JP2024020847A - 磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク及び磁気ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示す磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク及び磁気ディスクを提供する。【解決手段】Ｆｅと、Ｍｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が０．０３質量％以上７．００質量％以下であり、Ｍｇの含有量が０質量％以上３．５０質量％未満である磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクであって、前記アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが０．５５０ｍｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上である磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク及び当該磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクを用いた磁気ディスクに関する。

ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と省略する）は、コンピュータや映像記録装置等の電子機器における記憶装置として多用されており、ＨＤＤには、データを記録するための磁気ディスクが組み込まれている。磁気ディスクは、アルミニウム合金からなる円環状のアルミニウム合金基板と、アルミニウム合金基板の表面を覆うＮｉ－Ｐめっき処理層と、Ｎｉ－Ｐめっき処理層上に積層された磁性体層とを有している。

ところで、近年においては、マルチメディア等のニーズから、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置に対する大容量化及び高密度化の要求が高まっている。更なる大容量化のため、記憶装置に搭載される磁気ディスクの枚数は増加傾向にあり、それに伴って磁気ディスクの薄肉化も要求されている。

しかしながら、磁気ディスク用基板を薄肉化すると剛性と強度が低下してしまう問題がある。剛性が低下すると、基板が変形し難い程度を示す耐衝撃性が低下してしまうため、基板には耐衝撃性の向上が求められている。また、強度が低下すると基板が塑性域内で変形し難い程度を示す耐変形抵抗性も低下してしまうため、基板には耐変形抵抗性の向上も求められている。

このような実情から、近年では耐衝撃性と耐変形抵抗性に優れた磁気ディスク用基板の開発が検討されている。例えば、特許文献１では、アルミニウム合金基板の剛性向上に寄与するＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ等の元素を多く含有させて、剛性を向上させる方法が提案されている。

特開２０１７-１８６５９７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ等の含有量を増加して剛性のみを向上させる方法では、目標とする耐変形抵抗性は得られていないのが現状であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示す磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク及び磁気ディスクを提供することを目的とする。

本発明者らは、磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクにおいて、アルミニウム合金に含まれる各種添加元素の含有量と表面の平均高さ（Ｒｃ）を制御することにより、厚さが薄くても、優れた耐衝撃性と耐変形抵抗性を示す磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の実施態様に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、Ｆｅと、Ｍｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が０．０３質量％以上７．００質量％以下であり、Ｍｇの含有量が０質量％以上３．５０質量％未満であり、前記アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが０．５５０ｍｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上である。

本発明の一実施態様において、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、Ｃｕ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上０．７０質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｒ：０質量％以上０．３０質量％以下、Ｓｉ：０質量％以上０．６０質量％以下、及びＢｅ：０質量％以上０．００２０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有する。

本発明の一実施態様において、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、Ｓｒ：０質量％以上０．１０質量％以下、Ｎａ：０質量％以上０．１０質量％以下、及びＰ：０質量％以上０．１０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有する。

本発明の一実施態様において、前記厚さが０．４９０ｍｍ以下であり、好ましくは０．３９０ｍｍ以下である。

本発明の実施態様に係る磁気ディスクは、上述の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクを用いて形成されたアルミニウム合金基板と、該アルミニウム合金基板の表面に設けられたＮｉ－Ｐめっき処理層と、前記Ｎｉ－Ｐめっき処理層上に設けられた磁性体層とを備える。

本発明によれば、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示す磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク及び磁気ディスクを実現することができる。

図１は、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクのヤング率を測定するための、アルミニウム合金ブランクの圧延方向と平行な方向における測定用サンプルを示す平面図である。 図２は、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）を測定する任意の領域Ｒを示す平面図である。 図３は、図２における領域Ｒの拡大図である。

以下、本実施形態に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク及び磁気ディスクについて詳細に説明する。

１．磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク
本実施形態に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク（以下、「アルミニウム合金ディスクブランク」とも称する）は、所定の合金組成のアルミニウム合金を用いてアルミニウム合金板を作製し、これをディスクブランク状に打ち抜くことで得られる。アルミニウム合金ディスクブランクは、Ｆｅと、Ｍｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が０．０３質量％以上７．００質量％以下であり、Ｍｇの含有量が０質量％以上３．５０質量％未満である。また、アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが０．５５０ｍｍ以下であり、さらに、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上である。このように、アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが薄くても、合金組成とアルミニウム合金ディスクブランクの表面における平均高さ（Ｒｃ）を制御することにより、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示すアルミニウム合金ディスクブランク及び磁気ディスクを提供することができる。

＜合金組成＞
アルミニウム合金ディスクブランクに用いるアルミニウム合金の合金組成について、以下に詳細に説明する。

アルミニウム合金ディスクブランクは、Ｆｅ（鉄）と、Ｍｎ（マンガン）及びＮｉ（ニッケル）のうち１種又は２種を含有し、また、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が０．０３質量％以上７．００質量％以下である。必須元素であるＦｅは、主として第二相粒子（Ａｌ－Ｆｅ系金属間化合物等）として、一部はマトリックスに固溶して存在し、アルミニウム合金ディスクブランクの剛性（ヤング率）や強度等を向上させる効果を発揮する。Ｍｎ及びＮｉも、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｍｎ系金属間化合物、Ａｌ－Ｎｉ系金属間化合物等）として存在すると共に、一部はマトリックスに固溶して存在する。第２相粒子の生成とマトリックスへの固溶により、Ｍｎ及びＮｉもアルミニウム合金ディスクブランクのヤング率や強度等を向上させる効果を発揮する。

