましい。ＮｉＰ系めっき被膜１２を、上記の組成を有するＮｉＰ合金もしくはＮｉＷＰ合金で形成することによって、磁気記録媒体用基板１０の剛性を確実に向上させることができる。
[NiP plating film]
The NiP-based
The NiP-based
ＮｉＰ系めっき被膜１２の厚さは、７μｍ以上であることが好ましく、９μｍ以上であることが特に好ましい。ＮｉＰ系めっき被膜１２の厚さをこの厚さとすることによって、磁気記録媒体用基板１０の剛性を確実に向上させることができる。
また、ＮｉＰ系めっき被膜１２の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、１７μｍ以下であることが特に好ましい。ＮｉＰ系めっき被膜１２の厚さをこの厚さとすることによって、磁気記録媒体用基板１０の平坦性と軽量性を両立できる。
The thickness of the NiP-based
Further, the thickness of the NiP-based
［磁気記録媒体用基板の製造方法］
本実施形態の磁気記録媒体用基板は、例えば、アルミニウム合金基板１１にめっき法によってＮｉＰ系めっき被膜を形成するめっき工程と、ＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面に対して研磨加工を施す研磨加工工程とを含む方法によって製造することができる。
[Method of manufacturing substrate for magnetic recording medium]
The magnetic recording medium substrate of the present embodiment includes, for example, a plating step of forming a NiP plating film on the
（めっき工程）
めっき工程において、アルミニウム合金基板にＮｉＰ系めっき被膜を形成する方法としては、無電解めっき法を用いることが好ましい。ＮｉＰ合金からなるめっき被膜は、従来から使用されている方法を用いて形成することができる。ＮｉＷＰ合金からなるめっき被膜は、ＮｉＰ合金用のめっき液に、タングステン塩を添加しためっき液を用いることができる。タングステン塩としては、例えば、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等を用いることができる。
(Plating process)
In the plating step, it is preferable to use an electroless plating method as a method for forming the NiP-based plating film on the aluminum alloy substrate. A plating film made of a NiP alloy can be formed using a conventionally used method. For the plating film made of NiWP alloy, a plating solution obtained by adding a tungsten salt to a plating solution for NiP alloy can be used. As the tungsten salt, for example, sodium tungstate, potassium tungstate, ammonium tungstate and the like can be used.
ＮｉＰ系めっき被膜の厚さは、めっき液への浸漬時間、めっき液の温度によって調整することが可能である。めっき条件は、特に限定されるものではないが、めっき液のｐＨを５．０〜８．６とし、めっき液の温度を７０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃とし、めっき液への浸漬時間を９０〜１５０分間とするのが好ましい。 The thickness of the NiP plating film can be adjusted by the immersion time in the plating solution and the temperature of the plating solution. The plating conditions are not particularly limited, but the pH of the plating solution is 5.0 to 8.6, the temperature of the plating solution is 70 to 100 ° C, preferably 85 to 95 ° C, and immersed in the plating solution. The time is preferably 90 to 150 minutes.
得られたＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板は、加熱処理を施すことが好ましい。これにより、ＮｉＰ系めっき被膜の硬度をより高め、磁気記録媒体用基板のヤング率をさらに高めることができる。加熱処理の温度は、３００℃以上とすることが好ましい。 It is preferable to heat-treat the obtained aluminum alloy substrate with a NiP-based plating film. Thereby, the hardness of the NiP-based plating film can be further increased, and the Young's modulus of the magnetic recording medium substrate can be further increased. The temperature of the heat treatment is preferably 300 ° C. or higher.
（研磨加工工程）
研磨加工工程では、めっき工程で得られたＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面を研磨する。研磨加工工程は、平滑で、傷が少ないといった表面品質の向上と生産性の向上との両立の観点から、複数の独立した研磨盤を用いた２段階以上の研磨工程を有する多段階研磨方式を採用するのが好ましい。例えば、第１の研磨盤を用いて、アルミナ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する粗研磨工程と、研磨されたアルミニウム合金基板を洗浄した後に、第２の研磨盤を用いて、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する仕上げ研磨工程を行う。
(Polishing process)
In the polishing step, the surface of the aluminum alloy substrate with the NiP-based plating film obtained in the plating step is polished. The polishing process is a multi-stage polishing method having two or more polishing processes using a plurality of independent polishing machines from the viewpoint of achieving both improvement in surface quality such as smoothness and few scratches, and improvement in productivity. It is preferable to adopt. For example, a rough polishing process in which a polishing liquid containing alumina abrasive grains is supplied using a first polishing disk and a polished aluminum alloy substrate is washed, and then a colloidal is used by using a second polishing disk. A final polishing step is performed in which polishing is performed while supplying a polishing liquid containing silica abrasive grains.
