JPH0364596B2

JPH0364596B2 -

Info

Publication number: JPH0364596B2
Application number: JP62048864A
Authority: JP
Inventors: Teruo Uno; Seiichi Hirano; Yoshio Watanabe
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1991-10-07
Also published as: JPS63216953A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、磁気デイスク用Al合金基板の製造
法に関するものである。［従来の技術］磁気デイスクは、Al−Mg合金系の基板の表面
を精密研摩し、種々の処理を施した後に、磁性層
を形成したものであり、この磁性層を磁化するこ
とにより信号を記憶させるものである。この磁性
層における記憶がエラーなく良好に行われるため
に、ベースであるアルミニウム合金基板には以下
の特性が要求される。精密研摩あるいは切削後の表面精度が良好な
こと。研摩はもちろんのことそれに続く化学処理工
程においても磁性体薄膜の欠陥の原因となる基
板表面の突起や穴ができにくく、またたとえで
きたとしても小さいこと。ある程度の強度を有し、基板製作時の機械加
工や使用時の高速回転にも耐えること。軽量、非磁性であり、ある程度の耐食性を有
すること。媒体塗布後の加熱により変形にないこと。従来より、このような特性を有する磁気デイス
ク用基板としてAl−Mg−Mn−Cr系の5086合金
やその改良合金が使用されてきた。［発明が解決しようとする問題点］磁気デイスクの高記憶密度化が進み、トラツク
幅が狭くなり線記録密度も上昇したため、コンパ
ウンド（主に金属間化合物）に起因する材料欠陥
の許容される限度も小さくなつてきている。した
がつて、従来の5086合金は使用することができ
ず、かなりの地金純度の上昇と基板の製造法を工
夫する必要がある。すなわち、磁気デイスクはアルミニウム基板に
種々の処理を加えた上で磁性層を形成したもの
で、その表面に記憶エラーとなるような大きな欠
陥のないことが要求される。しかしながら、材料
中に金属間化合物や非金属介在物が存在すると、
研摩時もしくは磁性層形成までの種々の化学処理
時に脱落して穴を作りやすい。このうち、非金属
介在物は十分な溶湯処理によりある程度は除去で
きるが、金属間化合物は不純物のFeやSiに基因
するAl−Fe系もしくはMg−Si系の化合物である
ため、取り除くには高純化をはからねばならな
い。こうした中で現在生産もしくは開発が進めら
れている磁気デイスクは極めて高密度化されつつ
あるので、5μｍ以上の化合物はもちろんのこと、
できれば3μｍ以上の化合物も極力減らすように
しなければならない。それには純度99.99％に近
いかなり高純度の地金を使用しなければならず、
コスト高となり、工業的でない。［問題点を解決するための手段］本発明は、金属間化合物が極めて少ない高密度
磁気デイスク用アルミニウム合金基板の製造法で
あつて、Mg：4.1〜5.5％を含み、Fe：0.01〜0.20
％、Si：0.01〜0.20％でありあるいはさらに
Mn：0.1〜0.7％、Cr：0.05〜0.25％のうちの１種
以上を含み、残りAlと不可避的不純物よりなる
合金を50℃／秒以上の冷却速度で厚さ２〜10mmに
鋳造し、300〜450℃で１〜24時間焼鈍の後、30〜
85％の冷間加工を施すことを特徴とする方法であ
る。本発明において用いる合金において、Mgは基
板の強度を高める必要から少なくとも３％以上添
加する必要がある。しかし5.5％より多くなると
Mgの偏析が激しくなり、冷間加工性も悪くな
る。 Mn、Crはいずれもその下限値より多く添加す
ると基板の結晶粒が微細化されて強度向上に効果
がある。しかしながら上限値より多く添加する
と、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、基板
として使用できない。 Fe、Siは上限値より多く存在するとたとえ急
冷しても5μｍ以上のコンパウンドを晶出する。
また、下限値より少ない量とするには、99.99％
純度の地金を大量使用しなければならず工業的で
ない。冷却速度については、溶湯からの冷却速度が大
きくなる程、FeやSiその他の不純物元素が過飽
和に固溶され、また、これらの元素に起因する晶
出物が微細に分散する。そのため、冷却速度は高
いほど良好な性能が得られるが、目的とする性能
を得るには、50℃／秒以上の冷却速度が必要であ
る。従来の連続鋳造法では鋳塊の厚さは300〜500
mm程度であるが、上記のような急冷却効果を得る
には２〜10mm程度の板厚に鋳造する必要がある。焼鈍温度が300℃未満では冷却間加工後のＯ材
処理で均一、微細な結晶粒が得られない。また、
450℃を越える加熱では板面が変色したり、水素
ガスを吸収しやすい。又、焼鈍時間は１時間未満
ではその効果が不安定であり、24時間を越えて焼
鈍しても変化は認められないので工業的に意味が
ない。圧延加工度については、鋳造後の冷間加工度が
大きくなるほど鋳造組織が破壊されて、再結晶後
の結晶粒が均一、微細化するため、媒体加工時等
の各熱処理過程で結晶粒が安定である。冷間加工
度が30％未満ではこの効果が少なく、85％を越え
ると顕著な剪断帯が形成され板面が悪くなる。［実施例］本発明を実施例並びに比較例によりさらに詳細
に説明する。実施例１表１に示す組成のアルミニウム合金溶湯を十分
な溶湯処理の後、表中に示した条件で鋳造した。
このうち、合金No.１〜８は薄板への鋳造で、鋳造
後所定の温度で軟化を行い、１〜２mm板に冷間圧
延し、ドーナツ状に打ち抜きの後、360℃で加圧
焼鈍しＯ材とした。合金No.９および10は比較材で
大型鋳塊した後、520℃で10時間均質化処理、面
削、熱間圧延、冷間圧延を行つた。冷間圧延後の
工程は上記の薄板鋳塊と同様である。なお、この
２合金の均質化処理において、鋳肌部は変色した
が、鋳塊内部は健全であつた。