しかしながら、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計が０．０３質量％未満である場合、第２相粒子の形成が不十分であり、耐衝撃性と耐変形抵抗性が低下してしまう。一方、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計が７．００質量％を超えると、粗大な第２相粒子が多数生成する。第２相粒子は、アルミニウムマトリックスに比べて硬度が高いため、削り難く、研削加工時の研削レート低下の原因となり、生産コストの増大を招く。また、このような粗大な第２相粒子が、エッチング時、ジンケート処理時、切削加工時や研削加工時において脱落して大きな窪みが発生し、めっきピット発生によるめっき表面の平滑性の低下及びめっき剥離が懸念される。さらに、圧延工程における加工性の低下も生じるため、圧延加工時に大きな割れが発生するおそれがある。したがって、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計は０．０３質量％以上７．００質量％以下であり、０．０５質量％以上６．５０質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以上６．００質量％以下であることがより好ましく、１．００質量％以上５．００質量％以下であることがさらに好ましい。

（Ｍｇ：マグネシウム）
Ｍｇはアルミニウム合金に任意成分として含有され、主として固溶Ｍｇとして存在し、アルミニウム合金ディスクブランクの強度を向上させる効果を発揮する。また、アルミニウム合金ディスクブランクのジンケート処理時のジンケート皮膜を均一に、薄く、且つ、緻密に付着させるため、ジンケート処理工程の次工程であるめっき工程において、Ｎｉ－Ｐからなるめっき表面の平滑性を向上させる。

アルミニウム合金ディスクブランクにおいて、Ｍｇの含有量は０質量％以上３．５０質量％未満である。Ｍｇの含有量が３．５０質量％以上である場合、ヤング率が低下するため、アルミニウム合金基板における剛性の低下をもたらし、その結果、耐衝撃性が低下する。また、Ｍｇの含有量が多いと、アルミニウム合金ディスクブランクの製造において、アルミニウム合金ディスクブランクの加圧焼鈍を行った際にアルミニウム合金ディスクブランク同士又はアルミニウム合金ディスクブランクとスペーサーの密着力が高まる。そのため、これらを剥離する際に大きな力が必要となり、アルミニウム合金ディスクブランクの変形を招くため、耐変形抵抗性が低下する。なお、Ｍｇの含有量は、強度と製造性との兼合いから、０．３０質量％以上３．３０質量％であることが好ましく、０．５０質量％以上３．００質量％以下であることがより好ましく、１．００質量％以上２．５０質量％あることがさらに好ましい。

アルミニウム合金ディスクブランクは、Ｃｕ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上０．７０質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｒ：０質量％以上０．３０質量％以下、Ｓｉ：０質量％以上０．６０質量％以下、及びＢｅ：０質量％以上０．００２０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有していてもよい。

（Ｃｕ：銅）
アルミニウム合金には、任意成分として０．４０質量％以下のＣｕが含まれていてもよい。Ｃｕは、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、アルミニウム合金からのＡｌの溶出を抑制する作用を有する。Ｃｕの含有量が０．４０質量％以下であることにより、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、アルミニウム合金基板の表面に、緻密で厚みが薄く、且つ厚みのバラつきが小さいＺｎ皮膜を付着させることができる。そして、このようなＺｎ皮膜を形成することにより、後工程である無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理によって平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成することができる。

一方、Ｃｕの含有量が多過ぎると、アルミニウム合金ディスクブランクの耐食性が低下し、局所的にＡｌが溶出しやすい領域が形成される。そのため、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、アルミニウム合金基板の表面においてＡｌの溶解量にムラが発生し、Ｚｎ皮膜の厚みのバラつきが大きくなりやすい。その結果、Ｎｉ－Ｐめっき処理層とアルミニウム合金基板との密着性の低下やＮｉ－Ｐめっき処理層の平滑性の低下を招くおそれがある。

アルミニウム合金中のＣｕの含有量が０．４０質量％以下、好ましくは０．３０質量％以下であることにより、めっきピットの形成を抑制し、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の平滑性をより高めることができる。なお、Ｃｕの含有量の下限は、０．００３質量％であることが好ましく、０．０１０質量％であることがより好ましい。

（Ｚｎ：亜鉛）
アルミニウム合金には、任意成分として０．６０質量％以下のＺｎが含まれていてもよい。Ｚｎは、Ｃｕと同様に、ジンケート処理におけるアルミニウム合金からのＡｌの溶出を抑制する作用を有する。Ｚｎの含有量が０．６０質量％以下であることにより、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、アルミニウム合金基板の表面に、緻密で厚みが薄く、且つ厚みのバラつきが小さいＺｎ皮膜を付着させることができる。そして、このようなＺｎ皮膜を形成することにより、後工程である無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理によって平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成することができる。

