JPH01234544A - 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（Ｍｇ３．５〜４．５誓Ｌ％、Ｆｅ
５０．５０ｗｔ％、ＳｉＳ２．４０ｗｔ％、Ｍｎ０．２
０〜０．７ｗｔ％、Ｃｒ　０．０５〜０．２５ｗｔ％、
Ｃｕ≦０．１（０ｗｔ％、ＴｉＳ２．１５ｉｙｔ％、Ｚ
ｎ≦０．２５ｗｔ％、Ａｌ残部）又はＪＩＳＡ５０８６
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）、メツキ後のポリシング
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、Ｎｉ　−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、しかもメンキ上り表面が平滑
でがっ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、Ｃｕ０．２６〜２．０ｗｔ％
、Ｍ　ｇ　２．０〜６．０ｗｔ％、Ｚ　ｎ０．ｏｏｌ　
〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０１〜０．０４Ｉｌｔ％を必
須元素として含有し、不純物元素として、Ｓｉ０．１ｗ
ｔ％以下、Ｆ　ｅ　０．１ｗｔ％以下に規制し、残部が
不可避的不純物と八！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　０．２６〜２．１０ｗｔ％、Ｍ　
ｇ　２．０〜６．０ｗｔ％、Ｚ　ｎ　０．００１〜２．
０ｗｔ％、Ｍ　ｎ　０．０１〜０．０４ｗｔ％を必須元
素として含有し、さらに、Ｃｒ　０．０４〜０．２５ｗ
ｔ％、Ｚ　ｒ　０．００１〜０．１ｗｔ％、Ｔ　ｉ　　
０．００１〜０．０５ｗｔ％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、Ｓ　ｉ　　０．１ｗｔ
％以下、Ｆｅ０．１ｗｔ％以下に規制し、残部が不可避
的不純物とＡｎ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Ａρ−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０．００１〜２．０％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Ａ　Ｉ！、　
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Ａｆｆｉ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
、Ｃｕ含有量を０．２６〜２．０％と限定したのは、０
．２６％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。

ＭｎはＡ！マトリックス中に固溶し強度向上の作用をな
すと同時に、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する作
用をなし、Ｍｎ含有量を０．０１〜０．０４％と限定し
たのは、０．旧％未満では上記効果が得られないためで
あり、０．０４％を越えると析出化合物が粗大化し、ジ
ンケート処理時に溶解・脱落し表面のピット欠陥となる
ためである。

選択元素であるＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉ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
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Ｃｒ、Ｚｒ、、Ｔｉは、単独で添加してもその
効果が得られるが、複合して添加することにより、より
おおきな効果が期待出来る。これらの元素は、必要に応
じて１種以上を選択して添加する。

又不純物である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、Ａｎ−Ｆｅ系、Ａｌ−ＦＣ−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
きさよりもピン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径をこえるピッ
トは許されない状況である。木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→研磨上りのビ
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Ａｆｉ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胴、中１０００ｍｍ、
長さ２０００ｍｍの鋳塊を得た。

この鋳塊の両面を１０ｍｍずつ面側してから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、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　Ｏ３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ンキ皮膜の密
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％、Ｍ
ｎ０．５％、Ｃｒ０．２％、Ｆｅ０．３％、Ｓｉ０．０
５％、Ｔｉ０．００２％、Ｚｎ０．１％、残Ａｆｉ）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Ａ！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×印で表わした（◎印が合格、Δ、×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、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ピットの最大径で５μｍを越えるも
のが存在した場合を×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Ｎ０．　１〜１２
は何れも従来合金Ｎ０．２５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
０．１３〜２４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ンキの密着性が優れ、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％、Ｍｎ０．０
   １〜０．０４ｗｔ％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％、Ｍｎ０．０
   １〜０．０４ｗｔ％を必須元素として含有し、さらにＣ
   ｒ０．０４〜０．２５ｗｔ％、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。