JPH01225740A - 磁気デイスク基板用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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板用アルミニウム合金に関し、
特に下地処理メツキにおける無電解メツキの密着性を向
上し、メツキ上り表面を平滑化するメツキ性に優れたア
ルミニウム合釡に関するものである。

〔従来の技術〕

電子計算機の記録装置に用いられる磁気ディスクには、
一般にアルミニウム合金からなる基板の表面に磁性体を
被覆したものが用いられている。

このような磁気ディスクは基板を所定の厚さに加工した
後、表面を鏡面研磨してから磁性体粉末と樹脂粉末の混
合物を塗布し、しかる後加熱処理して磁性体膜を形成す
ることにより作られ又いる。

近年磁気ディスクは大容量化、高密度化が要請されるよ
うになり、磁気ディスクの１ビット当りの磁気領域は益
々微小化されていると共に、磁気ヘッドと磁気ディスク
との間隙も減少させることが必要どなり、磁性体膜にも
薄肉化と耐摩耗性の改善が望まれるようになった。この
ため基板を所定の厚さに加工した後、表面を鏡面加工し
てから磁性体被覆のための下地処理として硬質非磁性金
属、例えばＮ１−Ｐを無電解メツキし、しかる後スパッ
タリング又はメツキにより磁性体、例えばＣｏ　−Ｎｉ
　−Ｐ合金を被覆した磁気ディスクが提案されている。

このような磁気ディスクの基板には次のような特性が要
求されている。

（１１非熱処理型で種々の加工および使用時の高速回転
に耐える十分な強度を有すること。

（２）軽量で研摩により良好な鏡面が得られ、ピット等
の表面欠陥が現れないこと。

（３）下地処理である無電解メツキの密着性および表面
平滑性が優れ、メツキ後もピット等の欠陥が現れないこ
と。

このような特性を満たす磁気ディスク用基板として、Ｊ
ＩＳＡ５０８６合金（Ｍｇ　３．５〜４．５ｗｔ％　％
　　Ｆｅ　　≦　０．５０ｗｔ　％、　　Ｓｉ　　≦　
０，４０ｗｔ　％、　Ｍｎ０１２０〜０，７ｗｔ％、Ｃ
ｒ　Ｏｏｏ　５〜０．２５ｗｔ％、（’ｕ≦０，１０ｗ
ｔ％、ＴｉＳ２，１５ｗｔ％、７．ｎ≦０．２５ｗｔ％
、Ａｌ残部）又はＪＩＳＡ５０８６合金の不純物である
Ｆｅや８１等を規制してマトリックス中に生成する金属
間化合物を小さ（した合金が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記ＪＩＳＡ５０８６合金からなる基板は
、磁性体被覆の下地処理である無電解メツキの密着性が
劣るため、磁性体の被覆工程又は使用中無電解メツキ被
覆が剥離することが有るという問題があった。又無電解
メツキの表面平滑性も充分とはいえなかった。即ち金属
間化合物はジンケート処理時に脱落してピットを生成す
る。このピットは無電解メツキ厚さが２０μｍ程度の膜
厚であれば、その後ポリシング研摩を施すことにより消
えることが多いが、昨今メツキ厚さが薄膜化の傾向にあ
り（例えば１７μｍ程度）、メンキ後のボリシング研摩
後もピットが残存する場合が生じてきた。又アルミニウ
ム合金板を所定の寸法に打ち抜き、その後切削もしくは
研削研摩を施すが、その際金属間化合物が脱落し、ピッ
ト欠陥となる場合もある。このように磁気ディスクのメ
ツキ性の向上には主としてその基板用アルミニウム合金
の金属間化合物数を減らし、大きさも小さくすることが
強く望まれ、種々の対策が講じられてきたが、必ずしも
充分な成果が得られていなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、無電解Ｎ１−２合
金メツキの密着性やメツキ表面の平滑性は前処理のジン
ケート皮膜を薄（かつ均一緻密に付着させることが必要
であり更に、Ｎｔ　−ｐ合金メツキ皮膜の密着性はジン
ケート皮膜の付着状況だけでな（、素材の結晶粒径およ
びマトリックス中の微量添加元素にも影響され、即ち結
晶粒は微細であれば密着性は向上し、又微量添加元素の
種類、量ヲコントロールすることによっても密着性が改
善されることを知見し、更に検討の結果、これらの効果
を必要に応じて組み合せることによりその相互作用が得
られ、その結果として下地処理メツキにおける無電解メ
ツキの密着性が優れ、しかもメツキ上り表面が平滑でか
つ表面欠陥のない磁気ディスク基板用アルミニウム合金
を開発したものである。