図２は、研磨加工工程で用いることができる研磨盤の一例を示す斜視図である。
図２に示すように、第１及び第２の研磨盤２０は、上下一対の定盤２１、２２を備え、互いに逆向きに回転する定盤２１、２２の間で複数枚の基板Ｗを挟み込みながら、これら基板Ｗの両面を定盤２１、２２に設けられた研磨パッド２３により研磨する。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a polishing disk that can be used in the polishing process.
As shown in FIG. 2, the first and
＜磁気記録媒体＞
図３は、本実施形態における磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
図３に示すように、磁気記録媒体３０は、上述の磁気記録媒体用基板１０と、磁気記録媒体用基板１０のＮｉＰ系めっき被膜１２の表面に備えられている磁性層３１とを含む。磁性層３１の表面には、さらに、保護層３２と潤滑剤層３３とがこの順序で積層されている。
<Magnetic recording medium>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the magnetic recording medium in the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the
磁性層３１は、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた磁性膜からなる。磁性層３１は、ＣｏとＰｔを含むものであり、更にＳＮＲ特性を改善するために、酸化物や、Ｃｒ、Ｂ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｚｒなどを含むものであってもよい。磁性層３１に含有される酸化物としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ２などが挙げられる。磁性層３１は、１層からなるものであってもよいし、組成の異なる材料からなる複数層からなるものであってもよい。
磁性層３１の厚みは、５〜２５ｎｍとすることが好ましい。
The
The thickness of the
保護層３２は、磁性層３１を保護するものである。保護層３２の材料としては、例えば窒化炭素を用いることができる。保護層３２は、一層からなるものであってもよいし、複数層からなるものであってもよい。
保護層３２の膜厚は１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
The
The thickness of the
潤滑剤層３３は、磁気記録媒体３０の汚染を防止すると共に、磁気記録媒体３０上を摺動する磁気記録再生装置の磁気ヘッドの摩擦力を低減させて、磁気記録媒体３０の耐久性を向上させるものである。潤滑剤層３３の材料としては、例えば、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤や脂肪族炭化水素系潤滑剤を用いることができる。
潤滑剤層３３の膜厚は０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲内であることが好ましい。
The
The film thickness of the
本実施形態における磁気記録媒体３０の層構成には、特に制限はなく、公知の積層構造を適用することができる。例えば、磁気記録媒体３０は、磁気記録媒体用基板１０と磁性層３１との間に、密着層（不図示）と軟磁性下地層（不図示）とシード層（不図示）と配向制御層（不図示）とがこの順序で積層されていてもよい。
There is no restriction | limiting in particular in the layer structure of the
＜ハードディスクドライブ＞
図４は、本実施形態におけるハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。
図４に示すように、ハードディスクドライブ４０は、上述の磁気記録媒体３０と、磁気記録媒体３０を記録方向に駆動する媒体駆動部４１と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド４２と、磁気ヘッド４２を磁気記録媒体３０に対して相対移動させるヘッド移動部４３と、磁気ヘッド４２からの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部４４とを具備する。
<Hard disk drive>
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the hard disk drive in the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the
磁気記録媒体用基板１０は、フラッタリングが低減されるため、薄くすることが可能である。このため、規格化されたハードディスクドライブのドライブケースの内部に納められる磁気記録媒体３０の枚数を増やすことにより、高記録容量のハードディスクドライブ４０を提供することを可能とする。
Since the fluttering is reduced, the magnetic
また、磁気記録媒体用基板１０は、機械加工性が高く、廉価で製造することが可能であるため、高記録容量のハードディスクドライブのビット単価を下げることができる。
Further, since the magnetic
また、磁気記録媒体用基板１０は、大気中でのフラッタリングが低減されるため、ハードディスクドライブケースの内部にヘリウム等の低分子量のガスを封入する必要がなくなり、高記録容量のハードディスクドライブ４０の製造コストを低減することができる。
Further, since the fluttering in the air is reduced in the magnetic
また、ハードディスクドライブ４０は、特に、高記録容量の３．５インチのハードディスクドライブに用いるのが好ましい。
The
以上のような構成とされた本実施形態の磁気記録媒体用基板１０では、基材のアルミニウム合金基板が、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｒを上述の量にて含むので、剛性が高く、また粗大なＳｉ粒子の含有量が少ないので、均一なＮｉＰ形めっき被膜の形成が容易である。
In the magnetic
以上のような構成とされた本実施形態の磁気記録媒体用基板は、上述のアルミニウム合金基板とＮｉＰ系めっき被膜とを有し、さらにヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが２９以上とされているので、直径が５３ｍｍ以上９７ｍｍ以下の範囲内にあり、厚さが０．４ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲内にある薄型形状であっても、フラッタリングを抑制しながらめっき性を向上させることができる。 The magnetic recording medium substrate of the present embodiment configured as described above has the above-described aluminum alloy substrate and a NiP plating film, and the ratio E / ρ of Young's modulus E and density ρ is 29 or more. Therefore, even if it is a thin shape with a diameter in the range of 53 mm or more and 97 mm or less and a thickness in the range of 0.4 mm or more and 0.9 mm or less, the plating property is suppressed while suppressing fluttering. Can be improved.
