JP4378987B2

JP4378987B2 - 精密機器カバーケース用アルミニウム材

Info

Publication number: JP4378987B2
Application number: JP2003094615A
Authority: JP
Inventors: 英樹島田; 健海老原
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004300514A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低発塵性が求められる精密機器のカバーケースを形成するためのアルミニウム材であって、特に、コンピュータやワープロ等に搭載されるハードディスクを格納するハードディスクケースを形成するのに好適なアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−２４９９９４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２５６５３号公報
【０００３】
光学機器、コンピュータ関連機器、半導体計測機器、半導体製造装置等では、大気中の塵や埃によって誤動作や故障を引き起こすことがないように、精密機器の部分はカバーケースによって覆われている。例えば、コンピュータやワープロ等に記憶装置として搭載されるハードディスクケースもこの例である。
近年、持ち運びができるノート型コンピュータ等も主流となってきていることから、これらに内蔵されるハードディスクドライブの小型化・軽量化が求められている。そして、ノート型のコンピュータをはじめとした各種コンピュータに搭載されるハードディスクのカバーケースの多くは、機械的強度に優れると共に、軽量性及び加工性の点でも優れるアルミニウム材を用いてプレス加工して形成される。
【０００４】
このようなハードディスク用カバーケースでは、ハードディスクの誤動作や故障を引き起こすことがないように、更には、周辺の他の機器の故障等を引き起こすことがないようにするため、カバーケース自体が低発塵性であることが要求される。そのため、これまでに、ハードディスクケースの外側にあたるアルミニウム合金板の片面に対して有機樹脂皮膜を形成したハードディスクドライブケース用樹脂被覆アルミニウム材が提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００５】
しかしながら、これら樹脂被覆アルミニウム材では、いずれもハードディスクを格納した場合にこのハードディスク側にあたる内側の面には有機樹脂を形成していないため、ハードディスクケースに衝撃が加わると、アルミニウム合金から発塵が起こって、ハードディスクの誤動作や故障を引き起こすおそれがある。このような場合、ハードディスク側の面にも、例えば上記のような有機樹脂皮膜を形成することも考え得るが、ハードディスク側の面に有機樹脂皮膜を形成すると、ハードディスクの回転駆動による温度上昇によってこの有機樹脂皮膜がガスを発生し、このガスがハードディスクの誤動作や故障を引き起こす原因となる等の別の問題が生じる。
【０００６】
更には、上記のようにアルミニウム合金板の表面に樹脂皮膜を形成すると、これがアルミニウム合金板の片側のみであっても、ハードディスクケースの加工のためにプレス加工を行う場合に樹脂皮膜の剥離を生じ、そのため、ケースの形や加工が制限されてしまうといった問題も起きる。加えて、このようにアルミニウム合金板の表面に樹脂皮膜を形成することはコスト性の点でも問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、低発塵性、プレス加工性、低コスト等の特性を同時に達成することができるカバーケースを形成するためのアルミニウム材について鋭意検討した結果、アルミニウム材の表面において観察される第二相化合物の存在に着目してこのアルミニウム材の表面状態を最適化することで、有機樹脂皮膜を設けることなく低発塵性を達成することができて、上記のようなプレス加工における問題やコスト等の問題をも解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
従って、本発明の目的は、アルミニウム材の表面状態の最適化をすることで、樹脂皮膜等を形成することなく低発塵性を達成でき、同時に、プレス加工性や低コスト性を達成することができる精密機器カバーケース用アルミニウム材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、精密機器のカバーケースを形成するためのアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材であって、アルミニウム材の化学組成が、マグネシウム（Ｍｇ）が０．０１〜７質量％、ケイ素（Ｓｉ）が０．０５質量％未満、鉄（Ｆｅ）が０．０６質量％未満、及び銅（Ｃｕ）が０．０５質量％未満であって、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物元素であり、このアルミニウム材の表面に観察される長径が１．０μｍ以上の当該アルミニウム材の第二相化合物の単位面積当たりの数が２０個／ｍｍ²以下である、精密機器カバーケース用アルミニウム材である。