即ち本発明合金の一つは、Ｍｇ２．０〜６，０ｗ１％、
Ｃｒ　０．００５〜０．０４　ｗｔ％、Ｚｎ　０．０５
〜２．０ｗｔ％を必須元素として含有し、不純物元素と
して、ＳｉＳ１０１ｔ％以下、Ｆｅ　０．１ｗｔ％以下
に規制し、残部が不可避的不純物とＡ７１＋からなるこ
とを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金で
あり、又本発明合金の他の一つはＭｇ２．０〜６，０ｗ
１％、Ｃｒ　０．００５〜０，０４　ｗｔ％、ｚｎ０．
０５〜ＪＱｗｔ％を必須元素として含有し、更にＭｎ０
．０５〜１．０ｗ１％、７．ｒ　Ｏｏｏ　０１〜０．ｌ
　ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０，０５ｗｔ％の内１種以
上の元素を選択的に含有し、不純物元素として、Ｓｉ０
．１ｗｔ％以下、ｐｅＱ、１ｗｔ％以下に規制し、残部
が不可避的不純物とｉからなることを特徴とする磁気デ
ィスク基板用アルミニウム合金である。

〔作　用〕

次に本発明合金の添加元素の意義と合金組成の限定理由
について説明する（以下合金組成のｗｔ％を単に％と略
記する）。

Ｍｇは主として強度を得るだめのもので、その含有量を
２．０〜６．０％と限定したのは、２．０％未満では十
分な強度が得られず、６．０％を越えるとｋｌ　−Ｍｇ
金属間化合物を生成すると共に溶解鋳造時の高温酸化に
よりＭｇＯなどの非金属介在物の生成が著しくなりピッ
ト不良を発生させる原因となるためである。

ｚｎはジンケート処理を可能にするもので、その含有量
を０．０５〜２．０％と限定したのは、０．０５％未満
ではジンケート処理による効果が不十分となり、２．０
゛％を越えると圧延加工性および耐食性を低下し、特に
メツキ処理工程においても材料の耐食性が劣るため、ジ
ンケート処理が不均一となり、メツキの密着性や表面の
平滑性を低下するためである。尚２口含有量を上記範囲
内とすることにより、ジンケート処理時のｈｌ溶解量を
減少し、その後の無電解メツキにおける平滑性を高める
ことができる。

Ｃ「は均質化処理時および／または熱間圧延、焼鈍時に
微細な化合物として析出し、再結晶粒を微細化すると共
に、その一部はマトリックス中に固溶しその強度を向上
させると同時に無電解メツキの密着性を向上させる作用
があり、それらの相互作用により基板の切削・研摩性の
向上およびＮ１−Ｐメツキ皮膜の研摩性の向上にも寄与
するものである。Ｃｒは０．００５〜０．０４％添加す
る。

下限未満ではこの効果が不十分であり、又上限を越える
と鋳造時のフィルターによる溶湯処理において過剰の元
素が除去されて無駄となるばかりか粗大な金属間化合物
が生成し、アルカリエツチングおよびジンケート処理だ
けでなく、切削、研摩加工を施す際にも脱落してピット
欠陥となる。

Ｍｎ、　７．ｒ、　’ｌ”ｉもＣ「と同様な効果がある
がこれらとＣ「とを複合して添加することにより、更に
大きな効果が期待できる。Ｍｎ、　Ｚｒ、　Ｔｉは、必
要に応じて１種又は２種以上を選択して添加する。

これらの元素の前記上限および下限の設定は、Ｃｒと同
様な理由による。

又不純物元素であるＦｅ、Ｓｉをそれぞれ０１１％以下
に限定したのはＦｅやＳｉはアルミニウム中にほとんど
固溶せず金属間化合物として析出するが、その量が多い
場合には、ＡＩ　−Ｆｅ系、ＡＩ！−Ｆｅ　−８１系等
の粗大な金属間化合物が多数存在し、基板の切削・研摩
およびジンケート処理時に脱落してビット欠陥となり易
いためである。

又他の不可避的不純物元素（例えば、（：ｕ、Ｎｉ、Ｖ
％Ｂ等）は、それぞれ０．１％以下であれば本発明合金
の特性に影響しない。

尚本発明合金はその組織中に含まれる金属間化合物につ
いては、その最大径を１５μｍ以下とすることが望まし
い。金属間化合物はアルカリエツチングおよびジンケー
ト処理時だけでな（切削研摩加工時にも脱落してピット
欠陥となるが、その後の無電解Ｎｉメツキにてかなりカ
バーされ、更に研摩加工後では実際の金属間化合物の大
きさよりもビット欠陥はかなり小さくなる。現在、高密
度・大容量化の動きの中でディスク基板に対する要求特
性も上がっており例えば３．５１　　ディスク基板にお
いては、メツキ→研摩上がりにて面内に５μｍ径を越え
るビットは許されない状況である。