一方、Ｚｎの含有量が多過ぎると、アルミニウム合金ディスクブランクの耐食性が低下し、局所的にＡｌが溶出し易い領域が形成される。そのため、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、アルミニウム合金基板の表面においてＡｌの溶解量にムラが発生し、Ｚｎ皮膜の厚みのバラつきが大きくなりやすい。その結果、Ｎｉ－Ｐめっき処理層とアルミニウム合金基板との密着性の低下やＮｉ－Ｐめっき処理層の平滑性の低下を招くおそれがある。

アルミニウム合金中のＺｎの含有量が０．６０質量％以下、好ましくは０．５０質量％以下であることにより、めっきピットの形成を抑制し、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の平滑性をより高めることができる。なお、Ｚｎの含有量の下限は、０．００５質量％であることが好ましく、０．０１質量％であることがより好ましい。

（Ｓｉ：ケイ素）
アルミニウム合金には、任意成分として０．６０質量％以下のＳｉが含まれていてもよい。Ｓｉは、アルミニウム合金にＭｇが含有される場合に、Ｍｇとの間にＭｇ－Ｓｉ系金属間化合物を形成する。

このようなＭｇ－Ｓｉ系金属間化合物がアルミニウム合金ディスクブランクの表面から脱落した場合、後工程である無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理においてめっきピットが形成されやすくなる。アルミニウム合金中のＳｉの含有量が０．６０質量％以下、好ましくは０．１０質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以下であることにより、アルミニウム合金ディスクブランク中に存在する上記金属間化合物の含有量をより低減することができる。その結果、めっきピットの形成を抑制し、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の平滑性をより高めることができる。

上記金属間化合物によるめっきピットの発生を抑制するためには、Ｓｉの含有量を少なくすることが好ましい。しかしながら、Ｓｉは、一般的な純度の地金はもとより、Ａｌの純度が９９．９質量％以上である高純度の地金にも含まれている。そのため、Ｓｉを殆ど含有しないアルミニウム合金ディスクブランクを作製しようとすると、鋳造時にＳｉを除去するための特殊な処理を行う必要があり、アルミニウム合金ディスクブランクの製造コストの増大を招くことになる。

アルミニウム合金中のＳｉの含有量が０．０１質量％以下であれば、Ｓｉを除去するための特殊な処理を行うことなくアルミニウム合金ディスクブランクを作製することができる。その結果、アルミニウム合金ディスクブランクの製造コストの増大を回避しつつ、その平滑性をより高めることができる。また、アルミニウム合金中のＳｉの含有量が０．０１質量％を超えても０．６０質量％以下であれば、より純度の低い地金を用いてアルミニウム合金ディスクブランクを作製することができる。これにより、アルミニウム合金ディスクブランクの材料コストをより低減することができる。

（Ｂｅ：ベリリウム）
Ｂｅは、Ｍｇを含むアルミニウム合金を鋳造する際に、Ｍｇの酸化を抑制することを目的として溶湯内に添加される元素である。また、アルミニウム合金中に含有されるＢｅの含有量が０．００２０質量％以下であることにより、磁気ディスクの製造過程においてアルミニウム合金基板の表面に形成されるＺｎ皮膜をより緻密にするとともに、厚みのバラつきをより小さくすることができる。その結果、アルミニウム合金基板上に形成されるＮｉ－Ｐ処理層の平滑性をより高めることができる。

一方、アルミニウム合金中のＢｅ含有量が多過ぎると、アルミニウム合金ディスクブランクの製造過程においてアルミニウム合金ディスクブランクが加熱された際に、アルミニウム合金ディスクブランクの表面にＢｅ系酸化物が形成されやすくなる。また、アルミニウム合金が更にＭｇを含有する場合、アルミニウム合金ディスクブランクが加熱された際に、アルミニウム合金ディスクブランクの表面にＡｌ－Ｍｇ－Ｂｅ系酸化物が形成されやすくなる。これらの酸化物量が多くなると、Ｚｎ皮膜の厚みのバラつきが大きくなり、めっきピットの発生を招くおそれがある。

アルミニウム合金中のＢｅの含有量が０．００２０質量％以下、好ましくは０．００１０質量％以下であることにより、Ａｌ－Ｍｇ－Ｂｅ系酸化物の量が低減し、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の平滑性をより高めることができる。なお、アルミニウム合金中にＢｅが含まれる場合、Ｂｅの含有量の下限については、０．０００１質量％であることが好ましい。

（Ｃｒ：クロム）
アルミニウム合金には、任意成分として０．４０質量％以下のＣｒが含まれていてもよい。Ｃｒの一部は、鋳造時に生じる微細な金属間化合物としてアルミニウム合金ディスクブランク内に分散している。鋳造時に金属間化合物を形成しなかったＣｒはＡｌマトリクス中に固溶し、固溶強化によってアルミニウム合金ディスクブランクの強度を向上させる作用を有する。

また、Ｃｒは、切削性及び研削性をより高めるとともに再結晶組織をより微細化する作用を有する。その結果、アルミニウム合金基板とＮｉ－Ｐめっき処理層との密着性をより高め、めっきピットの発生を抑制する。