また、本実施形態の磁気記録媒体は、上述の磁気記録媒体用基板の表面に磁性層を備えるので、規格化されたハードディスクドライブのドライブケースに、従来よりも多数枚収容することができる薄型形状とすることができる。 In addition, since the magnetic recording medium of this embodiment includes a magnetic layer on the surface of the magnetic recording medium substrate described above, a thin shape that can be accommodated in a standard hard disk drive drive case more than ever before. It can be.
そして、本実施形態のハードディスクドライブは、上述の磁気記録媒体を具備するので、従来よりも多数枚の磁気記録媒体をドライブケースに収納することができ、これにより、記録容量が増加する。 Since the hard disk drive of the present embodiment includes the above-described magnetic recording medium, a larger number of magnetic recording media can be accommodated in the drive case than before, thereby increasing the recording capacity.
＜実施例１〜２４、比較例１〜７＞
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
<Examples 1-24, Comparative Examples 1-7>
Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
［アルミニウム合金基板の製造］
Ａｌ原料として純Ａｌ塊、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂの原料としては単体あるいはＡｌとの合金塊、ＰについてはＳｉとの混合物塊を用意した。なお、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｒの各原料については、Ｆｅの含有量が０．０１質量％未満、Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満、Ｂの含有量が０．００１質量％未満、Ｐの含有量が０．００１質量％未満のものを用意した。
[Manufacture of aluminum alloy substrates]
Pure Al agglomerates as Al raw materials, Si, Cu, Sr, Zn, Cr, Ti, Ni, Mn, Zr, Fe, Mg, B raw materials as simple substances or alloy ingots with Al, and P as a mixture agglomerates with Si Prepared. In addition, about each raw material of Al, Si, Cu, Sr, Zn, Cr, Ti, Ni, Mn, and Zr, the Fe content is less than 0.01% by mass, and the Mg content is less than 0.05% by mass. , B content was less than 0.001% by mass, and P content was less than 0.001% by mass.
用意した各元素の原料を、鋳造後の組成が表１に示す組成となるように秤量し、これらを大気中で８２０℃で溶解し、ダイレクトチル鋳造法（ＤＣ鋳造法）を用いて、アルミニウム合金鋳塊を作製した。なお、鋳造の温度は７００℃、鋳造速度は４０〜６０ｍｍ／分とした。次に、得られたアルミニウム合金鋳塊を４６０℃で２時間保持して均質化処理した。その後、圧延して厚さ１．２ｍｍの板材とした。得られたアルミニウム合金板材を、中央に開口部を有する直径９７ｍｍの円盤状に打ち抜き、３８０℃で１時間焼鈍した。その後、アルミニウム合金円盤の表面と端面をダイヤモンドバイトにより切削加工し、直径９６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金基板を得た。 The prepared raw materials of each element are weighed so that the composition after casting becomes the composition shown in Table 1. These are melted at 820 ° C. in the atmosphere, and aluminum is obtained using the direct chill casting method (DC casting method). An alloy ingot was produced. The casting temperature was 700 ° C., and the casting speed was 40 to 60 mm / min. Next, the obtained aluminum alloy ingot was held at 460 ° C. for 2 hours and homogenized. Then, it rolled and it was set as the plate material of thickness 1.2mm. The obtained aluminum alloy sheet was punched into a disk with a diameter of 97 mm having an opening at the center and annealed at 380 ° C. for 1 hour. Thereafter, the surface and end face of the aluminum alloy disk were cut with a diamond tool to obtain an aluminum alloy substrate having a diameter of 96 mm and a thickness of 0.8 mm.
