JP5480599B2 - 磁気ディスク用アルミニウム合金板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
この特許文献1によれば、Al−Feを主成分とする金属間化合物のサイズと量、及びMg−Siを主成分とする金属間化合物のサイズと量を規定することによって優れためっき付着性を有することができる旨記載されている。
この特許文献2によれば、Mgを高濃度で含有させることによって当該磁気ディスク用アルミニウム合金板の強度を向上させることができる旨記載されている。
〔2〕本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板は、Cr:0.02質量%以上0.4質量%以下を含有しているのが好ましい。
〔4〕本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板の製造方法は、Cr:0.02質量%以上0.4質量%以下を含有しているのが好ましい。
なお、前記した特許文献1にも記載されているように、従来はMg濃度が5質量%を超えると溶解時のMg系酸化物の生成が著しくなり、それが溶湯中に巻き込まれて圧延後の表面に線状欠陥として現れる問題が生じていた。しかし、溶湯中の介在物除去に用いられるフィルターの改善により、Mg系酸化物の除去技術が向上したため、そのような線状欠陥の防止が可能となった。これにより、Mg濃度を5質量%以上とした高強度Al合金板の製造が可能になった。
従って、Mg濃度は4.5質量%以上6.0質量%以下とする。この範囲でMgを含有させることにより、少なくとも125MPaの耐力を有するようにすることができる。125MPa以上の耐力を有すれば、70cmの高さからの落下衝撃負荷時であっても変形が生じないため小型HDD用の磁気ディスクとして好適に用いることができる。
従って、Si濃度は0.025質量%未満とする。また、Mg−Si系金属間化合物の最大長さは3μm以下とする。
従って、Fe濃度は0.03質量%未満とする。また、Al−Fe系金属間化合物は10μm以下とする。
従って、Mn濃度は0.02質量%以上0.50質量%未満とする。また、Al−Fe−Mn系金属間化合物の最大長さは10μm以下とする。Mn濃度をこのような範囲とすれば、例えば140MPa以上の耐力を有するようにすることができる。140MPa以上の耐力を有すれば、100cmの高さからの落下衝撃負荷時であっても変形が生じないため小型HDD用の磁気ディスクとしてより好適に用いることができる。
従って、Cr濃度は0.02質量%以上0.4質量%以下、より好ましくは0.35質量%以下とする。なお、Al−Cr系金属間化合物の最大長さは10μm以下であるのがよい。
従って、Cu濃度は0.01質量%以上0.2質量%以下とする。
従って、Zn濃度は0.01質量%以上0.4質量%未満とする。
本発明に係るAl合金板の製造方法は、図2に示すように、鋳造工程S1と、均質化熱処理工程S2と、熱間圧延工程S3と、冷間圧延工程S4とを含み、これらをこの手順で行うものである。以下、各工程の内容について説明する。
従って、1段目の均質化熱処理の温度は、Mg−Si系金属間化合物の固溶とメクレやフクレなどの表面欠陥防止の観点から530℃以上560℃以下とし、均質化熱処理の時間は4時間以上12時間以下とした。
従って、2段目の均質化熱処理の温度は510℃以上530℃未満とし、均質化熱処理の時間は0.5時間以上12時間以下とした。
熱間圧延の開始温度が490℃未満であるとMg−Si系金属間化合物が析出してしまい、520℃を超えると前記したように熱間割れが生じる。従って、圧延中の鋳塊の温度が520℃以下となるように制御する必要がある。圧延中の鋳塊の温度の制御は、例えばクーラントを用いたロールを使用して圧延中の板を冷却したり、圧下率等のパススケジュールを調整したりして行うことができる。
また、冷間圧延して作製された冷間圧延板を、例えば打ち抜き加工によって円環状等の所定の形状に成形してブランクを作製する成形工程や、成形工程により作製したブランクを焼鈍する焼鈍工程なども含めることができる。なお、この焼鈍工程はブランクを加圧しながら行ってもよく、その条件は、例えば焼鈍温度を340℃、焼鈍時間を3時間などとすることができる。かかる条件で焼鈍を行うと、ブランクをO材とすることができる。
また、作製した実施例1、参考例2、実施例3〜8及び比較例1〜22のめっきサブストレートを用いて耐力(MPa)、金属間化合物の最大長さ(μm)、及びめっき膜表面の平滑性を調べた。なお、金属間化合物としてはAl−Fe系金属間化合物及びAl−Fe−Mn系金属間化合物と、Mg−Si系金属間化合物とを対象とした。
これに対し、比較例1〜22は本発明の要件を1つ以上満たしていないため表2に示すように、その結果の少なくとも1つが劣っていた。従って、比較例1〜22は、小型HDD用の磁気ディスクとして好適でないことが示唆された。
比較例2はMgが上限を超えたため熱間圧延中に熱間割れが生じた。
比較例3はMnが上限を超えたため粗大なAl−Fe−Mn系金属間化合物が析出した。そして、これが研削工程で脱落したり、めっき前処理で溶解、脱落したりしたため、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数が1個以上となり、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例5はFeが上限を超えたため粗大なAl−Fe系金属間化合物が析出した。そして、これが研削工程で脱落したり、めっき前処理で溶解、脱落したりしたため、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数が1個以上となり、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例7はCuが上限を超えたためめっき膜表面におけるノジュールの発生が多大となった。そのため、FSWの値が高くなり、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例9はCrが上限を超えたため粗大なAl−Cr系金属間化合物が析出した。そして、これが研削工程で脱落したり、めっき前処理で溶解、脱落したりしたため、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数が1個以上となり、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例11はMn及びCrがともに下限未満であるため、均質化熱処理中に結晶粒が粗大化した。その結果、組織の異方性が大きくなり、FSWの値が高くなったため、めっき面の平滑性に劣った。