本発明者らは種々検討の結果、メツキ→研摩上がりにて
、面内のピット最大径を５μｍ以下にするにはアルミニ
ウム合金中の金属化合物の最大径を１５μｍ以下にしな
ければならないことを知見した。又、メツキ→研摩上が
りの膜厚によってもビット径は異なるが、少なくともメ
ツキ→研摩上がりでメツキ膜厚が１０μｍ以上の場合、
合金中の金属間化合物の最大径が１５μｍ以下であるな
らば、メツキ→研摩上がりのビット最大径は５μｍ以下
とすることができる。

〔実施例〕

市販の純度９９．５％以上のＡｌ地金を溶解し、これに
合金元素を添加して第１表に示す成分組成の合金溶湯に
調製し、脱ガス、沈静処理した後、フィルターで濾過し
てから水冷鋳造し、厚さ３５０朋、幅１１０００ｉＩ、
長さ２０００＋冒の鋳塊を得た。

この鋳塊の両面を１０闘ずつ面側してから４８０±３０
℃の温度で約６時間均熱処理した後、常法に従って熱間
圧延と冷間圧延により厚さ１．５ｍｍの板材とした。

この板材から直径９５龍の円板を打抜き、３５０℃で２
時間焼鈍した後、荒研磨と仕上げ研摩を施して鏡面に仕
上げた。これ等について市販の溶剤により脱脂し、４０
℃の５％ＮａＯＨ水溶液で３０秒間エツチングしてから
室温の３０％ＨＮＯ３水溶液で３０秒間スマット除去し
、しかる後金属間化合物の最大径を測定し、続いてジン
ケート処理してから無電解Ｎ１−Ｐ合金メツキを行い、
更に仕上げ研摩を行ってからメツキ皮膜の密着性、表面
の平滑性およびピット欠陥を調べ、これ等の結果を従来
のＪＩＳＡ５０８６合金（Ｍｇ４．０％、Ｍｎ００５％
、（’ｒ０．２％、Ｆｅ０．３％、Ｓｉｎ、０５％。

Ｔｉｅ、０５％％Ｚｎ０．０１％、残Ａｌ）と比較して
第１表に併記した。

尚ジンケート処理にはアープ３０２ＺＮ（商品名奥野製
薬）を用いてダブルジンケート処理し、無電解Ｎｉ　−
Ｐ合金メツキにはナイフラッド７１９（商品名奥野製薬
）を用いて行った。無電解Ｎ１−Ｐメツキは厚さ１７μ
ｍ１その後の仕上げ研摩（（別布研摩）にて４μｍの研
摩代をとり厚さ１３μｍに仕上げた。

密着性についてはメツキ研摩後、５０ＭＭ平方のサンプ
ルを切出して４００℃の温度に３０分間加熱し、直ちに
常温水で水冷してｉ合金とＮｉ　−Ｐ合金の熱膨張差に
よるメツキの剥離および膨れを調べ、剥離や膨れのない
ものを◎印、わずかに生じたものをΔ印、多数発生した
ものをＸ印で表わした（◎印が合格、△、Ｘ印は不合格
である）。

又平滑性についてはメツキ研摩後表面粗度を万能表面粗
さ計５Ｅ−３Ｈ（’小板研究所製）により測定し、ＪＩ
ＳＢＯ６ｏｔに規定されている中心線平均粗さＲａ（μ
ｍ）を４点の平均値で示した。

表面欠陥の程度についてはメツキ研摩後、光学顕微鏡に
て基板表面を観察しピットの最大径で５μｍを越えるも
のが存在した場合をＸ印、ピットが存在しても５μｍ以
下であった場合を○印で表示した。

第１表から明らかなように本発明合金陥１〜１０は何れ
も従来合金ＮＱ２２よりはるかに優れた密着性と表面平
滑性等の特性を有することが判る。

これに対し本発明合金の組成範囲より外れる比較合金立
１１〜２１は密着性、表面平滑性又は表面欠陥の特性の
何れかが悪化することが判る。

〔発明の効果〕

このように本発明合金は磁気ディスク基板として、下地
処理である無電解メツキの密着性が優れ、しかもメツキ
上がり表面が平滑で欠陥がな（、磁気ディスクの大容量
化、高密度化を可能にする等、工業上顕著な効果を奏す
るものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｒ０．００５〜０
   ．０４ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜２．０ｗｔ％を必須元素
   として含有し、不純物元素として、Ｓｉ０．１ｗｔ％以
   下、Ｆｅ０．１ｗｔ％以下に規制し、残部が不可避的不
   純物とＡｉからなることを特徴とする磁気ディスク基板
   用アルミニウム合金。
2. （２）Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｃｒ０．００５〜０
   ．０４ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜２．０ｗｔ％を必須元素
   として含有し、更にＭｎ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ
   ０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．０５
   ｗｔ％の内１種以上の元素を選択的に含有し、不純物元
   素として、Ｓｉ０．１ｗｔ％以下、Ｆｅ０．１ｗｔ％以
   下に規制し、残部が不可避的不純物とＡｌからなること
   を特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金。