JPH01234543A - 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】 〔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、
特に下地処理メン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−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、ピント等
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％、Ｍ　ｎ　０
．２０〜０．７ｗｔ％、Ｃｒ　０．０５〜０．２５ｗｔ
％、Ｃｕ≦０．１０ｗｔ％、ＴｉＳ２．１５ｗｔ％、Ｚ
ｎ≦０．２５ｗｔ％、Ａｆｆｉ残部）又はＪＩＳＡ５０
８６合金の不純物であるＦｅやＳｉ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、ピント
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Ｎｊ−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（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、Ｃｕ０．２６〜２．０讐ｔ％
、Ｍｇ　２．０〜６．ｈｔ％、Ｚ　ｎ０．００１〜２．
０ｗｔ％、Ｃｒ　０．００５〜０．０４ｗｔ％を必須元
素として含有し、不純物元素として、Ｓ　ｉ　　０．１
ｗｔ％以下、Ｆｅ０．１ｗｔ％以下に規制し、残部が不
可避的不純物とＡ！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、Ｃｕ　０．２６〜２．０ｗｔ％、Ｍ　ｇ　
２．０〜６．０ｗｔ％、Ｚ　ｎ　０．ＯＯ１〜２．０ｗ
ｔ％、Ｃｒ　０．００５〜０．０４−ｔ％を必須元素と
して含有し、さらに、Ｍ　ｎ　０．０１〜１．０ｗｔ％
、　Ｚ　　ｒ０．００１〜　０．ｈむ％、　Ｔｉ０．Ｏ
Ｏ１〜０．０５ｗｔ％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、Ｓ　ｉ　　０．１ｉｙｔ％以
下、Ｆｅ０．１ｗｔ％以下に規制し、残部が不可避的不
純物とＡＩ２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１％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０．００１〜２．０％と限定したのは、０．００１％
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。

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０．２６〜２．０％と限定したのは、０．２
６％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、２．０％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。

Ｃｒ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メンキ皮膜の研磨性の向上にも
寄与するものである。０．００５％未満ではこの効果が
不十分であり０．０４％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。

Ｍｎ、Ｚｒ、ＴｉはＣｒと同様の効果を有するがそれぞ
れ単独ではＣｒ程効果が大きくなく、Ｃｒと共に添加す
ることによってＣｒの効果を更に大きくすることができ
る。

これらのＭｎ、Ｚｒ、Ｔｉはそれぞれ単独でＣｒと共に
添加してもよいが、複合して添加する方が効果的であり
、必要に応じて１種以上を選択して添加する。

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、Ａｆｆｉ−Ｆｅ系、Ａ／！−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Ｎｉ、■、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
きさよりもピ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”ディ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、メンキ→研磨上りにて、面内のピット最大径を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ピット
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
ット最大径は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３５０ｍｍ、中１００Ｏｎ＋ｍ
、長さ２０００ｍｍの鋳塊を得た。

この鋳塊の両面を１０ｍｍずつ面削してから４８０±３
０°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１．５＋ｎｍの板材とし
た。

この板材から直径９５ｍｍの円板を打抜き、４２０°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％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ピン
ト欠陥を調べ、これ等の結果を従来のＪＩＳＡ５０８６
合金（Ｍｇ４．０％、Ｍｎ０．５１％、Ｃｒ　０．２１
，１％、Ｆｅ０．３２％、　Ｓｉ０．０５％、Ｃｕ０．
０１％、Ｔｉ０．０５％、Ｚｎ０．００９％、残１４２
）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Ａｌ金合金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Ｘ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（小板研究所製）により測
定し、ＪＩＳＢＯ６０１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最終仕上げ研磨後、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×印、ピットが存在しても５μ
ｍ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Ｎｏ、　１〜６は
何れも従来合金ＪＩＳＡ５０８６合金よりはるかに優れ
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
ｏ、　７〜１１では密着性、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）Ｃｕ０．２６〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ２．０〜６．
   ０ｗｔ％、Ｚｎ０．００１〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ０．０
   ０５〜０．０４ｗｔ％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）Ｃｕ０．２６〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ２．０〜６．
   ０ｗｔ％、Ｚｎ０．００１〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ０．０
   ０５〜０．０４ｗｔ％を必須元素として含有し、さらに
   Ｍｎ０．０１〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ０．００１〜０．１
   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、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。