JP2671000B2 - アルミニウム合金ディスクブランクとその研削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気ディスク基盤等に使用するアルミニウム
合金ディスクブランクの研削加工方法に係り、更に詳し
くは、表面が圧延酸化皮膜及び焼鈍酸化皮膜で覆われて
いるアルミニウム合金ディスクブランク（以下、単にブ
ランクとも云う）を研削して、磁気ディスク用等の鏡面
仕上基盤（以下、サブストレートと云う）を得るための
アルミニウム合金ディスクブランクを研削方法に関す
る。

（従来の技術） コンピュータの外部記憶装置に使用される磁気ディス
クは記録の高密度化のために媒体の薄肉化やヘッド浮上
高さの減少が進められており、これに伴い、ディスク基
盤に対してはますます高度な表面平滑性及び形状精度が
要求されてきている。

このような要求特性に対応するアルミニウム合金ディ
スク基盤は、アルミニウム合金圧延板をディスク形状に
プレス打抜し、歪矯正焼鈍及び軟化焼鈍を行なった後、
一般に、（イ）ダイヤモンドバイトと超精密旋盤を用い
てRmax0.1μｍ程度の表面粗さを有する鏡面仕上基盤に
加工する鏡面切削方法、（ロ）PVA弾性砥石を用いてRma
x0.3μｍ程度の仕上基盤に加工する精密研削方法、
（ハ）粗切削或いは粗研削後、研磨（ポリッシング）に
よりRmax0.1μｍ程度の仕上基盤に加工する精密研磨方
法、等により工業的に製造されており、薄膜メディア用
サブストレートの製造には、生産性が高い（ロ）の精密
研削方法が一般に採用されている。

この精密研削方法には、上定盤、下定盤、太陽ギヤ、
インターナルギヤの各々が独自の回転運動を行い、上定
盤と下定盤は各々反対方向に回転し、上下定盤の間に置
かれたキャリア（被加工物を保持する治具）が太陽ギヤ
とインターナルギヤの回転によって下定盤と同一方向に
移動（公転）しながら自転し、キャリア内に保持された
被加工物の両面を同時に研削する両面平面研削機が品質
（寸法、形状精度及び粗度）と生産性の両面で優れてお
り、多く使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、上記（ロ）のPVA弾性砥石を用いる精密
研削方法においては、研削バッチ数が多くなるに従い、
砥石目詰りが進行し、研削レートの低下とこれに伴う砥
石ドレッシング頻度の増加による研削作業能率の低下及
びサブストレート表面粗度の変動とスクラツチ疵等の表
面品質の悪化が生じ、生産性、品質両面で更に一層の改
善が要望されていた。

本発明は、生産性、品質両面において更に優れたアル
ミニウム合金ディスクブランクの研削方法を提供し、及
び生産性及び品質両面において更に優れた研削結果を得
ることが可能なアルミニウム合金ディスクブランクを提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上述の不具合発生の原因を明らかにすべ
く被研削材であるブランクの性状及び研削砥石性状につ
き鋭意研究を重ねた結果、このような不具合はブランク
表面に存在する圧延酸化皮膜及び焼鈍酸化皮膜に起因
し、不具合の程度はこの酸化皮膜の厚さが大きいほど、
また、研削砥石の番手が大きいほど顕著に発生し、酸化
皮膜厚さはほぼ50Å以下まで小さくなると、これら不具
合の発生はなくなることを究明するに至り、本発明をな
したものである。

すなわち、本発明に係るアルミニウム合金ディスクブ
ランクは、研削加工前の表面酸化皮膜厚さを50Å以下に
調整してなることを特徴とするものであり、またその研
削方法は、要するに、ブランク表面の圧延酸化皮膜及び
焼鈍酸化皮膜を除去した後、研削加工を行うことを特徴
とするものであり、これにより、一層優れた研削能率で
克優れた研削加工仕上面のサブストレートが得られる。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

磁気ディスク用等のアルミニウム合金ディスクブラン
クは、通常、アルミニウム合金溶解、鋳造し、均質化熱
処理、熱間圧延、冷間圧延を実施してディスク素材を
得、これをブランク打抜きし、歪矯正焼鈍及び軟化焼鈍
を施したブランクを研削加工し、サブストレートにされ
ている。

したがって、研削加工前のブランク表面は、圧延工程
時及びそれ以前の工程で生成した圧延酸化皮膜や、歪矯
正工程及び軟化焼鈍工程で生成した焼鈍酸化皮膜で覆わ
れており、これらの酸化皮膜厚さはせいぜい200Å程度
である。