［磁気記録媒体用基板の製造］
アルミニウム合金基板をＮｉＰ系めっき液に浸漬し、無電解めっき法を用いてアルミニウム合金基板の表面に、ＮｉＰ系めっき被膜としてＮｉ８８Ｐ１２（Ｐの含有量１２質量％、残部Ｎｉ）膜を形成した。
[Manufacture of substrates for magnetic recording media]
An aluminum alloy substrate is immersed in a NiP-based plating solution, and an Ni 88 P 12 (P content: 12% by mass, balance Ni) film is formed as a NiP-based plating film on the surface of the aluminum alloy substrate using an electroless plating method. did.
ＮｉＰ系めっき液には、硫酸ニッケル（ニッケル源）と、次亜リン酸ナトリウム（リン源）とを含み、酢酸鉛、クエン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムを適宜加えて、上記組成のＮｉＰ系めっき被膜が得られるように、成分の分量を調整したものを用いた。ＮｉＰ系めっき被膜の形成時のＮｉＰ系めっき液はｐＨを６、液温を９０℃に調整した。アルミニウム合金基板のＮｉＰ系めっき液への浸漬時間は２時間とした。
次いで、ＮｉＰ系めっき被膜を形成したアルミニウム合金基板を３００℃で３分間加熱して、ＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板を得た。
The NiP plating solution contains nickel sulfate (nickel source) and sodium hypophosphite (phosphorus source), and lead acetate, sodium citrate, and sodium borate are added as appropriate to form the NiP plating film having the above composition. Was used so that the amount of the components was adjusted. The NiP plating solution used for forming the NiP plating film was adjusted to a pH of 6 and a solution temperature of 90 ° C. The immersion time of the aluminum alloy substrate in the NiP plating solution was 2 hours.
Next, the aluminum alloy substrate on which the NiP plating film was formed was heated at 300 ° C. for 3 minutes to obtain an aluminum alloy substrate with a NiP plating film.
次に、研磨盤として、上下一対の定盤を備える３段のラッピングマシーンを用いて、ＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面に対して、研磨加工を施し、磁気記録媒体用基板を作製した。このとき、研磨パッドには、スエードタイプ（Ｆｉｌｗｅｌ社製）を用いた。そして、第１段目の研磨には、Ｄ５０が０．５μｍのアルミナ砥粒を、第２段目の研磨には、Ｄ５０が３０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を、第３段目の研磨には、Ｄ５０が１０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を用いた。また、研磨時間を各段５分間とした。 Next, using a three-stage wrapping machine having a pair of upper and lower surface plates as a polishing machine, the surface of the aluminum alloy substrate with a NiP-based plating film was polished to produce a magnetic recording medium substrate. . At this time, a suede type (manufactured by Filwel) was used as the polishing pad. For the first stage polishing, an alumina abrasive grain having a D50 of 0.5 μm, for the second stage polishing, a colloidal silica abrasive grain having a D50 of 30 nm, for the third stage polishing, Colloidal silica abrasive grains having a D50 of 10 nm were used. The polishing time was 5 minutes for each stage.
［評価］
以下の項目を、評価した。
（アルミニウム合金基板の組成）
得られたアルミニウム基板について、Ｓｒについては湿式分析、その他の元素についてはカントレット分析により組成を確認した。その結果、各金属元素の含有量は、表１に記載の含有量と同じであることが確認された。
[Evaluation]
The following items were evaluated.
(Composition of aluminum alloy substrate)
About the obtained aluminum substrate, the composition was confirmed by wet analysis for Sr and cantlet analysis for other elements. As a result, it was confirmed that the content of each metal element was the same as the content described in Table 1.
（鋳造性）
鋳造性を、圧延前のアルミニウム合金鋳塊と圧延後のアルミニウム合金板材の形状を目視により評価した。アルミニウム合金鋳塊とアルミニウム合金板材ともに形状に異常がない場合を◎、アルミニウム合金板材の端部に微細なひびや割れが見られるが実用上問題ない場合を○、アルミニウム合金板材の端部に歪みが見られるが実用上問題ない場合を△として、判定した。その結果を、下記の表２に示す。
(Castability)
As for castability, the shapes of the aluminum alloy ingot before rolling and the aluminum alloy sheet after rolling were visually evaluated. When the shape of the aluminum alloy ingot and the aluminum alloy sheet is normal, ◎, when the end of the aluminum alloy sheet is finely cracked or cracked, but when there is no problem in practice, the edge of the aluminum alloy sheet is distorted Was judged as Δ when no problem was found in practical use. The results are shown in Table 2 below.
