JPH0499144A - ＮｉＰめっき性の良い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］ 本発明は耐食性に優れ、かつ均一微細なＮｉＰめっき層
を形成する磁気ディスク用アルミニウム合金に関するも
のである。

［従来の技術］ 磁気ディスクはアルミニウム合金基板の表面を精密研磨
した後に磁性体薄膜を被覆させたものであり、この磁性
体薄膜を磁化させることにより信号を記録する。

磁気ディスク用アルミニウム合金基板には以下のような
特性が要求される。

】）精密研磨あるいは切削後の表面精度が良好なこと ２）磁性体薄膜の欠陥の原因となる基板表面の突起や穴
が少なく、かつ小さいこと ３）所定の強度を有し、基板製作時の機械加工、使用時
の高速回転に耐えること ４）軽量、非磁性であり、耐食性が良好なこと。

従来、このような特性を有する合金基板として、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｍｎ−Ｃｒ系の５０３６合金やその改良合金が使
用されてきた。

しかし、年を追うごとに磁気ディスクに対する高密度化
、高容量化等の要求が高まり、これに適したアルミニウ
ム合金の性能要求も厳しくなっている。

磁性体を基板表面に被覆する方法として、これまで磁性
媒体をアルミニウム合金基板に直接塗布する塗布型が主
力であった。しかし、近年はより高密度の薄膜媒体をス
パッタもしくはめっきにより形成する方法が著しく増え
ている。

この基板としては片面につきｌ０〜２０μｌ厚さのＮｉ
Ｐをめっきした基板（以後、ＮｉＰ基板と略す）が主に
使用されている。ＮｉＰ基板はまず研磨したアルミニウ
ム合金の表面を陽性もしくはアルカリ性溶液により均一
粗面化する下地処理を行う。次にＺｎ置換法によりＺｎ
めっきし、この上に無電解めっきにより非晶質のＮｉＰ
層を形成する。そしてこれを研磨したものである。

このようにしてできたＮｉＰ基板の性能として、欠陥が
なく、シかもＮｉＰめっき層とアルミニウム合金との密
着性に優れていることが必要である。特に欠陥について
は、ＮｉＰめっきして研磨後に数μ■以上の非常に微細
な欠陥が１つでも存在すると不良品となる。ＮｉＰ基板
はドーナツ状に打ち抜いたアルミニウム圧延板をＮｉＰ
めっきして研磨仕上げするというように製造工程が非常
に長いため、研磨後の不良率の低減はコストを下げる上
での最大の課題である。高精度化、コスト低減の要求が
著しい今日ではこれまでの材料では採算が合わなくなる
ため、より均一微細なＮｉＰ層を形成しめっき欠陥ので
にくいアルミニウム合金を使用する必要があり、工業的
に最も重要な課題である。しかし現状は満足のいくもの
ではない。更により均一微細なＮｉＰ層を形成すればＮ
ｉＰ層を研磨するにあたり研磨量を少なくでき、又めっ
き量を減らすことが可能となりめっき時間の短縮もはか
れる。従って、その合理化効果は非常に大きなものとな
る。

近年は以上のような要求が強いが、ＮｉＰめっき基本と
してこれまではアルミニウム基板とＮｉＰ層の密着性を
゛良くすること、又、ＮｉＰめっきのごく初期の析出速
度が速いことから２ｎ添加もしくはＺｎとＣｕの複合添
加合金が多く開発されてきた（特公昭６２−２０１８号
公報等参照）。しかし、ＮｉＰ層とアルミニウム合金基
板との密着性は改善されたものの、Ｚｎを含むために耐
食性が悪いとの問題があった。この点について近年特に
従来から磁気ディスク等の電子工業において一般に使用
されているフロン洗浄が環境問題により不可となってき
たため、アルミニウム基板についてもこれまで以上に耐
食性の良好な材料でないと取扱に不便が生じる。

