JP2500030B2 - チタン製磁気ディスク基板の製造方法 - Google Patents

チタン製磁気ディスク基板の製造方法

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JP2500030B2 JP15168491A JP15168491A JP2500030B2 JP 2500030 B2 JP2500030 B2 JP 2500030B2 JP 15168491 A JP15168491 A JP 15168491A JP 15168491 A JP15168491 A JP 15168491A JP 2500030 B2 JP2500030 B2 JP 2500030B2
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健治 森田
陽子 岡野
利夫 崎山
博義 末永
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高密度記録・再生用
として用いられるチタン製磁気ディスク基板の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気ディスクは大容量化、高記録
密度化が図られており、そのために磁気ディスク基板上
に形成される磁気膜(磁性媒体)の厚みを薄くするこ
と、及び磁気ヘッドと磁性膜との間隔を小さくすること
(低浮上化)が試みられている。一方、このような磁気
ディスクにおいては情報の記録−再生を行う場合には、
操作開始時に磁気ヘッドと磁性膜面とを接触状態にし、
その後磁気ディスクを所定の速度で回転させることによ
り磁気ヘッドを磁性膜面から浮上させ、この状態で記録
−再生を行うCSS(コンタクト−スタート−ストッ
プ)方式によるのが一般的である。このCSS方式では
操作開始時や終了時には磁性膜面が接触摩擦状態になり
やすく、今後の高密度ディスクではCSS特性の改善が
重要である。
【0003】また、磁気ディスク基板は、その表面を研
磨による鏡面仕上げされているため、ディスク停止時に
ヘッドとディスクとが密着してしまうスティッキングと
呼ばれる状態となり、磁気ディスク装置の破損を招く場
合が生じる。このような事情から、現在、磁気ディスク
基板として、 (1)表面粗さが小さいこと(Rmax <0.1μm) (2)CSS特性に優れていること(すなわち、CSS
を例えば15000回程度繰返した後の表面の状態が優
れていること)。 (3)スティッキングを起こしにくいこと。
【0004】という3つの条件を満足するものが要求さ
れている。このうち(3)のスティッキングを防止する
ため、鏡面研磨後、研磨テ−プにより表面に細かい研磨
溝を設けるテクスチャリングという処理が施されてい
る。
【0005】ところで、磁気ディスク基板としては、従
来よりアルミニウム合金が使用されているが、近年、こ
れに代えて磁気ディスク基板としてチタンを使用するこ
とが試みられてきている。
【0006】これはチタンが耐熱性の点でアルミニウム
合金より優れ、広範囲の条件で磁性膜をスパッタリング
により形成することが可能となり、磁性膜の特性向上が
可能となるためである。
【0007】しかし、磁気ディスク基板としてチタンを
使用するためには、CSS特性を改善しなければならな
いという大きな問題が存在している。このようにチタン
がCSS特性に劣っている原因の一つに、チタンの表面
硬度が低いことがある。すなわち、チタンの硬度はHv
=160程度と従来のNiPメッキタイプアルミニウム
合金製磁気ディスク基板の硬度(Hv 〜 500)より
も著しく低い。
【0008】チタンを高硬度化する方法は種々試みられ
ており、例えば特開平1−112521では、断面硬度
v が250以上のチタン合金を用いてCSS特性を改
善する方法が提案され、また特開昭52−105804