出願予定のマテ１７Ｐ０１００３表が組み込まれている表
（加工性）
アルミニウム合金基板の製造時の加工性を、切削加工後のアルミニウム合金基板の表面を１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、その平坦性から評価した。なお、平坦性が優れている場合を◎、わずかにスクラッチが見られるが実用上問題がない場合を○、多数のスクラッチが見られ、使用できない部分が多く発生した場合を×として、判定した。その結果を、下記の表２に示す。
また、加工後の切削工具の表面を目視で観察した。その結果、切削工具の摩耗が大きいものは、表２に「切削工具の摩耗大」と記載した。
Table incorporating mathematics 17P01003 table to be filed (workability)
The workability during the production of the aluminum alloy substrate was evaluated by observing the surface of the aluminum alloy substrate after the cutting with a 1000 times differential interference optical microscope and measuring the flatness. A case where the flatness was excellent was judged as 判定, a case where a slight scratch was observed but there was no problem in practical use, a case where a large number of scratches were observed and many unusable portions were generated, and X was judged. The results are shown in Table 2 below.
Moreover, the surface of the cutting tool after a process was observed visually. As a result, those with large wear of the cutting tool are described in Table 2 as “High wear of cutting tool”.
（Ｓｉ粒子の平均粒子径）
アルミニウム合金基板の合金組織を断面観察し、Ｓｉ粒子の最長径、最長径が０．５μｍ以上の粒子の分布密度を測定した。そして、測定した最長径が０．５μｍ以上の粒子の分布密度から平均粒子径を算出した。
(Average particle diameter of Si particles)
The cross section of the alloy structure of the aluminum alloy substrate was observed, and the longest diameter of the Si particles and the distribution density of particles having a longest diameter of 0.5 μm or more were measured. And the average particle diameter was computed from the distribution density of the particle | grains whose measured longest diameter is 0.5 micrometer or more.
具体的には、アルミニウム合金基板を１０ｍｍ角に切断して、樹脂包埋させ、サンプルを作製した。このとき、包埋樹脂としては、Ｄｅｍｏｔｅｃ２０（Ｂｏｄｓｏｎ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ社製）（粉：液＝２：１（質量比）で混合、常温硬化タイプ）を使用した。次に、サンプルに対して、湿式研磨により、圧延方向に対して、水平な方向に断面出しした後に、サンプルをエッチングした。このとき、常温において、２．３質量％フッ化水素酸水溶液にサンプルを３０秒間浸漬し、取り出した後、流水で１分間洗浄することで、サンプルをエッチングした。 Specifically, an aluminum alloy substrate was cut into 10 mm square and embedded in a resin to prepare a sample. At this time, Demotec 20 (manufactured by Bodson Quality Control) (mixed at powder: liquid = 2: 1 (mass ratio), room temperature curing type) was used as the embedding resin. Next, the sample was etched after wet-polishing the sample in a horizontal direction with respect to the rolling direction. At this time, the sample was etched by immersing the sample in a 2.3 mass% hydrofluoric acid aqueous solution at room temperature for 30 seconds, removing the sample, and washing with running water for 1 minute.
ここで、ＦＥ−ＳＥＭのＪＳＭ−７０００Ｆ（日本電子社製）を用いて、エッチング後のサンプルの合金組織の反射電子像を撮影した。このとき、サンプルは、あらかじめ、カーボン蒸着により導電処理し、倍率を２０００倍に設定して反射電子像を撮影した。視野面積２７７４μｍ２であるこの反射電子像より、ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ６．５）を使用して２値化処理し、Ｓｉ粒子の最長径および最長径が０．５μｍ以上である粒子の分布密度を測定した。具体的には、判別分析法により、閾値を２００〜２５５（２値化が上手くいかない場合は、１３５〜２５５）に設定し、２値化処理した。得られた画像に対して、穴うめ処理および粒子径が０．５μｍ以下である粒子を除去する処理を実施し、最長径が０．５μｍ以上であるＳｉ粒子の最長径の分布密度を測定した。 Here, a backscattered electron image of the alloy structure of the sample after etching was taken using JSM-7000F (manufactured by JEOL Ltd.) of FE-SEM. At this time, the sample was previously subjected to a conductive treatment by carbon vapor deposition, and a reflected electron image was taken with the magnification set to 2000 times. From this backscattered electron image having a visual field area of 2774 μm 2 , binarization processing was performed using WinROOF (Ver 6.5), and the distribution density of particles having a longest diameter of Si particles of 0.5 μm or more was measured. . Specifically, the threshold value was set to 200 to 255 (135 to 255 when binarization was not successful) by the discriminant analysis method, and binarization processing was performed. The resulting image was subjected to hole filling treatment and removal of particles having a particle diameter of 0.5 μm or less, and the distribution density of the longest diameter of Si particles having a longest diameter of 0.5 μm or more was measured. .
