JPH0318425A - チタン製磁気ディスク基板の熱間矯正方法 - 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］ この発明は、チタン製磁気ディスク基板の歪みを熱間で
矯正する方広に関する。

［従来の技術］ 例えば、純チタン及びチタン合金（以下、単にチタンと
記す）製の磁気ディスク基板は、冷延板を打抜いて作戊
するため、打抜きに伴って歪みが生じる。しかも、素材
が冷延板であるため、冷延の際の歪みも残存する。しか
し、磁気ディスク基板は高レベルの平坦度が必要である
ため、素材において上述のような歪みを除去することが
必須である。すなわち、このようなチタン製磁気ディス
ク基板としては、厚み１■程度の純チタン板が一般的に
用いられるが、基板に要求される最終的な平坦度（長さ
１００ｍｍあたりの最大変位量をいう）は２０μｍ以下
であり、基板素材においても十分な平坦度が確保されな
い場合、歩留の低下をもたらし、チタン製磁気ディスク
基板の使用上の制約となる。

上述のような歪みを除去するために、従来、チタン製磁
気ディスク基板素材を、高レベルの平坦度を有する２枚
の砥石間に扶持させ、これら砥石により素材を研磨して
平坦化する方法が採用されている。

また、素材にクリープフラットニングと称する熱処理を
施して平坦化する技術もある（特開昭６２−２４０１１
２号公報）。この方法は、素材上におもりとしての大型
重量物を載せて加熱し、素材のクリープ現象により平坦
化するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの方法は、以下に示すような欠点
を有する。

すなわち、前者の方法の場合には、チタンが難加工性で
あるため研磨に長時間を要する。また、研磨の際には、
素材に不可避的に付加される圧力のために、素材は良好
な平坦度を保っているが、チタンはスプリングバックが
大きいので、研磨終了後圧力が除去されると再び歪みを
生じてしまう。

更に、この方法は研磨によるものであるため、残留応力
の除去までは不可能である。

一方、後者の方法は、基本的に大きな変形の平坦化を図
るために行われるものであり、磁気ディスク基板を平坦
化する場合には以下のような不都合が生じる。すなわち
、この方法の場合には、大型重量物として鉄系の金属定
盤を用いるが、この定盤の平坦度は高々２００μｍ程度
であり、加えて鉄系金属のクリープ強度は、この方法が
実施される６００℃付近におけるクリープ強度が１〜３
ｋｇｌ’／ｉ＋ｍ２と小さいため、この方法を実施して
いる最中にクリープ変形してしまい、結果として得られ
る平坦度は高々２５０μｍである。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
短時間に高い平坦度を得ることができるチタン製磁気デ
ィスク基板の熱間矯正方法を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段及び作用］この発明は、チ
タン製磁気ディスク基板素材を金属薄板を介してセラミ
ックス製定盤間に保持し、定盤間に圧縮力を付与しつつ
、５００℃以上６００℃以下の範囲内の温度で、１時間
以上１０時間以下の間加熱するチタン製磁気ディスク基
板の熱間矯正方法であって、前記金属薄板は板厚公差が
５０μｍ以下であり、前記定盤の平坦度をＸ（μｍ）、
前記金属薄板の板厚をＹ（μｍ）とした場合に、Ｙ≧１
．１Ｘの関係を有することを特徴とするチタン製磁気デ
ィスク基板の熱間矯正方法を提供するものである。この
場合に、複数のディスク基板素材を重ね、所定枚数毎に
前記セラミックス製定盤及び前記金属薄板を介在させる
ように構成することもできる。なお、ここでいうチタン
は、純チタンとチタン合金とを含む概念である。また、
平坦度は長さ１００ｍｍにおける最大変位量を表す。

この発明においては、上述のように、チタン製磁気ディ
スク基板素材を熱間で金属薄板を介してセラミックス製
の定盤間に保持し、定盤間に圧縮圧力を付与することに
より、クリープ現象によって素材の歪みが除去される。

