JPH01230745A - 磁気ディ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】 Ｃ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
ルミニウム合金に関するものである。

〔従来の技術〕

電子計Ｘ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、例えばＮ　ｉ−Ｐを無電解メツキし、しかる後スパ
ッタリング又はメンキにより磁性体、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。

（１）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）軽量で研磨により良好な鏡面が得られ、ピット等
の表面欠陥が現われないこと。

（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われない
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（Ｍｇ３．５〜４．５ｗｔ％、Ｆｅ
５０．５０ｗｔ％、ＳｉＳ２．４０ｗｔ％、Ｍｎ０．２
０〜０．７ｗｔ％、Ｃｒ　０．０５〜０．２５ｗｔ％、
Ｃｕ≦０．１０ｗｔ％、Ｔｉ≦０．１５ｗｔ％、Ｚｎ≦
０　、２５ｗ　ｔ％、ＡＩ！、残部）又はＪＩＳＡ５０
８６合金の不純物であるＦｅやＳｔ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くした合金が用
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、磁性体の被覆工程また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。また無
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、その後ボリシング研磨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）、メツキ後のボリシング研磨後も
ピットが残存する場合が生じてきた。またアルミニウム
合金板を所定の寸法に打ち抜き、その後切削もしくは研
削研磨を施すが、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−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
でありさらに、Ｎ１−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、また微量添加元素
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、Ｃｕ　０．０１〜０．２５ｗ
ｔ％、Ｍ　ｇ　２．（１−６，０ｗｔ％、Ｚ　ｎｏ、ｏ
ｏｌ　〜０．４ｗｔ％、Ｚ　ｒ　０．００１〜０．０４
ｗｔ％、Ｔ　ｉ　０．０２ｗｔ％以下を必須元素として
含有し、不純物元素として、Ｓｉ０．１ｗｔ％以下、Ｆ
　ｅ　０．１ｖｔ％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、また本発明合金の他の一つは
、Ｃｕ０．０１〜０．２５ｗｔ％、Ｍ　ｇ　２．０〜６
．０ｗｔ％、Ｚ　ｎ　０．００１〜０．４ｗｔ％、Ｚ　
ｒ　０．００１〜０．０４ｗｔ％、Ｔ　ｉ　０．０２ｗ
ｔ％以下を必須元素として含有し、さらに、Ｍ　ｎｏ、
０１〜１．０ｗｔ％、Ｃｒ　０．００５〜０．２５＠ｔ
％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、Ｓ　ｉ　　０．１ｗｔ％以下、Ｆ　ｅ　０．１ｗ
ｔ％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
を説明する（以下合金組成の−ｔ％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Ａｌ−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０．００１〜０．４％と限定したのは、０．００１％
未満ではジンゲート処理による効果が不十分となり、０
．４％を越えると圧延加工性及び耐食性を低下し、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Ａｌ熔解量を
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。

Ｃｕの添加はジンケート処理時のＡｌ溶解量を減少し、
さらにジンケート皮膜を薄く、均−且つ緻密に付着させ
その後の無電解メツキの表面平滑性を高めるためで、Ｃ
ｕ含有量を０．０１〜０．２５％と限定したのは、０．
０１％未満ではジンケート処理における上記効果が得ら
れないためであり、０．２５％を越えると圧延加工性及
び耐食性を低下し、特にメツキ処理工程において材料の
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が劣るようになるためであ
る。

Ｚｒ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こと
により無電解メツキの密着性を向上させる効果を有する
。Ｚｒ含有量を０．００１〜０．０４％と限定したのは
、０．００１％未満だと密着性向上の効果が得られない
ためであり、０．０４％を超えると析出物量が増加しす
ぎるためジンケート処理が不均一となりメツキ表面の平
滑性が低下するためである。

Ｔｉは結晶粒を微細化し、無電解メツキの密着性を向上
させる効果を有する。Ｔｉ１ｌを０．０２％以下と限定
したのは、０．０２％を超えるとＡ／！−Ｔｉ系化合物
の粗大な凝集体が形成され表面欠陥を生じるためである
。

Ｍｎ、Ｃｒ、はいずれも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
を更に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・研磨性の向上およびＮ１−Ｐメツキ皮膜の
研磨性の向上にも寄与するものである。それぞれ前記下
限未満ではこの効果が不十分であり、又前記上限を越え
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、研磨加工を施す際にも脱落してピッ
ト欠陥となる。