（めっき性）
アルミニウム合金基板をＮｉＰ系めっき液に浸漬し、無電解めっき法を用いてアルミニウム合金基板の表面に、ＮｉＰ系めっき被膜としてＮｉ８８Ｐ１２膜を形成し、次いで、アルミニウム合金基板を３００℃で３分間加熱して、ＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板を製造した。ＮｉＰ系めっき被膜の形成条件は、磁気記録媒体用基板の製造のときと同じ条件とした。
(Plating property)
The aluminum alloy substrate is immersed in a NiP-based plating solution, and an Ni 88 P 12 film is formed as a NiP-based plating film on the surface of the aluminum alloy substrate by using an electroless plating method. The aluminum alloy board | substrate with a NiP type plating film was manufactured by heating for minutes. The conditions for forming the NiP-based plating film were the same as those for manufacturing the magnetic recording medium substrate.
ＮｉＰ系めっき被膜付アルミニウム合金基板のＮｉＰ系めっき被膜の表面を、倍率１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、平坦性、細穴の有無からめっき性を評価した。なお、めっき性が特に優れている場合を◎、めっき性が特に優れている場合を○、使用することが可能な範囲である場合を△、劣っている場合を×として、判定した。その結果を、下記の表２に示す。 The surface of the NiP plating film of the aluminum alloy substrate with the NiP plating film was observed with a differential interference optical microscope with a magnification of 1000 times, and the plating property was evaluated from the flatness and the presence or absence of fine holes. The case where the plating property was particularly excellent was evaluated as ◎, the case where the plating property was particularly excellent as ◯, the case where it was in a usable range as Δ, and the case where it was inferior as ×. The results are shown in Table 2 below.
（ヤング率Ｅ、密度ρ、比Ｅ／ρ）
磁気記録媒体用基板のヤング率を、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２８０−１９９３に基づいて、常温で測定した。なお、ヤング率は、磁気記録媒体用基板を、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの短冊状に切り出し、これを試験片として測定した。
(Young's modulus E, density ρ, ratio E / ρ)
The Young's modulus of the magnetic recording medium substrate was measured at room temperature based on Japanese Industrial Standard JIS Z 2280-1993. The Young's modulus was measured by cutting a magnetic recording medium substrate into a strip having a length of 50 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 0.8 mm, and using this as a test piece.
磁気記録媒体用基板の密度を、構成元素の密度の文献値を用いて求めた。
そして、上記のヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρを算出した。その結果を、下記の表２に示す。
The density of the magnetic recording medium substrate was determined using literature values for the density of the constituent elements.
And ratio E / (rho) of said Young's modulus E and density (rho) was computed. The results are shown in Table 2 below.
（フラッタリング特性）
フラッタリングはＮＲＲＯを測定して評価した。ＮＲＲＯは磁気記録媒体用基板を１００００ｒｐｍで１分間回転させ、磁気記録媒体用基板の最外周面で生ずるフラッタリングによる変位の幅を、Ｈｅ−Ｎｅレーザー変位計を用いて測定し、得られた変位の幅の最大値をＮＲＲＯとした。
ＮＲＲＯが３．２μｍ以下であったものを◎、３．２μｍを超え３．４μｍ以下であったものを○、３．４μｍを超え３．６μｍ以下であったものを△、３．６μｍを超えたものを×と評価した。その結果を、下記の表２に示す。
(Fluttering characteristics)
Fluttering was evaluated by measuring NRRO. The NRRO rotates the magnetic recording medium substrate at 10,000 rpm for 1 minute, and measures the width of displacement caused by fluttering generated on the outermost peripheral surface of the magnetic recording medium substrate using a He-Ne laser displacement meter. The maximum value of the width was defined as NRRO.
NRRO was 3.2 μm or less, ◎ over 3.2 μm and less than 3.4 μm, ○, over 3.4 μm and less than 3.6 μm, Δ over 3.6 μm Was evaluated as x. The results are shown in Table 2 below.