では鏡面加工後、表層(0.03〜10μm)を酸化ま
たは密化処理して表層を高硬度化する方法が提案されて
いる。また、本願出願人は先に、CSS特性を改善する
ために、Hv ≧250の硬さを有する硬化層をスパッタ
リングにより50〜250μmの厚さで形成するチタン
製磁気ディスク基板の製造方法について出願している
(特開平2−56450)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、さらなる高
記録密度を達成するために、現在磁気ヘッドと磁性膜と
の間隔(ヘッド浮上量)を0.1μm以下とすることが
試みられている。この低浮上条件下でCSS特性を改善
するには表面硬度の改善のみでは不十分であり、コント
ロールされた表面粗さを持つテクスチャリングを形成す
ることが必要不可欠となる。テクスチャリングは、上述
したように、鏡面加工後に研磨テープにより細かい溝を
形成する処理であり、従来のアルミニウム合金の場合に
は、その方法として例えば特開昭62−262227、
62−19368、62−63058、特開平1−14
0425、1−205974等が提案されている。しか
しながら、チタンは難加工性材料であるため、溝の数の
制御が困難であると共に、テクスチャリング研磨加工中
に磁気ディスク基板の溝の目詰まり、いわゆる焼きつき
が生じやすい。このような焼きつきが生じるとバリが発
生してしまい、このバリが磁気ヘッドの安定した走行の
妨げとなったり、磁気ヘッドとの間でクラッシュをおこ
したり、また磁気媒体形成後の磁気的エラーの原因とな
ったりする。以上の観点より従来の発明を検討すると、
このコントロールされた表面粗さという点が考慮されて
いないことがわかる。
【0010】また、表面硬度という観点についても、上
述の技術で十分とは言えない。特開平1−112521
に示す方法においては、特に、コストが高い点が問題に
なる。すなわち、ここに開示されたチタン合金のα型、
α+β型チタン合金では冷間加工方性が低いため、磁気
ディスク基板素材の冷間圧延薄板を得るためには多段の
冷間圧延−中間焼鈍工程を施すことが必要となり、純チ
タンと比較して製造コストが著しく上昇してしまう。ま
た、ここに開示されている合金のうちβ型チタン合金は
冷間加工性は良好なものの多量の合金元素を添加する必
要があるため、溶解素材コストが純チタンと比較して著
しく上昇する。また、特開昭52−105804の方法
では、得られる硬化層の厚みは高々10μmであり、テ
クスチャリングが不十分で磁気ヘッドの浮上が安定しな
い状態でのCSS方式下で十分な特性を得るには厚さが
不十分である。特願平2−56450の方法は磁気ヘッ
ド浮上量0.15μmでのCSS特性を15000回以
上に改善する方法であり、したがって0.1μm以下の
低浮上条件でのCSS特性改善の方法を提示するもので
はない。
【0011】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、磁気ヘッドの浮上量が0.1μm以下、例
えば0.075μmであっても、CSS特性を極めて良
好にすることができ、しかもスティッキングを起こしに
くいチタン製磁気ディスク基板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、チタン板の表面を陽極酸化処
理してチタン板の表面に陽極酸化薄膜層が形成された磁
気ディスク基板を得るチタン製磁気ディスク基板の製造
方法であって、陽極酸化処理前のチタン板の表面粗さR
max が0.05μm以下であり、前記陽極酸化処理は、
陽極酸化処理電圧を12〜35Vの範囲に設定し、かつ
陽極酸化処理終了時の電流密度が5×10-4A/mm2
下となるように行われることを特徴とするチタン製磁気
ディスク基板の製造方法を提供する。
【0013】本願発明者等が、磁気ヘッド浮上量が0.