一方、アルミニウム合金中のＣｒの含有量が多過ぎると、アルミニウム合金基板中に粗大なＡｌ－Ｃｒ系金属間化合物が形成されやすくなる。このような粗大なＡｌ－Ｃｒ系金属間化合物がアルミニウム合金基板の表面から脱落した場合、後工程の無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理においてめっきピットが形成されやすくなる。

アルミニウム合金中のＣｒの含有量が０．４０質量％以下、好ましくは０．３０質量％以下であることにより、めっきピットの形成を抑制し、平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成するとともにアルミニウム合金基板の強度をより向上させることができる。なお、のＣｒの含有量の下限は特に限定されず、０質量％であってもよい。

（Ｚｒ：ジルコニウム）
アルミニウム合金には、任意成分として０．３０質量％以下のＺｒが含まれていてもよい。Ｚｒの一部は、鋳造時に生じる微細な金属間化合物としてアルミニウム合金ディスクブランク内に分散している。鋳造時に金属間化合物を形成しなかったＺｒはＡｌマトリクス中に固溶し、固溶強化によってアルミニウム合金ディスクブランクの強度を向上させる作用を有する。

また、Ｚｒは、切削性及び研削性をより高めるとともに再結晶組織をより微細化する作用を有する。その結果、アルミニウム合金基板とＮｉ－Ｐめっき処理層との密着性をより高め、めっきピットの発生を抑制する。

一方、アルミニウム合金中のＺｒの含有量が多過ぎると、アルミニウム合金基板中に粗大なＡｌ－Ｚｒ系金属間化合物が形成されやすくなる。このような粗大なＡｌ－Ｚｒ系金属間化合物がアルミニウム合金基板の表面から脱落した場合、後工程の無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理においてめっきピットが形成されやすくなる。

アルミニウム合金中のＺｒの含有量が０．３０質量％以下、好ましくは０．２０質量％以下であることにより、めっきピットの形成を抑制し、平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成するとともにアルミニウム合金基板の強度をより向上させることができる。なお、のＺｒの含有量の下限は特に限定されず、０質量％であってもよい。

また、アルミニウム合金ディスクブランクは、Ｓｒ：０質量％以上０．１０質量％以下、Ｎａ：０質量％以上０．１０質量％以下、及びＰ：０質量％以上０．１０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有していてもよい。

（Ｓｒ：ストロンチウム、Ｎａ：ナトリウム、Ｐ：リン）
Ｓｒ、Ｎａ及びＰは、アルミニウム合金ディスクブランク中の第二相粒子（主にＳｉ粒子）を微細化し、めっき性を改善する効果を発揮する。また、アルミニウム合金ディスクブランク中の第二相粒子のサイズの不均一性を小さくし、耐衝撃特性のバラつきを低減させる効果も発揮する。そのため、アルミニウム合金中にＳｒ、Ｎａ、Ｐのそれぞれが、０．１０質量％以下含まれていてもよい。

一方、アルミニウム合金中にＳｒ、Ｎａ及びＰのそれぞれが０．１０質量％を超えて含有されても、上記効果は飽和し、更なる顕著な効果が得られない。また、上記効果を得るためには、Ｓｒ、Ｎａ及びＰのそれぞれの下限が、０．０００５質量％であることが好ましい。

（残部：Ａｌおよび不可避不純物）
アルミニウム合金ディスクブランクに用いるアルミニウム合金の合金組成として、上述した必須成分及び任意成分以外の残部はＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物である。ここで、不可避的不純物は、製造工程上、不可避的に含まれ得る含有レベルの不純物を意味する。不可避的不純物として含まれ得る元素としては、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｂ（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）などが挙げられ、その含有量は、各元素について０．１０質量％以下、合計で０．３０質量％以下であれば本発明の作用効果を損なわない。

＜アルミニウム合金ディスクブランクの厚さ＞
アルミニウム合金ディスクブランクの厚さは、近年の磁気ディスクの薄肉化の観点から、０．５５０ｍｍ以下であり、０．４９０ｍｍ以下であることが好ましく、０．３９０ｍｍ以下であることがより好ましい。本発明に係るアルミニウム合金ディスクブランクは、このような厚さであっても、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示す。

＜アルミニウム合金ディスクブランクの特性＞
（ヤング率）
アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率を大きくすることによって磁気ディスクの耐衝撃性を向上させる効果が発揮される。そのため、アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率は７０ＧＰａ以上であることが好ましい。磁気ディスク装置の落下時等において磁気ディスクが変形することがあるが、この変形は弾性域内の変形である。そのため、アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率を向上させることで、耐衝撃性が向上し、このような変形を抑制することができる。

アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率が７０ＧＰａ未満の場合、磁気ディスク装置の落下時等において磁気ディスクが大きく変形するおそれがあり、変形した磁気ディスクが他部材（他の磁気ディスクやヘッドの退避場所であるランプロードなど）と多数衝突すると、粉塵等が発生し記録エラーの原因となるおそれがある。本発明では、磁気ディスクが変形しにくい特性を耐衝撃性とする。耐衝撃性の低下を回避するため、アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率は７０ＧＰａ以上であることが好ましく、７１ＧＰａ以上であることがより好ましく、７２ＧＰａ以上であることが更に好ましい。なお、アルミニウム合金ディスクブランクのヤング率の上限は特に限定されるものではないが、アルミニウム合金ディスクブランクの材質や組成、ならびに、製造条件によって自ずと決まるものであり、本発明においてはおよそ８０ＧＰａであることが好ましい。