比較例１では、比Ｅ／ρが２９以下で、フラッタリング特性が悪化した。また、アルミニウム合金基板製造時の加工性が低下した。これは、Ｓｉの含有量が本発明の範囲よりも少ないためであると考えられる。一方、比較例２では、アルミニウム合金基板のＳｉ粒子の平均粒子径が３．０μｍと大きく、磁気記録媒体用基板はめっき性が低下した。また、加工（切削）時の切削工具の摩耗が大きくなった。これは、Ｓｉの含有量が本発明の範囲を超えたためであると考えられる。 In Comparative Example 1, the fluttering characteristics deteriorated when the ratio E / ρ was 29 or less. Moreover, the workability at the time of manufacturing an aluminum alloy substrate was lowered. This is considered to be because the Si content is less than the range of the present invention. On the other hand, in Comparative Example 2, the average particle diameter of the Si particles of the aluminum alloy substrate was as large as 3.0 μm, and the plating property of the magnetic recording medium substrate was lowered. In addition, the wear of the cutting tool during machining (cutting) increased. This is probably because the Si content exceeded the scope of the present invention.
比較例３では、比Ｅ／ρが２９以下で、フラッタリングが悪化した。これは、Ｃｕの含有量が本発明の範囲よりも少ないため、ヤング率が低下したことによるものと推察される。一方、比較例４では、比Ｅ／ρが２９以下で、フラッタリング特性が低下した。これは、Ｃｕの含有量が本発明の範囲を超えたため、磁気記録媒体用基板の密度ρが高くなりすぎたことによるものと推察される。 In Comparative Example 3, fluttering deteriorated when the ratio E / ρ was 29 or less. This is presumably because the Young's modulus was lowered because the Cu content was less than the range of the present invention. On the other hand, in Comparative Example 4, the fluttering characteristic was reduced when the ratio E / ρ was 29 or less. This is presumably because the density ρ of the magnetic recording medium substrate was too high because the Cu content exceeded the range of the present invention.
比較例５では、アルミニウム合金基板のＳｉ粒子の平均粒子径が５．０μｍと大きく、磁気記録媒体用基板はめっき性が低下した。また、加工（切削）時の切削工具の摩耗が大きくなった。これは、Ｓｒの含有量が少ないことによって、Ｓｉ粒子が粗大になったためと考えられる。一方、比較例６では、アルミニウム合金基板のＳｉ粒子の平均粒子径が１１．０μｍと大きく、磁気記録媒体用基板はめっき性が低下した。また、加工（切削）時の切削工具の摩耗が大きくなった。これは、Ｓｒの含有量が多いことによって、ＳｒＡｌ４が核となり、初晶のＳｉ粒子が粗大になったためと考えられる。 In Comparative Example 5, the average particle diameter of Si particles of the aluminum alloy substrate was as large as 5.0 μm, and the plating property of the magnetic recording medium substrate was lowered. In addition, the wear of the cutting tool during machining (cutting) increased. This is presumably because the Si particles became coarse due to the low Sr content. On the other hand, in Comparative Example 6, the average particle diameter of the Si particles of the aluminum alloy substrate was as large as 11.0 μm, and the plating property of the magnetic recording medium substrate was lowered. In addition, the wear of the cutting tool during machining (cutting) increased. This is presumably because SrAl 4 became the nucleus due to the large Sr content, and the primary crystal Si particles became coarse.
比較例７では、アルミニウム合金基板製造の際の加工時にスクラッチが多く発生し、加工性が低下した。また、磁気記録媒体用基板はめっき性が低下した。これは、Ｆｅの含有量が本発明の範囲を超えたことによって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物の粗大な晶出物が発生したためであると考えられる。 In Comparative Example 7, many scratches were generated during the processing during the production of the aluminum alloy substrate, and the workability decreased. Further, the plating property of the magnetic recording medium substrate was lowered. This is considered to be because the coarse crystallized product of the Al-Si-Fe compound was generated when the Fe content exceeded the range of the present invention.
これに対して、アルミニウム合金基板がＳｉ、Ｃｕ、Ｓｒを本発明の範囲で含み、比Ｅ／ρが２９以上である実施例１〜２４では、磁気記録媒体用基板は、フラッタリングを抑制しながらめっき性が向上した。 In contrast, in Examples 1 to 24, in which the aluminum alloy substrate contains Si, Cu, and Sr within the scope of the present invention and the ratio E / ρ is 29 or more, the magnetic recording medium substrate suppresses fluttering. However, the plating properties improved.