1μm以下と小さくてもCSS特性を良好にすることが
でき、しかもスティッキングを起こしにくいチタン製磁
気ディスク基板の製造方法を得るために種々検討を重ね
た結果、チタン板表面を特定条件で陽極酸化処理してチ
タン表面に陽極酸化薄膜層を形成することにより達成さ
れることを見出した。すなわち、特定条件で陽極酸化処
理を施すことにより、チタン板表面にコントロールされ
た表面粗さの陽極酸化層(酸化チタン層)が形成され
る。このようにコントロ−ルされた表面粗さを有する陽
極酸化層は、テクスチャリングと同等の効果を有し、磁
気ヘッドの基板への接触をスムーズにすることが可能と
なる。また、このような陽極酸化層は酸化チタンを主成
分とするので、十分な表面硬度を有している。本発明で
は従来技術のような特別な表面硬化処理を施すことな
く、陽極酸化処理の条件を厳密に制御することのみで上
記目的を達成することができる。
【0014】以上のように、本発明ではチタン板に特定
条件で陽極酸化処理を施すことで磁気ヘッドの浮上を安
定化させ、磁気ヘッドの浮上量が小さい範囲でのCSS
特性を改善することができる。また、粗さをコントロー
ルできるために、スティッキングを起こしにくいように
することもできる。
【0015】チタンに陽極酸化処理を施す技術は古くか
ら知られ、多くの特許提案もなされている。しかし、チ
タンに対して陽極酸化を行ってその表面粗さをコントロ
ールする方法はいまだ見出されていない。
【0016】磁気ディスクにチタンの陽極酸化を取り入
れた例は特開昭56−71821に見られる。この公報
に記載された発明はチタンを含む陽極酸化可能な膜を基
板上にスパッタリング等で形成した後、研磨仕上げを施
すことにより、基板上に欠陥が無く、磁性媒体と基板と
の拡散を防止する表面を形成することを目的としてい
る。この公報に開示された発明では、陽極酸化皮膜の表
面粗さは良好でなく、かつコントロールできないものと
している。これは、陽極酸化処理後研磨を施しているこ
とから明白である。このように、この公報にもこの発明
の観点は全く含まれていない。
【0017】本発明では陽極酸化電圧を12〜35Vに
コントロールする。これはCSS回数15000回での
摩擦係数0.5以下という特に優れたCSS特性を達成
し、かつ、スティッキングを起こしにくくするために必
要な制御因子である。陽極酸化電圧が12V未満の場
合、ディスク停止時にヘッドとディスクが密着するステ
ィッキングと呼ばれる状態になりやすく、また、CSS
テスト時に表面の摩擦係数の増加が大きい。また、陽極
酸化電圧が35Vを超える場合にはCSSテスト時のヘ
ッドクラッシュを起こしやすい。これは陽極酸化時に表
面粗さが劣化してしまい、磁気ヘッドの浮上が不安定に
なりやすいためと考えられる。また、CSSテストでの
摩擦係数が増大する。これは、陽極酸化での表面粗さの
劣化のために、磁気ヘッド浮上量0.1μm以下、例え
ば0.075μmでのグライドテストでの欠陥が発生し
やすくなるためである。
【0018】陽極酸化処理前の基板の表面粗さは、R
max で0.05μm以下に規定する。これは、この値よ
りも表面粗さが大きい場合には、陽極酸化処理による表
面粗さの改善の効果が小さいからであり、また、磁気ヘ
ッド浮上量0.075μmでのグライドテストを満足す
るには、陽極酸化処理前の基板の表面粗さをこの値以下
にコントロールする必要があるからである。
【0019】陽極酸化処理終了時の電流密度は、5×1
-4A/mm2 以下に規定される。これは以下の理由によ
る。陽極酸化皮膜の厚さやその特性は平衡的にはその陽
極酸化電圧に依存するが、平衡にいたる過渡的な状態で
は、チタン基板を構成する結晶粒の方位や電極取り出し
位置、極間距離等の影響を受けその膜厚等が異なること
になる。耐電圧性の陽極酸化皮膜の形成進展によりその
電流密度は低下するが、その処理を電流密度が5×10
-4A/mm2 を超えた時点で終了した場合、陽極酸化処理
の不均一のために磁気ヘッドの浮上がゆらぎ、摩擦係数
の増大を示す。
【0020】なお、本発明でいうチタンは純チタン及び
各種チタン合金を含むものであり、これらに対して本発
明を適用できることは言うまでも無い。また、本発明が
表面硬化処理を施した純チタン、各種チタン合金に適用
可能であることも言うまでも無い。
【0021】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【0022】Rmax が0.02〜0.1μmの表面粗さ