ヤング率は、共振法によって測定することができる。例えば、図１に示すように、アルミニウム合金ディスクブランクの表面において、圧延方向と長手方向が平行な任意の四角形領域をサンプルとして採取し、そのサンプルからヤング率を測定することができる。なお、ヤング率はアルミニウム合金ディスクブランクに限らず、研削加工後後のアルミニウム合金基板、めっき処理後のアルミニウム合金基板、スパッタリング後の磁気ディスクを用いて測定してもよい。めっき処理後のアルミニウム合金基板、磁気ディスクを用いてヤング率を測定する場合には、Ｎｉ－Ｐめっき処理層を含むめっき皮膜を剥離し、さらに表面を５～３０μｍ研削したアルミニウム合金からサンプルを採取して、ヤング率を測定することができる。また、測定に必要なサンプルのサイズ（縦、横、厚さ）は、マイクロメーターとノギス、重量は電子天秤を用いて測定することができる。

（表面の平均高さ（Ｒｃ））
本発明において、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）は０．２５μｍ以上である。これにより、加圧焼鈍後のアルミニウム合金ディスクブランク同士又はアルミニウム合金ディスクブランクとスペーサーの密着力を低くすることができるため、耐変形抵抗性が向上する。表面の平均高さ（Ｒｃ）が高いことにより、アルミニウム合金ディスクブランク同士又はアルミニウム合金ディスクブランクとスペーサーが密着した際に僅かな隙間が形成されるため、密着力が低下する。そのため、加圧焼鈍後に大きな力を必要とせずにこれらを剥離することができ、その結果、アルミニウム合金ディスクブランクの変形を防止することができる。なお、表面の平均高さ（Ｒｃ）については、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３において定義されている。

アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ未満である場合、加圧焼鈍後のアルミニウム合金ディスクブランク同士又はアルミニウム合金ディスクブランクとスペーサーの密着力が高くなり、加圧焼鈍後の剥離時に変形し、耐変形抵抗性が低下するおそれがある。そのため表面の平均高さ（Ｒｃ）は０．２５μｍ以上であり、０．３０μｍ以上であることが好ましい。また、表面の平均高さ（Ｒｃ）の上限は特に限定されるものではないが、およそ３．０μｍである。

表面の平均高さ（Ｒｃ）は、レーザー顕微鏡（例えば、レーザーテック社製、「コンフォーカル顕微鏡ＨＤ１００Ｄ」）を用いて測定することができる。例えば、図２及び図３に示すように、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の任意の領域Ｒにおいて、レーザー顕微鏡を用いて３次元像を測定し、自動水平補正を行う。次いで、メディアンフィルタ処理を行い、アルミニウム合金ディスクブランクの表面において、圧延方向Ｙに対して直角な方向（直角方向）Ｘにおいて所定の長さを有する線Ｌ上の表面の平均高さ（Ｒｃ）を測定する。

＜アルミニウム合金ディスクブランクの製造方法＞
以下、アルミニウム合金ディスクブランクの製造方法について詳細に説明する。

Ａ．アルミニウム合金板の作製
（１）鋳造工程
所定の合金組成のアルミニウム材の原料を溶解し、溶湯を溶製してからこれを鋳造して鋳塊を作製する。鋳造としては、半連続鋳造（ＤＣ鋳造）法、金型鋳造法、連続鋳造（ＣＣ鋳造）法が用いられる。ＤＣ鋳造法においては、スパウトを通して注がれた溶湯が、ボトムブロックと、水冷されたモールドの壁、並びにインゴット（鋳塊）の外周部に直接吐出される冷却水で熱を奪われることによって凝固し、鋳塊として下方に引き出される。金型鋳造法においては、鋳鉄等で作製された中空の金型に注がれた溶湯が、金型の壁に熱を奪われることによって凝固し、鋳塊が作製される。ＣＣ鋳造法では、一対のロール（又は、ベルトキャスタ、ブロックキャスタ）の間に鋳造ノズルを通して溶湯を供給し、ロールからの抜熱で薄板を直接鋳造する。

このような鋳造工程において、溶湯中の溶存ガスを低減する脱ガス処理及び溶湯中の固形物を除去するろ過処理をインラインで行うことが好ましい。

脱ガス処理としては、例えば、ＳＮＩＦ（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｎｏｚｚｌｅ Ｉｎｅｒｔ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ）プロセスと呼ばれる処理方法やＡｌｐｕｒプロセスと呼ばれる処理方法等を採用することができる。これらのプロセスにおいては、羽根付き回転体により溶湯を高速で攪拌しながらアルゴンガスやアルゴンと塩素との混合ガス等のプロセスガスを吹き込み、溶湯中にプロセスガスの微細な気泡を形成する。これにより、溶湯中に溶存した水素ガスや介在物を短時間で除去することができる。脱ガス処理には、インライン式の脱ガス装置を使用することができる。