【表】

【表】表２に実施例１の加圧焼鈍したＯ材基板板面の
コンパウンド分布、結晶粒径及び引張強さを示
す。コンパウンド分布は表層から100μｍの板面
をバフ研摩の後、顕微鏡にセツトし、コンパウン
ドのみ検出するようにイメージアナライザーのス
クリーン上に出し、測定した。測定総面積は１mm²
である。また判定は１mm²あたり5μｍ以上のコン
パウンドがなく、かつ結晶粒が均一で20Kg／mm²以
上の引張強さをもつものを合格とした。

【表】＊２結晶粒が不均一
合金No.１〜４の実施例では5μｍ以上のコンパ
ウンドが全く存在せず、高密度磁気デイスク用基
板として良好な性能が得られた。No.５ではSi、
Fe量がいずれも請求の範囲を越えるため、5μｍ
以上のコンパウンドが認められ、また、高温で軟
化したため板の表面状態が悪い。No.６ではFe量
が請求の範囲を越えるため5μｍ以上のコンパウ
ンドが認められ、冷間加工度が大きすぎるため、
板面も悪い。 No.７ではMg量が多すぎるため、偏析が激し
く、加工もうまくできなかつた。一方、No.８では
冷間加工度が小さすぎるため、Ｏ材処理後の結晶
粒が不均一となつた。またMg量が少なく強度も
低い。No.９、10では鋳造時の冷却速度が非常に小
さいため、5μｍ以上のコンパウンドが多数認め
られた。実施例２表３に示す組成のアルミニウム合金溶湯を十分
な溶湯処理の後、表中に示した条件で薄板に鋳造
した。これに続いて軟化を行い、１〜２mmの板に
冷間圧延し、ドーナツ状に打ち抜きの後、360℃
で加圧焼鈍しＯ材とした。

【表】

【表】表４に実施例２の加圧焼鈍したＯ材基板板面の
コンパウンド分布、結晶粒径及び引張強さを示
す。コンパウンド分布の測定及び合否の判定は実
施例１と同様である。

【表】

【表】＊１巨大な金属間化合物が生成
＊２ Mgの偏析が激しく、また加工割れ
も発生
＊３結晶粒が不均一
No.１〜３の実施例では5μｍ以上の粗大なコン
パウンドが全く存在しないばかりか、3μｍ以上
のコンパウンドも極めて少ない。また結晶粒も均
一で高密度磁気デイスク用基板として良好な性能
が得られた。 No.４では不純物のSi、Fe量が請求範囲より多
いため、5μｍ以上のコンパウンドが認められ、
また軟化温度が低いため結晶粒も不均一となつ
た。No.５では薄板鋳塊に巨大な金属間化合物が多
数認められたので、特に試作は行わなかつた。 No.６ではMg量が多いため偏析が激しいばかり
でなく、うまく圧延できなかつた。No.７ではSi量
が請求範囲の上限に近く、またFe量が範囲外の
ため、生成されるコンパウンド分布が粗くなつ
た。またMg量が少ないため強度も不足してい
る。 No.８では鋳造時の冷却速度が小さいため5μｍ
以上のコンパウンドが多く生成され、また冷間加
工度が大きいので不均一変形帯が見られ、板面の
状態も良くない。［発明の効果］本発明によれば、穴などの欠陥を形成する大き
な金属間化合物がなく、磁気記録エラーの少ない
高密度の磁気デイスク用Al合金基板を作ること
ができる。又、99.75〜99.99％の純度の地金で
も、99.99％の純度の地金に相当する高密度磁気
デイスク用合金基板の製造が可能となり、工業上
で大きな効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】１重量基準でMg：4.1〜5.5％を含み、Fe：
0.01〜0.20％、Si：0.01〜0.20％であり、残りAl
と不可避的不純物よりなる合金を50℃／秒以上の
冷却速度で厚さ１〜10mmに鋳造し、300〜450℃で
１〜24時間焼鈍の後、30〜85％の冷間加工を施す
ことを特徴とする磁気デイスク用Al合金基板の
製造法。２重量基準でMg：4.1〜5.5％を含み、さらに
Mn：0.1〜0.7％、Cr：0.05〜0.25％のうちの１種
以上を含み、Fe：0.01〜0.20％、Si：0.01〜0.20
％であり、残りAlと不可避的不純物よりなる合
金を50℃／秒以上の冷却速度で厚さ２〜10mmに鋳
造し、300〜450℃で１〜24時間焼鈍の後、30〜85
％の冷間加工を施すことを特徴とする磁気デイス
ク用Al合金基板の製造法。