を有する板厚1.27mmの3.5インチチタン製磁気デ
ィスク基板用チタン板(純チタン)に対し、種々の条件
で陽極酸化処理を施した、電解液は0.1vol %リン酸
水溶液であり、陰極は純チタン板とし、陽極酸化処理を
施す磁気ディスク用チタン板との間隔は2cmとした。陽
極酸化電圧は0〜50V、陽極酸化処理処理の際の電流
密度は1×10-1〜1×10-6A/mm2 の間で変化させ
た。
【0023】これら種々の基板に、真空度1×10-3To
rr、基板温度150℃の条件で、スパッタ法により厚さ
1000AのCo系磁性膜を形成し、さらにその上にカ
ーボン保護膜500A、フレオン液体潤滑層を形成し
た。
【0024】評価試験は以下の方法によった。グライド
テストでは上記各種チタン基板をスピンドルにセットし
て3600rpm で回転させ、磁気ヘッドを浮上量0.0
75μmで浮上走行させた。グライドテストでは、磁気
ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突した衝撃を磁気
ヘッドのアームに取りつけたAE素子で検出した。グラ
イドテストでの測定位置は中心より34mm位置である。
CSSテストでの摩擦係数はCSSテスト回数1500
0回での摩擦係数を測定した。また摩擦係数の均一性の
判定は中心より30,34,40mmの位置で摩擦係数を
測定し、摩擦係数の最大値と最小値の差が0.1以内で
あれば均一、0.1以上であれば不均一とした。また、
スティッキングの有無及び程度はCSSテスト終了時の
ヘッドを観察することによって行った。
【0025】基板用チタン板の表面粗さ(Rmax )、陽
極酸化電圧、陽極酸化電流密度、及び上記試験結果を表
1に示した。なお、表1中実施例1〜8は本発明の範囲
内のものであり、比較例1〜10はその範囲から外れる
ものである。
【0026】
【表1】
【0027】表1から明かなように、陽極酸化処理電圧
が12〜35V、陽極酸化処理前のチタン板の表面粗さ
max が0.05μm以下、陽極酸化処理終了時の電流
密度が5×10-4A/mm2 以下の実施例の場合に、グラ
イドテストにおける突起が存在せず、CSSテスト後の
摩擦係数が0.5未満と良好であり、しかもその摩擦係
数が均一であり、さらにスティッキングが全く生じない
ことが確認された。これに対して、陽極酸化処理を施さ
ないものについては、摩擦係数が大きくCSS特性が悪
いことが確認され、また、スティッキングの発生も確認
された。
【0028】陽極酸化電圧が35Vを超えると薄膜層が
厚くなることに起因して表面粗さが大きくなるため、C
SS特性が悪かった。また、12V未満では薄膜層表面
が滑らかであり、フレオン液体潤滑層を介してディスク
と磁気ヘッドとの間でスティッキングが生じた。
【0029】陽極酸化終了時の電流密度が1×10-4
/mm2 より大きい場合には、表面の粒によって陽極酸化
のされ方にむらがあることに起因して粒界段差が生じや
すく、グライドテストにおいて突起がみられた。
【0030】
【発明の効果】この発明によれば、磁気ヘッドの浮上量
が0.1μm以下、例えば0.075μmであっても、
CSS特性を極めて良好にすることができ、しかもステ
ィッキングを起こしにくいチタン製磁気ディスク基板の
製造方法が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 博義 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−71821(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン板の表面を陽極酸化処理してチタ
    ン板の表面に陽極酸化薄膜層が形成された磁気ディスク
    基板を得るチタン製磁気ディスク基板の製造方法であっ
    て、陽極酸化処理前のチタン板の表面粗さRmax が0.
    05μm以下であり、前記陽極酸化処理は、陽極酸化処
    理電圧を12〜35Vの範囲に設定し、かつ陽極酸化処
    理終了時の電流密度が5×10-4A/mm2 以下となるよ
    うに行われることを特徴とするチタン製磁気ディスク基
    板の製造方法。
JP15168491A 1991-06-24 1991-06-24 チタン製磁気ディスク基板の製造方法 Expired - Lifetime JP2500030B2 (ja)

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