ろ過処理としては、例えば、ケークろ過方式やろ材ろ過方式などを採用することができる。また、ろ過処理には、例えば、セラミックチューブフィルター、セラミックフォームフィルター、アルミナボールフィルタ－などのフィルターを使用することができる。

（２）均質化処理工程
鋳塊を作製した後、熱間圧延を行うまでの間に、必要に応じて鋳塊の面削を行い、均質化処理を行ってもよい。均質化処理における保持温度は、例えば５００～６５０℃の範囲から適宜設定することができる。また、均質化処理における保持時間は、例えば１～６０時間の範囲から適宜設定することができる。

（３）熱間圧延工程
次に、鋳塊に熱間圧延を行い、熱間圧延板を作製する。熱間圧延の圧延条件は特に限定されるものではないが、例えば、開始温度が４００～５５０℃の範囲、終了温度が２６０～３８０℃の範囲である熱間圧延を行うことができる。また、熱間圧延板の厚みは、例えば、２．０～６．０ｍｍの範囲から適宜設定することができる。

（４）冷間圧延工程
熱間圧延を行った後、得られた熱間圧延板に１パス以上の冷間圧延を行うことにより、冷間圧延板を得ることができる。冷間圧延時に熱間圧延板と接するロールの直径は２００ｍｍ以上であることが好ましい。ロール径が２００ｍｍ以上であることによって、摩擦力が低下し、ロールから熱間圧延板への転写が少なくなり、得られる冷間圧延板において表面の平均高さ（Ｒｃ）を高くすることができる。なお、冷間圧延において冷間圧延板の厚さ、冷間圧延率は特に限定されることはなく、所望するアルミニウム合金ディスクブランクの厚み及び強度に応じて適宜設定すればよい。例えば、冷間圧延における総圧下率は２０～９５％であることが好ましい。また、冷間圧延板の厚みは、例えば、０．２～１．９ｍｍの範囲から適宜設定することができる。

（５）焼鈍工程
上記の製造方法においては、冷間圧延における１パス目の前及びパス間のうち少なくとも一方において、必要に応じて焼鈍処理を行ってもよい。焼鈍処理は、バッチ式熱処理炉を用いて行ってもよく、連続式熱処理炉を用いて行ってもよい。バッチ式熱処理炉を用いる場合、焼鈍時の保持温度は２５０～４３０℃、保持時間は０．１～１０時間の範囲であることが好ましい。また、連続式熱処理炉を用いる場合、炉内の滞在時間は６０秒以内、炉内の温度は４００～５００℃であることが好ましい。このような条件で焼鈍処理を行うことにより、冷間圧延時の加工性を回復させることができる。以上の工程によって、アルミニウム合金板が作製される。

Ｂ．アルミニウム合金ディスクブランクの作製
上記の工程を経て作製したアルミニウム合金板からアルミニウム合金ディスクブランクを製造するに当たって、例えば、以下の方法を採用することができる。まず、アルミニウム合金板に打ち抜き加工を行って円環状を呈する中空円板を作製する。その後、中空円板を厚み方向の両側から加圧しながら加熱して加圧焼鈍を行うことにより、中空円板の歪みを低減させ、平坦度を向上させる。加圧焼鈍における保持温度と圧力は、例えば、２５０～４３０℃で１．０～３．０ＭＰａの範囲から適宜選択することができる。また、加圧焼鈍における保持時間は、例えば、３０分以上とすることができる。以上の工程によって、アルミニウム合金ディスクブランクが作製される。

＜アルミニウム合金基板の製造方法＞
加圧焼鈍を行ったアルミニウム合金ディスクブランクに、切削加工及び研削加工を施す前に、焼鈍を行うことが好ましい。焼鈍時の保持温度は１９０～２６０℃であることが好ましく、１９０～２４０℃であることがより好ましく、１９０～２２０℃であることがさらに好ましい。また、焼鈍時の保持時間は０．１～１０時間であることが好ましく、０．５～１０時間であることがより好ましく、１～１０時間であることがさらに好ましい。このような条件で焼鈍処理を行うことにより、固溶Ｍｇ等が析出し、その結果、アルミニウム合金ディスクブランクの導電率を上げることができる。

焼鈍を行った後、アルミニウム合金ディスクブランクに切削加工及び研削加工を順次行い、所望の形状を有するアルミニウム合金基板を作製する。これらの加工を行った後に、必要に応じて、１５０～３５０℃で０．１～１０．０時間の条件で、加工時の歪を除去する歪取り熱処理を行ってもよい。以上の工程によって、アルミニウム合金基板が作製される。

２．磁気ディスク
本発明に係る磁気ディスクは、上述のアルミニウム合金ブランクを用いて形成されたアルミニウム合金基板と、当該アルミニウム合金基板の表面に設けられたＮｉ－Ｐめっき処理層と、当該Ｎｉ－Ｐめっき処理層上に設けられた磁性体層とを備える。なお、Ｎｉ－Ｐめっき処理層は、無電解めっき処理により形成した無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理層であることが好ましい。