この場合に、素材を熱間に保持するため、残留応力をも
除去することができる。すなわち、歪み取りの焼ｉｂを
兼ねることもできる。

ところで、本願発明者等は、特願平１−２４５５５号に
おいて、平坦度１００μｍ以下のセラミック定盤により
素材を扶持して所定条件でクリープフラットニングを行
うことにより優れた平坦度を有するチタン製磁気ディス
ク基板を得ることができることを明らかにした。これは
、平坦度が１００μｍより大きい場合には、クリープフ
ラットニング効果が小さく、仕上研磨において歩留が低
下するからである。しかしながら、セラミック製定盤の
平坦度を１００μｍ以下にすることは困難であり、また
、たとえ１００μｍ以下の平坦度が得られたとしてもこ
れを繰り返して使用すれば平坦度が１００μｍより大き
くなってしまう。

これに対し、この発明のようにセラミック製定盤と素材
との間に、板厚公差が小さく且つその厚みが定盤の平坦
度と上述のような関係を有する金属薄板を設けることに
より、セラミック製定盤の平坦度が１００μｍより大き
い場合にも、優れた平坦度を有するチタン製磁気ディス
ク基板を得ることができる。つまり、金属薄板は熱間矯
正の際にセラミック製定盤のうねりを緩和するものであ
り、チタン製磁気ディスク基板を高精度で平坦化する役
割を果たすものである。

このような金属薄板としては、熱間矯正温度の上限で固
体として存在する金属及び合金を用いることができ、例
えばＦｅ，Ｆｅ基合金，Ｎｉ，Ｎｉ基合金，Ｃｕ，Ｃｕ
基合金，Ｔｔ，Ｔｉ基合金が好適である。

金属薄板の板厚Ｙ（μｍ）と、セラミック製定盤の平坦
度Ｘ（μｍ）とは、前述のように、Ｙａｌ．１Ｘの関係
になるように設定する。

Ｙ＜１．１Ｘの場合には、金属薄板によりセラミックス
定盤のうねりを有効に緩和することができず、素材との
接触面の平坦度が不十分となる。

金属薄板の板厚公差を５０μｍ以下に設定したのは、熱
間矯正の際に金属薄板の面が素材に転写されるため、板
厚公差が５０μｍよりも大きくなった場合に、ディスク
基板の平坦度が不十分になるからである。

以上のような条件を満足する金属薄板を介して定盤によ
りチタン製の磁気ディスク基板を扶持した場合には、そ
の扶持面の平坦度を１００μｍより小さくすることがで
きるので、極めて優れた平坦化度を有するチタン製ディ
スク基板を得ることができる。

この発明における熱間矯正の際の保持温度は約５００℃
乃至６００℃であることが必要である。

５００℃よりも低い場合には、歪みが有効に除去されず
、熱間矯正後に歪みが残存するので良好な平坦度を得る
ことできない。一方、６００℃より高いと、基板の結晶
粒が粗大化するため、磁気ディスク基板の仕上加工後の
表面性状が悪化する。

また、処理時間は１時間乃至１０時間である。

１時間よりも短い場合には有効に熱間矯正されないため
、基板の平坦度が不十分となる。また、１０時間よりも
長くなると結晶粒が粗大化するため、仕上加工後の表面
性状が悪化してしまう。

なお、定盤がセラミックス製であるため、５００〜６０
０℃という高温においても十分な機械的強度、剛性、及
びクリープ強度を有している。

従って、高温強度が高いチタン素材の矯正においても十
分な耐久力があり、十分な平坦度を得ることができる。

このようなセラミック材料としては種々のものを用いる
ことができるが、アルミナが好適である。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。

外径９　５　１１１１％内径２５ｍＩ１，厚み１．５ａ
＋ｍの純チタン中空円盤をディスク基板素材とした。そ
して、熱間矯正は、第１図に示すように、チタン製磁気
ディスク基板素材１の両側を金属薄板３を介してアルミ
ナ定盤２間に保持し、これを１単位として複数回重ね、
アルミナ定盤２に油圧駆動系４によって１００ｋｇの圧
縮圧力を付与しながら所定の熱処理条件で行った。定盤
としては、６００℃におけるクリープ強度が約２　０　
ｋｇｒ　／　０１１２のものを用いた。