比較例13は1段目の均質化熱処理の温度が上限を超えたため、水素ガスの集積に起因するメクレやフクレといった表面欠陥が生じた。その結果、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数、及び高さ1μm以上のフクレの単位面積あたりの個数がそれぞれ1個以上となったため、めっき表面の平滑性が劣っていた。
比較例15は1段目の均質化熱処理の時間が上限を超えたため、均質化熱処理後の表面に水素ガスの集積に起因するメクレやフクレが発生した。発生したメクレやフクレに起因する表面欠陥は研削加工後にも残り、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数、及び高さ1μm以上のフクレの単位面積あたりの個数がそれぞれ1個以上となったため、めっき表面の平滑性が劣っていた。
比較例17は2段目の均質化熱処理の温度が下限未満であったため、粗大なMg−Si系金属間化合物が析出した。そして、これがめっきにピット及びフクレを発生させる原因となり、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数、及び高さ1μm以上のフクレの単位面積あたりの個数がそれぞれ1個以上となったため、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例18は2段目の均質化熱処理時間が上限を超えたため、均質化熱処理後の表面に水素ガスの集積に起因するメクレやフクレが発生した。発生したメクレやフクレに起因する表面欠陥は研削加工後にも残り、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数が1個以上となったため、めっき表面の平滑性が劣っていた。
比較例20は熱間圧延の開始温度が下限未満であったため、粗大なMg−Si系金属間化合物が析出した。そして、これがめっきにピット及びフクレを発生させる原因となり、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数、及び高さ1μm以上のフクレの単位面積あたりの個数がそれぞれ1個以上となったため、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
比較例22は1段目の均質化熱処理を行わなかったため、Mg−Si系金属間化合物の固溶が不十分となった。そして、これがめっきにピット及びフクレを発生させる原因となり、深さ1μm以上のピットの単位面積あたりの個数、及び高さ1μm以上のフクレの単位面積あたりの個数がそれぞれ1個以上となったため、めっき膜表面の平滑性が劣っていた。
S2 均質化熱処理工程
S3 熱間圧延工程
S4 冷間圧延工程
Claims (4)
- Mg:4.5質量%以上6.0質量%以下、Mn:0.02質量%以上0.5質量%未満を含有し、さらに、Cu:0.01質量%以上0.2質量%以下、Zn:0.01質量%以上0.4質量%未満のうち少なくとも1種以上を含有し、Si:0.025質量%未満、Fe:0.03質量%未満に規制され、残部がAl及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
表面におけるAl−Fe系金属間化合物及びAl−Fe−Mn系金属間化合物の最大長さが10μm以下、
Mg−Si系金属間化合物の最大長さが3μm以下、
鏡面とする研削前の表面に形成されている凹部の深さが10μm以下である
ことを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム合金板。 - Cr:0.02質量%以上0.4質量%以下を含有していることを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金板。
- Mg:4.5質量%以上6.0質量%以下、Mn:0.02質量%以上0.5質量%未満を含有し、さらに、Cu:0.01質量%以上0.2質量%以下、Zn:0.01質量%以上0.4質量%未満のうち少なくとも1種以上を含有し、Si:0.025質量%未満、Fe:0.03質量%未満に規制され、残部がAl及び不可避的不純物からなる成分組成を有するアルミニウム合金を用いて鋳塊を鋳造する鋳造工程と、前記鋳造した鋳塊に対して均質化熱処理を行う均質化熱処理工程と、前記均質化熱処理した鋳塊を熱間圧延する熱間圧延工程と、前記熱間圧延して作製された熱間圧延板を冷間圧延する冷間圧延工程と、を含む磁気ディスク用アルミニウム合金板の製造方法であって、
前記均質化熱処理工程は、前記鋳造した鋳塊に対して530℃以上560℃以下で4時間以上12時間以下という条件で1段目の均質化熱処理を行った後、さらに510℃以上530℃未満で0.5時間以上12時間以下という条件で2段目の均質化熱処理を行い、
前記熱間圧延工程は、開始温度が490℃以上520℃以下、且つ圧延中の鋳塊の温度が520℃以下という条件で前記均質化熱処理した鋳塊を熱間圧延する
ことを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム合金板の製造方法。 - Cr:0.02質量%以上0.4質量%以下を含有していることを特徴とする請求項3に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金板の製造方法。
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