この酸化皮膜を除去する具体的な方法としては化学的
に酸化皮膜を溶解して除去する方法や機械的に研削或い
は研削して除去する方法があり、いずれの方法でもよ
い。

機械的除去方法としては、数μｍ以下の微少量を容易
に除去可能なテープポリッシングが切削や他の研削方法
に比らべて好ましい方法である。

また化学的に溶解する方法はより微少量を除去できる
ので、機械的除去方法よりも一層好ましい方法である。
例えば、水酸化ナトリウム溶液中に浸漬する方法等があ
る。

更に、鋳造条件、均質化熱処理の温度・時間、熱間圧
延温度、焼鈍雰囲気などのコントロールにより予め酸化
皮膜の生成を抑制することは最も望ましい方法である。
勿論、このような方法により、ブランクの表面酸化皮膜
厚さが50Å以下である場合には、研削加工前に酸化皮膜
の除去は不要であることは云うまでもない。

なお、アルミニウム合金としてはこの種の用途に用い
られる材質のものであれば特に制限されず、また研削加
工方法としても前述の精密研削方法のみならず、鏡面切
削方法、精密研磨方法等の他の方法を採用できることは
云うまでもない。

以下に本発明の実施例を示す。

（実施例） JIS5086相当のアルミニウム合金を常法により溶製、
鋳造し、熱間圧延工程を経て厚さ2mmの冷間圧延コイル
にした。

次いで、このコイルを打抜プレスにより外径130mm、
内径40mmの円盤に加工し、第１表に示すように、種々の
雰囲気にて340℃×2hrの軟化焼鈍処理を行なった後、化
学的方法や機械的方法で圧延酸化皮膜及び焼鈍酸化皮膜
を除去した。なお、真空炉を使用して焼鈍したものにつ
いては一部については酸化皮膜除去を実施しなかった。

その後、以下に示す条件で仕上研削を行い、研削レー
ト（単位時間当りの研削量μm/min）並びに仕上面の粗
度及び表面外観性状を調べ、砥石の目詰り状況を評価し
た。その結果を第１表に併記する。

仕上研削条件 研削装置：両面同時研削平面研削機 砥 石:C＃3000 PVA弾性砥石 研 削 液：ソリューブルタイプ 研削条件：砥石周速100m/min 研削圧力60g/cm² 第１表において、試験No.1、No.3〜No.6は本発明であ
って、焼鈍雰囲気を変えて種々の酸化膜厚さを得た例で
あり、No.1は研削により酸化皮膜を除去した例、No.3〜
No.4は水酸化ナトリウム溶液中に浸漬して酸化皮膜を溶
解除去した例、No.6はテープポリッシングにより酸化皮
膜を除去した例である。なお、No.5は真空炉を使用して
焼鈍し、酸化皮膜厚さが50Å以下であったので酸化皮膜
除去を行わなかった例である。

以上の本発明例の場合、いずれも仕上面性状は従来例
No.8と同等の粗度であるが、安定した粗度を示し、仕上
砥石の目詰りは発生せず、良好である。

一方、比較例No.7は、本発明例No.6と同様、テープポ
リッシングにより酸化皮膜除去を行なった例であるが、
ポリッシング量が少ないために酸化皮膜の一部が残存し
ている場合であり、研削砥石に目詰りが発生し、研削レ
ートの減少と仕上面品質の低下（スクラッチ疵の発生及
び粗度の変動）が生じ、実用上問題である。

本試験に供したブランクの表面粗さは約１μｍである
が、面歪及び板厚偏差などの表面形状精度の影響によ
り、テープポリッシングのような機械的方法により酸化
皮膜除去を行なう場合には、化学的な溶解方法を行なう
場合に比較して、ブランク表面層の平均的な除去量をは
るかに大きくする必要があることがわかる。

また、従来例のNo.2、No.8はブランクの酸化皮膜除去
を全く行なわずに研削加工を行った例であり、砥石番手
の小さなNo.2は、砥石番手の大きいNo.8に比較し、第１
図に示すように、研削レートの低下及びサブストレート
表面品質の悪化が少ないものの、研削能率及びサブスト
レート表面品質の両面において本発明例に比較して劣っ
ている。

（発明の効果） 以上詳述した如く、本発明によれば、研削能率が高く
且つ品質変動が少ない優れたアルミニウム合金ディスク
ブランクの研削が可能となり、研削能率及び表面品質の
両面において優れた研削結果が得られるアルミ合金ディ
スクブランクを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサブストレートの製造における研削バッチ数と
研削レートの関係を示す図である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面が熱間圧延及びそれ以前の工程で生成
   した酸化皮膜（以下、圧延酸化皮膜と云う）及び歪矯正
   焼鈍及び軟化焼鈍工程で生成した酸化皮膜（以下、焼鈍
   酸化皮膜と云う）で被覆されているアルミニウム合金デ
   ィスクブランクにつき、該酸化皮膜を研削前に除去し、
   その後研削加工を行うことを特徴とするアルミニウム合
   金ディスクブランクの研削方法。
2. 【請求項２】研削加工前の表面酸化皮膜の厚さを50A以
   下に調整してなることを特徴とするアルミニウム合金デ
   ィスクブランク。