【００１０】
本発明におけるアルミニウム材の第二相化合物とは、アルミニウム材中においてその素材金属であるアルミニウム以外の物質により相を形成している物質（化合物）を意味し、この第二相化合物については、走査型電子顕微鏡（SEM）の反射電子像を利用してその大きさや分布状態を調べることができ、また、Ｘ線回折によって物質を同定することもできる。
【００１１】
このアルミニウム材の第二相化合物としては、具体的には、素材金属であるアルミニウム（Al）以外の物質（Fe, Si, Cu, Mgその他の不純物）を含む、例えばAl₃Fe、αAlFeSi、Al₃Mg₂、Mg₂Si等の化合物を挙げることができる。
【００１２】
また、本発明においては、アルミニウム材の表面において観察される長径が１．０μｍ以上の第二相化合物は、単位面積あたり２０個／ｍｍ²以下、好ましくは１０個／ｍｍ²以下である必要がある。第二相化合物の長径が１．０μｍ以上であると、振動や衝撃が加わった際にこの第二相化合物の脱離が起こり易くなり、また、このような長径１．０μｍ以上の第二相化合物がアルミニウム材の表面に単位面積当たりで２０個／ｍｍ²を超えて観察されると、アルミニウム材からの脱離が増大して発塵源となり、カバーケースとして用いる精密機器の種類にもよるが、特に、ハードディスクドライブに用いるハードディスクケースの場合では、ハードディスクの誤動作や故障を引き起こすおそれがある。
【００１３】
本発明において、アルミニウム材の表面における第二相化合物を観察するに際し、その観察手段については特に制限されないが、好ましくは、SEMの反射電子像を利用してアルミニウム材の第二相化合物を観察するのがよい。このようにして観察することで、素材金属であるアルミニウムと第二相化合物とをコントラストの違いによって区別することが可能となり、アルミニウム材の表面における長径１．０μｍ以上の第二相化合物を正確に把握することができるため、その後の加工によりカバーケースとした際、振動等によって素材であるアルミニウム材の表面から脱離のおそれのある第二相化合物の数を制御し、表面状態を最適化した低発塵性のアルミニウム材とすることができる。
【００１４】
また、本発明において、好ましくはアルミニウム材の表面に観察される長径が１．０μｍ以上の上記第二相化合物が実質的に存在しないのがよく、更に好ましくはアルミニウム材の表面下５μｍの深さまでの間に観察される第二相化合物が実質的に存在しないのがよい。ここで、上記の観察されるアルミニウム材の第二相化合物が実質的に存在しないとは、１ｍｍ²の範囲を１０００倍の拡大倍率で顕微鏡観察をした場合に第二相化合物を肉眼で確認できないという意味で、これは、実質的に第二相化合物の長径０．１μｍを最低の大きさとし、これ以下の第二相化合物は無視できることを意味する。また、アルミニウム材の表面下５μｍの深さまでの間に観察される第二相化合物が実質的に存在しないと、発塵する第二相化合物が著しく少なくなるため、特にハードディスク用カバーケースを形成するアルミニウム材として使用するのにより好適である。
【００１５】
本発明において、アルミニウム材の化学組成については、好ましくは、マグネシウム（Mg）が０．０１〜７質量％、ケイ素（Si）が０．０５質量％未満、鉄（Fe）が０．０６質量％未満、及び銅（Cu）が０．０５質量％未満であって、残部がアルミニウム（Al）及び不可避不純物元素であるのがよい。これは、通常のＤＣ（Direct chilling）法により圧延用スラブを製造すると、その鋳造時の凝固速度が大きくて非平衡状態で固化するため、不可避不純物は固溶するが、上記のSi、Fe、Cuはその含有量が上記の規制値を超えると粗大な第二相化合物として晶出する場合があるからである。また、Mgの含有量が０．０１質量％未満であると強度が不足し、反対に７質量％を超えると圧延加工性が損なわれるので好ましくない。
【００１６】
本発明において、上記のようなアルミニウム材を製造するに際し、例えば、高純度アルミニウム地金を溶解し、必要によりMg、Cu等の合金元素を添加して成分調整をした後に所望の成分組成のアルミニウム合金を溶製し、更にＤＣ鋳造して鋳塊を製造し、均質化処理を行った後、熱間圧延と冷間圧延により所定の板厚に圧延し、更に制御された条件で焼鈍し、必要によりグラインディング加工を行う等の方法（例えば、特開平9-235,640号公報や特開平4-341,536号公報参照）を用いることができる。ここで、本発明においては、上記高純度アルミニウム地金については、好ましくはJIS H4170：1N99を使用するのがよく、また、均質化処理については400〜550℃で10〜48時間行うのがよい。この均質化処理によって鋳造時に晶出した第二相化合物の一部は固溶して小さくなる。
【００１７】
また、本発明においては、上記のようにして製造したアルミニウム材について、好ましくは、脱脂浴中に浸漬する脱脂処理を行うのがよい。この脱脂処理については通常の処理を用いることができる。また、上記のようにして製造したアルミニウム材については、エッチング処理やデスマット処理を行ってもよい。このエッチング処理やデスマット処理については、通常の処理を用いて行うことができる。