これらのＭｎ、Ｃｒは単独で添加してもよいが、複合し
て添加する方が効果的であるため、必要に応じて１種又
は２種を選択して添加する。これらの元素は単独ではＭ
　ｎ０．０１〜１．０％、Ｃｒ　０．００５〜０．２５
％添加するが複合添加の場合はＭｎ＋Ｃｒ０．９％以下
が望ましい。

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、ＡＮ−Ｆｅ−３ｉ系等の粗
大な金属間化合物が多数存在し、基板の切削・研磨およ
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。

また他の不可避的不純物元素（例えばＢ、Ｎｉ、■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ンチング及びジンケート
処理時だけでなく切削研磨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、さらに研磨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
性も上っており例えば３．５＃デイスク基板においては
、メツキ→研磨上がりにて面内に５μｍ径をこえるピン
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→研磨上りにて、面内のピント最大径を５μ
ｍ以下にするにはアルミニウム合金中の金属間化合物の
最大径を１５μｍ以下にしなければならないことを知見
した。また、メツキ→研磨上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→研磨上りでメツキ膜
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→研磨上りのピ
ント最大径は５μ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３５０ｍ、中１０００ｍ＋ａ、
長さ２０００−の鋳塊を得た。

この鋳塊の両面を１０閣ずつ面前してから４８０±３０
°Ｃ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１．５１１１ｍの板材とし
た。

この板材から直径９５ｍｍの円板を打抜き、３５０°Ｃ
で２時間焼鈍した後、荒研磨と仕上げ研磨を施して鏡面
に仕上げた。これ等について市販の溶剤により脱脂し、
４０°Ｃの５％ＮａＯＨ水溶液で３０秒間エツチングし
てから室温の３０％ＨＮ　Ｏｓ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、更に仕上げ研磨を行なってからメツキ皮膜の密
着性、表面の平滑性およびビット欠陥を調べ、これ等の
結果を従来のＪｒｓＡ５０８６合金（Ｍｇ４．０％、Ｍ
ｎ０．５％、Ｃｒ０．２％、Ｆｅ０．３％、Ｓｉ０．０
５％、Ｔｉ０．００２％、Ｚｎ０．１％、残Ａｆ）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）
を用いて行なった。無電解Ｎ１−Ｐメツキは厚さ１７μ
ｍ、その後の仕上げ研磨（別布研磨）にて４μｍの研磨
化をとり厚さ１３μｍに仕上げた。

密着性についてはメツキ研磨後、５０ｍｍ平方のサンプ
ルを切出して４００’Ｃの温度に３０分間加熱し、直ち
に常温水で、水冷してＡ２合金とＮ１−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×印で表わした（◎印が合格、△、×は不合
格である）。

また平滑性についてはメツキ研磨後表面粗度を万能表面
粗さ計５Ｅ−３Ｈ（生板研究所製）により測定し、ＪＩ
ＳＢＯ６０１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磨後、光学顕微鏡に
て基板表面を観察しビットの最大径で５μｍを越えるも
のが存在した場合をＸ印、ビットが存在しても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Ｎα１〜１２は何
れも従来合金漱２５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Ｎ
α１３〜２４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）Ｃｕ０．０１〜０．２５ｗｔ％、Ｍｇ２．０〜６
   ．０ｗｔ％、Ｚｎ０．００１〜０．４ｗｔ％、Ｚｒ０．
   ００１〜０．０４ｗｔ％、Ｔｉ０．０２ｗｔ％以下を必
   須元素として含有し、不純物元素として、Ｓｉ０．１ｗ
   ｔ％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）Ｃｕ０．０１〜０．２５ｗｔ％、Ｍｇ２．０〜６
   ．０ｗｔ％、Ｚｎ０．００１〜０．４ｗｔ％、Ｚｒ０．
   ００１〜０．０４ｗｔ％、Ｔｉ０．０２ｗｔ％以下を必
   須元素として含有し、さらにＭｎ０．０１〜１．０ｗｔ
   ％、Ｃｒ０．００５〜０．２５ｗｔ％の内１種以上の元
   素を選択的に含有し、不純物として、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。