このような方法で加熱温度及び保持温度を変化させて熱
間矯正を行い、素材の平坦度及び表面性状を調査した。

調査の結果を第２図及び第３図に示す。なお、金属薄板
の板厚公差、及び定盤の平坦度と金属薄板の板厚との関
係はこの発明の条件を満足するものとした。

第２図及び第３図は、いずれも横軸に加熱時間をとり、
縦軸に加熱温度をとったグラフであり、第２図は加熱時
間及び温度と熱間矯正後の素材の平坦度との関係を示し
、第３図は加熱時間及び温度と熱間矯正後の素材の表面
粗さとの関係を示すものである。なお、平坦度及び表面
性状のいずれも実際のディスク基板素材として適用可能
なものをＯ印、適用不可のものをＸ印とした。すなわち
、第２図中○印は平均の平坦度が１００μｍより小で、
Ｘ印は１００μｍ以上、及び第３図中０印は平均の表面
粗さが０．０２μｍより小で、Ｘ印は０．０２μｍ以上
である。

その結果、素材の平坦度については、第２図に示すよう
に、加熱時間が１時間未満又は加熱温度が５００℃未満
の場合には平均１００μｍ以上となり、未だ不十分であ
った。また、表面粗さについては、第３図に示すように
、加熱時間が１０時間を超え、又は加熱温度が６００℃
を超えると平均０．０２μｍを超え、表面性状が悪化す
ることが確認された。この表面性状の悪化は結晶粒が粗
大化することに起因するものである。

次に、セラミックス製定盤の平坦度並びに金属薄板の板
厚及び板厚公差と、熱間矯正後のチタン製磁気ディスク
基板の平坦度との関係を試験した。

試験は、第１図に示す方法にて５００℃、４時間の条件
で行った。その結果を第１表に示す。第１表中、実施例
１〜８は本発明の範囲内のものであり、比較例１〜８は
本発明の範囲から外れるものである。なお、金属薄板の
材料としては、Ｎｉ及びＳＵＳ３０４を用いた。

第１表に示すように、セラミックス定盤表面の平坦度に
かかわらず、実施例１〜８において、１００μｍより小
さい優れた平坦度のディスク基板を得ることができた。

これに対し、比較例１〜８では、平坦度が１１０μｍ以
上となり不十分であった。

すなわち、熱間矯正の熱処理条件が本宛明の範囲内の場
合に、金属薄板の板厚公差が５０μｍ以下であり、Ｙ≧
１．１Ｘを満たす限り、得られるディスク基板の平坦度
が１００μｍ以下の優れた値になることが確認された。

［発明の効果］ この発明によれば、チタン製磁気ディスク基板素材とセ
ラミック製定盤との間に、板厚公差が５０μｍ以下の金
属薄板を介在させ、セラミック金属薄板の板厚Ｙ（μｍ
）と、セラミック製定盤の平坦度Ｘ（μｍ）との間にＹ
ｋｌ。１Ｘの関係が或り立つようにして、素材を定盤間
に保持し、定盤間に圧力を付与して素材の歪みを熱間矯
正するので、定盤の平坦度にかかわらず、平坦度が高く
、仕上加工後の表面性状に優れたチタン製磁気ディスク
基板を得ることができる。また、素材を熱間に保持する
ため、残留応力をも除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を説明するための図、第２図
は加熱時間及び温度と熱間矯正後の素材の平坦度との関
係を示すグラフ図、第３図は加熱時間及び温度と熱間矯
正後の素材の表面粗さとの関係を示すグラフ図である。 １；基板素材、２；定盤、３；金属薄板、４；油圧駆動
系。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン製磁気ディスク基板素材を金属薄板を介し
   てセラミックス製定盤間に保持し、定盤間に圧縮力を付
   与しつつ、５００℃以上６００℃以下の範囲内の温度で
   、１時間以上１０時間以下の間加熱するチタン製磁気デ
   ィスク基板の熱間矯正方法であって、前記金属薄板は板
   厚公差が５０μｍ以下であり、前記定盤の平坦度をＸ（
   μｍ）、前記金属薄板の板厚をＹ（μｍ）とした場合に
   、Ｙ≧１．１Ｘの関係を有することを特徴とするチタン
   製磁気ディスク基板の熱間矯正方法。
2. （２）前記ディスク基板素材は複数枚重ねられており、
   所定枚数毎に前記セラミックス製定盤及び前記金属薄板
   が介在されていることを特徴とする請求項１に記載のチ
   タン製磁気ディスク基板の熱間矯正方法。