また、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｂ、Ｐの各元素をそれぞれ所定の範囲で含む実施例８では、鋳造性と加工性がさらに向上し、磁気記録媒体用基板のめっき性がさらに向上し、フラッタリングさらに抑制された。 Further, in Example 8 including each element of Zn, Cr, Ti, Mn, Zr, Mg, B, and P within a predetermined range, the castability and workability are further improved, and the plating property of the magnetic recording medium substrate is improved. Was further improved and fluttering was further suppressed.
また、Ｚｎを所定の範囲で含む実施例９〜１０では、加工性がさらに向上し、磁気記録媒体用基板はフラッタリングがさらに抑制された。 In Examples 9 to 10 containing Zn in a predetermined range, the workability was further improved, and fluttering was further suppressed in the magnetic recording medium substrate.
また、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉを所定の範囲で含む実施例１１〜１７では、鋳造性と加工性とがさらに向上した。 In Examples 11 to 17 containing Cr, Ti, and Ni in a predetermined range, the castability and workability were further improved.
また、Ｍｎを所定の範囲で含む実施例１８〜１９では、加工性がさらに向上した。 In Examples 18 to 19 containing Mn in a predetermined range, workability was further improved.
また、Ｚｒを所定の範囲で含む実施例２０〜２１では、磁気記録媒体用基板のめっき性がさらに向上し、フラッタリングがさらに抑制された。 In Examples 20 to 21 containing Zr in a predetermined range, the plating property of the magnetic recording medium substrate was further improved, and fluttering was further suppressed.
また、Ｍｇの含有量がやや多い実施例２２では、鋳造性がわずかに低下した。
また、Ｂの含有量がやや多い実施例２３では、Ｓｉの平均粒子径が大きくなった。
そして、Ｐの含有量がやや多い実施例２４では、加工性とめっき性がわずかに低下した。
Further, in Example 22 where the content of Mg was slightly high, the castability was slightly lowered.
Further, in Example 23 having a slightly higher B content, the average particle diameter of Si was increased.
And in Example 24 in which the content of P is slightly higher, the workability and the plating property were slightly lowered.
１０…磁気記録媒体用基板、１１…アルミニウム合金基板、１２…ＮｉＰ系めっき被膜、２０…研磨盤、２１、２２…定盤、２３…研磨パッド、３０…磁気記録媒体、３１…磁性層、３２…保護層、３３…潤滑剤層、ハードディスクドライブ４０…、４１…媒体駆動部、４２…磁気ヘッド、４３…ヘッド移動部、４４…記録再生信号処理部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ３で表される密度ρとの比Ｅ／ρが２９以上であり、
前記アルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．５質量％以上３．０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．１質量％以下の範囲内で含み、Ｆｅの含有量が０．０１質量％未満であって、残部がＡｌであり、
直径が５３ｍｍ以上９７ｍｍ以下の範囲内にあって、厚さが０．４ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲内にあることを特徴とする磁気記録媒体用基板。 A magnetic recording medium substrate comprising an aluminum alloy substrate and a NiP-based plating film formed on at least one surface of the aluminum alloy substrate,
The ratio E / ρ of the Young's modulus E represented by GPa and the density ρ represented by g / cm 3 is 29 or more,
In the aluminum alloy substrate, Si is in the range of 9.5 mass% to 13.0 mass%, Cu is in the range of 0.5 mass% to 3.0 mass%, and Sr is 0.005 mass% or more. Including in the range of 0.1 mass% or less, Fe content is less than 0.01 mass%, the balance is Al,
A magnetic recording medium substrate having a diameter in a range from 53 mm to 97 mm and a thickness in a range from 0.4 mm to 0.9 mm.
前記磁気記録媒体用基板が、請求項１に記載の磁気記録媒体用基板であって、前記磁性層が、前記磁気記録媒体用基板の前記ＮｉＰ系めっき被膜が形成されている側の表面に備えられていることを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium having a magnetic recording medium substrate and a magnetic layer provided on a surface of the magnetic recording medium substrate,
The magnetic recording medium substrate according to claim 1, wherein the magnetic layer is provided on a surface of the magnetic recording medium substrate on which the NiP-based plating film is formed. A magnetic recording medium.
前記磁気記録媒体が請求項２に記載の磁気記録媒体であることを特徴とするハードディスクドライブ。 A hard disk drive having a magnetic recording medium,
A hard disk drive, wherein the magnetic recording medium is the magnetic recording medium according to claim 2.
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