JPH01225741A - 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、メツキ上がり表面を平滑化するメツキ性に優れた
アルミニウム合金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、表面を鏡面研摩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ている。

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となり、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１例えばＮｉ　−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−Ｎ１
−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、ビット等
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、メツキ後もビ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　３．５〜４．５ｗｔ１ン２
）、　　Ｆｅ　≦　０．５０ｗｔ　％、　　Ｓｉ　　≦
　０．４０ｗ１　％、　Ｍｎ００２０〜０．７　ｗｊ％
、Ｃｒ　０．０５〜０．２５　ｗｔ％、Ｃｕ≦ｏ、ｔｏ
ｗｔ％、Ｔｉ≦０．１５ｗｔ％、ｚｎ≦０．２５Ｗ１％
、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）　ＩＪラックス中生成する
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ビットを生成す
る。このビ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）、メツキ後のポリシング研摩
後もビ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、ビッ
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。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、無電解Ｎ１−Ｐ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
ケート皮膜を薄く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く、素材の結晶粒径およ
びマ）　ＩＪラックス中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、量を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、しかもメツキ上がり表面が平
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％、
Ｍｎ　０．０１５〜０．０４　ｗｔ％、Ｚｎ　Ｏ６０５
〜２．０ｗｔ％を必須元素として含有し、不純物元素と
して、５１００１ｗｔ％以下、Ｆｅ　０．ｌ　ｗｔ％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であ
り、又本発明合金の他の一つはＭｇ２．０〜６．０ｗｔ
％、Ｍｎ　０．０１５〜０．０４　ｗｔ％、ＺｎＯ００
５〜２．０ｗｔ％を必須元素として含有し、更にＣｒ０
．００５〜０．２５　ｗｔ％、Ｚｒ　Ｏｏｏ　０１Ａ−
０，１ｗｔ％、Ｔｉ　０．００１〜０．０５　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
、Ｓｉ０．１ｗｉ％以下、ｌ’ｅ０．１ｗｔ％以下に規
制し、残部が不可避的不純物とＡｌかもなることを特徴
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ためのもので、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ＡＡ！　−Ｍ
ｇ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ｚｎ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ＡＩ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。

Ｍｎ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。Ｍｎは０．Ｏ１５〜０．０４％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ビット
欠陥となる。

Ｃｒ、Ｚｒ、　’ｌ’ｉもＭｎと同様な効果があるがこ
れらとＭｎ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。Ｃ「、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、Ｍｎ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０．１％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、Ａｌ　−ｐ’ｅ系、ＡＩ！−Ｆｅ　−８ｉ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ピット欠陥となり
易いためである。

又他の不可避的不純物元素（例えばＣｕ、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
ト処理時だけでなく切削研摩加工時にも脱落し文ピット
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３．５″デイスク基板において
は、メツキ→研摩上がりにて面内に５μｍ径を越えるピ
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ピット径は異なるが、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→研摩上がりのピット最大径は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真１、幅１１０００ｉＩ
、長さ２０００ｉｎ＋の鋳塊を得た。

この鋳塊の両面を１０１１１ずつ面前してから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１．５＊ｉ＋の板材とし
た。

この板材から直径９５龍の円板を打ち抜き、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、４
０℃の５％ＮａＯＨ水溶液で３０秒間エツチングしてか
ら室温の３０％ＨＮＯ。

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％、Ｍｎ０．５％、Ｃｒ０．２％、Ｆｅ
０．３％、Ｓｉｎ、０５％、ＴＩｏ、０５％、ｚｎ　ｏ
、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Ｎ１−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１７μｍ
、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、５０＋ｕ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Ａ１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（◎（Ｐ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、ＪＩＳ
Ｂ０６０１に規定されている中心線平均粗さＲａ（μｍ
）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１’！１１〜ｌＯ
は何れも従来合金陥２２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遅
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く、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％、Ｍｎ０．０１５〜０
   ．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。
2. （２）Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０１５〜０
   ．０４ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜２．０ｗｔ％を必須元素
   として含有し、更にＣｒ０．００５〜０．２５ｗｔ％、
   Ｚｒ０．００１〜０．１ｗｔ％、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、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
   。