磁気ディスクは、更に、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系材料からなり、磁性体層上に積層された保護層を有していてもよく、保護層上に潤滑油が塗布された潤滑層を有していてもよい。

＜磁気ディスクの製造方法＞
アルミニウム合金基板から磁気ディスクを製造する際、例えば、以下の方法を採用することができる。まず、めっき前処理として、アルミニウム合金基板に脱脂洗浄を行いアルミニウム合金基板の表面に付着した加工油等の油分を除去する。脱脂洗浄の後、必要に応じて、酸を用いてアルミニウム合金基板にエッチングを施してもよい。エッチングを行った場合には、エッチング後に、エッチングによって生じたスマットをアルミニウム合金基板から除去するデスマット処理を行なうことが好ましい。これらの処理における処理条件は、処理液の種類に応じて適宜設定することができる。

これらのめっき前処理を行った後に、アルミニウム合金基板の表面にＺｎ皮膜を形成するジンケート処理を行う。ジンケート処理においては、ＡｌをＺｎに置換する亜鉛置換めっきを行うことにより、Ｚｎ皮膜を形成することができる。ジンケート処理としては、１回目の亜鉛置換めっきを行った後に、アルミニウム合金基板の表面に形成されたＺｎ皮膜を一旦剥離し、再度亜鉛置換めっきを行ってＺｎ皮膜を形成する、いわゆるダブルジンケート法を採用することが好ましい。ダブルジンケート法によれば、１回目の亜鉛置換めっきのみによって形成されるＺｎ皮膜に比べて、より緻密なＺｎ皮膜をアルミニウム合金基板の表面に形成することができる。その結果、後工程の無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理においてＮｉ－Ｐめっき処理層の欠陥を低減することができる。

ジンケート処理によってアルミニウム合金基板の表面にＺｎ皮膜を形成した後に、およそ８０℃～９５℃の温度で無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理を行うことにより、Ｚｎ皮膜をＮｉ－Ｐめっき処理層によって置換することができる。そして、無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理においてこのようなＺｎ皮膜をＮｉ－Ｐめっき処理層によって置換することにより、めっきピットが少なく平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成することができる。

Ｎｉ－Ｐめっき処理層の厚さを厚くすると、めっきピットが少なくなる傾向があり、平滑なＮｉ－Ｐめっき処理層を形成することができる。そのため、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の厚さ（めっき厚）は７μｍ以上であることが好ましく、１８μｍ以上であることがより好ましく、２５μｍ以上であることが更に好ましい。なお、実用上、めっき厚の上限はおよそ４０μｍである。

無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理の後に、Ｎｉ－Ｐめっき処理層を研磨することにより、Ｎｉ－Ｐめっき処理層の表面の平滑性を更に高めることができる。

無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理又は研磨処理の後、Ｎｉ－Ｐめっき処理層上に、スパッタリングによって磁性体を付着させて磁性体層を形成する。磁性体層は、単一の層から構成されていてもよく、又は、互いに異なる組成を有する複数の層から構成されていてもよい。スパッタリングの温度等は常法が適用されるが、スパッタリングの温度が特に１００℃以下の場合に、アルミニウム合金基板の導電率が高いと省エネルギー効果を発揮する。スパッタリングを行った後に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって磁性体層上に炭素系材料からなる保護層を形成する。次いで、保護層上に潤滑油を塗布して潤滑層を形成する。以上の工程により、磁気ディスクが作製される。

以上、本発明に係るアルミニウム合金ブランク及び磁気ディスクについて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づき、各種の変形及び変更が可能である。

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、室温とは２０℃±１０℃の範囲として定義する。

＜実施例１～３、比較例１～３＞
（１）アルミニウム合金板の作製
以下の方法により、アルミニウム合金板を作製した。まず、溶解炉において、表１に示す化学成分を有する溶湯を調製した。

次に、溶解炉内の溶湯を移し、表２に示す鋳造方法で鋳塊を作製した。次いで、鋳塊の表面を面削し、鋳塊表面に存在する偏析層を除去した。面削を行った後に鋳塊を表２に示す条件で加熱処理することによって均質化処理を行った。その後、熱間圧延を実施して熱間圧延板を得た。更に、表２に示す条件で冷間圧延を実施し、アルミニウム合金板を作製した。なお、比較例３は、熱間圧延で熱間圧延板に大きな割れが発生したため、冷間圧延以降の処理は行わなかった。

（２）アルミニウム合金ディスクブランクの作製
作製したアルミニウム合金板に打ち抜き加工を施し、外径９８ｍｍ、内径２４ｍｍの円環状を呈する中空円板を作製した。ここで、得られた中空円板を厚み方向の両側から加圧しつつ表２に示す温度及び０．１ＭＰａの圧力で３時間保持して加圧焼鈍を実施し、アルミニウム合金ディスクブランクの試験材を作製した。なお、アルミニウム合金ディスクブランクの厚さは、表２に示す冷間圧延後の板厚と同じである。