【００１８】
また、本発明におけるアルミニウム材については、その表面に陽極酸化、化成処理、塗装、研摩処理、メッキ、ドライコーティング等の一般的な表面処理を行ってもよい。
【００１９】
本発明におけるアルミニウム材は、その表面において観察される長径１．０μｍ以上の第二相化合物の数が単位面積あたり２０個／ｍｍ²以下であり、アルミニウム材から離脱のおそれのある第二相化合物が制限されて表面状態が最適化されたアルミニウム材であるため、低発塵性を達成することができ、同時に、表面に有機樹脂皮膜等を設ける必要がないためプレス加工等においても制限がなくなり、コスト性の面でも有利である。そのため、精密機器のカバーケースを形成した場合にこれらの点で有利であり、特に、ハードディスクケースに用いた場合、低発塵性によりハードディスクの誤動作や故障を引き起こすおそれがなく良好である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２１】
実施例１〜３及び比較例１〜３
〔試験用アルミニウム材の作製〕
高純度アルミニウム地金（JIS H4170：1N99）を溶解し、添加元素として所定の量のマグネシウム（Mg）を添加した後、ＤＣ鋳造してアルミニウム鋳塊（スラブ塊）を製造した。次に、このアルミニウム鋳塊を３００〜５５０℃で均熱処理し、熱間圧延した後、更に冷間圧延して板厚０．５ｍｍのアルミニウム材を作製し、1N99アルミニウム材（実施例１）、1質量％Mg-Al材（実施例２）、３質量％Mg-Al材（実施例３）を用意した。また、比較例として、市販のアルミニウム合金であるA5052アルミニウム材（比較例１）、A6061アルミニウム材（比較例２）、A3003アルミニウム材（比較例３）を用意した。
【００２２】
〔第二相化合物の観察〕
上記アルミニウム材の表面および表面下５μｍの深さまでの間に観察される長径が１．０μｍ以上の第二相化合物の単位面積当たりの数について、SEMの反射電子像を利用して計測した。結果を表１に示す。尚、表１に示した表面下５μｍの深さまでの間に観察される数については、上記の表面で観察された数を除いた数値を表す。
【００２３】
〔プレス成形性の評価〕
上記アルミニウム材について、ハードディスクドライブケースを想定して縦１００ｍｍ、横７０ｍｍ、高さ１５ｍｍの形状にプレス成形し、この際のプレス成形性についてそれぞれ評価した。評価の基準は、○：問題なく成形できた、×：破断が起こり成形性に問題があった、の２段階で評価した。結果を表１に示す。
【００２４】
〔発塵性の評価〕
上記アルミニウム材を縦１１０ｍｍ×横８０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのサイズにして、水酸化ナトリウム２５ｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム２５ｇ／Ｌ、リン酸ナトリウム２５ｇ／Ｌ、及び界面活性剤１．５ｇ／Ｌの組成からなる脱脂浴中に浸漬し、浸漬温度６０℃及び浸漬時間５分の処理条件で脱脂処理を行った。次いで、このアルミニウム材を水酸化ナトリウム５０ｇ／Ｌの組成を有するエッチング浴中に浸漬して、浸漬温度５０℃及び浸漬時間３分の処理条件でエッチング処理を行った。次いで、硝酸１５質量％の組成を有するデスマット浴中に浸漬して、浸漬温度２５℃及び浸漬時間３分の処理条件でデスマット処理を行った。
このようにして得られたアルミニウム材を試験液として用意した超純水中に浸漬させて超音波洗浄を３分間行った。その後、試験液中の粒子数について液中パーティクルカウンターを用いて測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】
本発明の精密機器カバーケース用アルミニウム材は低発塵性に優れるため、有機樹脂皮膜を設ける等の処理を行うことなく精密機器カバーケースを形成することができる。そのため、このようなアルミニウム材を用いれば、プレス加工の際に有機樹脂皮膜の剥離が生じる等の問題がなく加工性にも優れ、更には、コスト性の面でも有利である。

Claims

精密機器のカバーケースを形成するためのアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材であって、アルミニウム材の化学組成が、マグネシウム（Ｍｇ）が０．０１〜７質量％、ケイ素（Ｓｉ）が０．０５質量％未満、鉄（Ｆｅ）が０．０６質量％未満、及び銅（Ｃｕ）が０．０５質量％未満であって、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物元素であり、このアルミニウム材の表面に観察される長径が１．０μｍ以上の当該アルミニウム材の第二相化合物の単位面積当たりの数が２０個／ｍｍ²以下であることを特徴とする精密機器カバーケース用アルミニウム材。
アルミニウム材の表面に観察される長径が１．０μｍ以上の当該アルミニウム材の第二相化合物が実質的に存在しない請求項１に記載の精密機器カバーケース用アルミニウム材。
アルミニウム材の表面下５μｍの深さまでの間に観察される第二相化合物が実質的に存在しない請求項１又は２に記載の精密機器カバーケース用アルミニウム材。