（ヤング率の測定）
加圧焼鈍後のアルミニウム合金ディスクブランクの表面から、６０ｍｍ×８ｍｍのサンプルをワイヤーカットで採取し、ヤング率を測定した。圧延方向と長手方向が平行な任意の領域におけるサンプルの採取方法は、図１に示す通りである。ヤング率の測定は、日本テクノプラス社製のＪＥ－ＲＴ型の装置を用い共振法により室温で行った。測定に必要なサンプルのサイズ（縦、横、厚さ）は、マイクロメーターとノギスを用い測定し、重量は電子天秤を用いて測定した。ヤング率が７０ＧＰａ以上である場合、耐衝撃性を「〇（優）」と評価し、７０ＧＰａ未満である場合、耐衝撃性を「×（劣）」と評価した。結果を表２に示す。

（表面の平均高さ（Ｒｃ））
加圧焼鈍後のアルミニウム合金ディスクブランクの表面の圧延方向Ｙに対して直角の方向（直角方向）Ｘにおいて、コンフォーカル顕微鏡（レーザーテック社製、ＨＤ１００Ｄ）を用いて一の直線の長さ８００μｍの線上の平均高さ（Ｒｃ）を測定した。図２、３に示すように、まず、アルミニウム合金ディスクブランク表面の任意の領域Ｒにおいて、８００μｍ×８００μｍの３次元画像を測定し、自動水平補正を行った。次いで、メディアンフィルタ処理（フィルタサイズ：５×５）を行い、圧延方向Ｙに対して直角方向Ｘにおいて、長さ８００μｍの線Ｌ上の平均高さ（Ｒｃ）を算出した。なお、表面の平均高さ（Ｒｃ）を測定する際は、測定断面曲線にカットオフ値λｃ＝０．０８ｍｍのフィルタを適用して得られた曲線を用いて平均高さ（Ｒｃ）を算出した。

（平坦度の測定）
加圧焼鈍後のアルミニウム合金ディスクブランクを用い平坦度の測定を行った。平坦度は、平坦度測定機（ＺｙＧＯ社製、ＭＥＳＡ）を用いて測定した。なお、平坦度とは、アルミニウム合金ディスクブランクの表面全体における最大山高さと最大谷深さの差で表わされる。ここで、最大山高さは測定範囲における輪郭曲線の平均線と測定範囲内で最も高い値との差であり、最大谷深さは当該平均線と測定範囲内で最も低い値との差である。平坦度が１０μｍ以下である場合、耐変形抵抗性を評価「〇（優）」と評価し、１０μｍを超える場合、耐変形抵抗性を評価「×（劣）」と評価した。結果を表２に示す。

表１及び２に示すように、所定の合金組成を有するアルミニウム合金ディスクブランクにおいて、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上である実施例１～３では、高いヤング率及び平坦度を示し、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を達成することができた。

一方、比較例１では、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ未満であり、平坦度が１０μｍを超えていたため、耐変形抵抗性に劣っていた。

比較例２では、アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上であるものの、アルミニウム合金ディスクブランクの合金組成において、Ｍｇの含有量が３．５０質量％より多く、また、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計も０．０３質量％未満であったため、７０ＧＰａ以上のヤング率を示さず、平坦度も１０μｍを超えていた。そのため、耐衝撃性及び耐変形抵抗性のいずれも劣っていた。

比較例３では、アルミニウム合金ディスクブランクの合金組成において、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が７．００質量％を超えていたため、粗大な第２相粒子が多数生成し、それに伴い、熱間圧延工程において熱間圧板に大きな割れが発生した。そのため、冷間圧延以降の処理は行うことができず、耐衝撃性及び耐変形抵抗性を評価することができなかった。

本発明に係るアルミニウム合金ディスクブランクは、特定の合金組成との表面の平均高さ（Ｒｃ）を有することで、アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが薄くても、優れた耐衝撃性及び耐変形抵抗性を示す。また、このようなアルミニウム合金ディスクブランクを用いることにより、耐衝撃性と耐変形抵抗性に優れた磁気ディスクを提供できる。

Claims (6)

1. Ｆｅと、Ｍｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が０．０３質量％以上７．００質量％以下であり、Ｍｇの含有量が０質量％以上３．５０質量％未満である磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクであって、
   前記アルミニウム合金ディスクブランクの厚さが０．５５０ｍｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金ディスクブランクの表面の平均高さ（Ｒｃ）が０．２５μｍ以上であることを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。
2. Ｃｕ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上０．７０質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．４０質量％以下、Ｚｒ：０質量％以上０．３０質量％以下、Ｓｉ：０質量％以上０．６０質量％以下、及びＢｅ：０質量％以上０．００２０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有する、請求項１に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。
3. Ｓｒ：０質量％以上０．１０質量％以下、Ｎａ：０質量％以上０．１０質量％以下、及びＰ：０質量％以上０．１０質量％以下からなる群から選択される少なくとも１種の元素を更に含有する、請求項１又は２に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。
4. 前記厚さが０．４９０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。
5. 前記厚さが０．３９０ｍｍ以下である、請求項４に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランク。
6. 請求項１又は２に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ディスクブランクを用いて形成されたアルミニウム合金基板と、該アルミニウム合金基板の表面に設けられたＮｉ－Ｐめっき処理層と、該Ｎｉ－Ｐめっき処理層上に設けられた磁性体層とを備える磁気ディスク。
   

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