更にＣｕのみを添加することによりＮｉＰめっき性の改
善を試みたものもあるが（特開昭６１−２４６３４０号
公報等参照）、これだけでは不十分である。又、カソー
ド分極を小さくするＣｕ、Ｚ（１ｓ　Ｎ　ｔ　ｓ　Ｍ　
ｎ等の元素を２種類以上含むジンケート処理に適した合
金の開発（特開昭８１−２２４７３４号公報等参照）も
なされているが、不純物であるＳｉ＋Ｆｅｆｉが０．２
８〜１．０％であり、これでは粗大な晶出物が非常に多
く形成されてしまい、ジンケート処理やＮｉＰめっきの
際に大きな穴を形成しやすく、又、ＮｉＰめっき層が粗
くなるため、極めて微小のピットが問題となる磁気ディ
スク用には適さない。このＳｔ、Ｆｅ等の不純物規制に
ういては、塗布型のようにアルミニウム合金基板に直接
磁性媒体を形成する訳ではないため、その規制はゆるく
、むしろＳｉ、Ｆｅ量が少なすぎると鏡面に研削すると
きに砥石がめずまりしやすく生産性を大きく落とすため
、最適な量を含む必要がある。これまでＳｉ、Ｆｅ等の
上限について規制した発明は多くみられるが（特開昭Ｂ
ｌ−１７９８４２号公報等参照）、以上述べた観点から
、Ｆｅ添加量と金属間化合物分布について、きめ細かな
配慮をした発明が期待されていた。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は、鏡面仕上げ加工性及び耐食性が良好で
、更に極めて均一微細なＮｉＰめっき層を形成する磁気
ディスク基板用アルミニウム合金を提供するものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、質量％で Ｍｇ：３．０〜５．０％ Ｎ　ｉ　：　０．００５〜０．１０％ Ｓ　ｉ　：　０．０２〜０．１０％ Ｆ　ｅ　：　０．０３〜０．１０％ Ｇ　　ａ　　：　　５０〜４００ｐｐｍＺ　ｎ　：　＜
０．０５％ Ｂ　　ｅ　　：　　０．５〜１１００ｐｐあるいは更に
これらにＭｎ：０．ＯＩ〜０．１０％、Ｃｒ　：　０．
０１〜（１，１０％、Ｖ　：　０．［１１〜０．１０％
、Ｚｒ。

０、Ｏ１〜０．１０％のうちの１種又は２種以上を含み
、残りＡｌと不可避的不純物よりなり、更に７μ謹以上
の金属間化合物がｌＯ個／１２以下であるＮｉＰめっき
性に優れた磁気ディスク基板用アルミニウム合金である
。

上記のにおいて各成分の配合量の限定理由は下記のとお
りである。

Ｍｇ：高強度を得るために必要な元素で、下限未満では
必要な強度が得られず、又、上限を越えると熱間加工性
が劣る。

Ｎｉニアルミニウム合金中に均一に分布し、カソード反
応を促進し、微細均一なジンケート皮膜を形成し、これ
により微細均一なＮｉＰめっき層を形成する。ＮｉＰめ
っき後のビット不良基板を原料とすることもでき、リサ
イクル上からも好ましい。下限未満ではその効果がなく
、上限を越えると耐食性が悪くなる。

Ｓｉ：不純物としてアルミニウム地金中に不可避的に含
有される元素である。下限未満ではアルミニウム基板を
研削する場合に砥石に目づまりを生じ、極端に加工速度
を低下させる。又、上限を越えると、Ｍｇ−５ｉ系の粗
大な金属間化合物を多く形成し、ＮｉＰめっきの前処理
時もしくはＮｉＰめっきに際して穴欠陥を形成し、めっ
き欠陥の原因となる。

Ｆｅ：不純物としてアルミニウム地金中に不可避的に含
有される元素である。又、わずかではあるが、ＮｉＰめ
っき層の微細均一析出にも効果がある。下限未満ではア
ルミニウム基板を研削する場合に砥石に目づまりを生じ
、極端に加工速度を低下させる。上限を越えると、Ａｌ
−Ｆｅ系の粗大な金属間化合物を多く形成し、ＮｉＰめ
っきの前処理時もしくはＮｉＰめっきに際して穴欠陥を
形成し、めっき欠陥の原因となる。

Ｇａ：少量の添加によりアノード反応を生じるため、Ｃ
ｕもしくはＮｉと複合添加することにより、酸、アルカ
リ等の溶液による前処理時やジンケート処理時にアルミ
ニウム基板の均一エツチング及びＮｉＰの微細均一析出
に極めて効果がある。Ｇａは、アルミニウム９９．９％
純度以下の地金中にも存在することがあるが、５０ｐｐ
ｍ以上含まない地金も多くこの場合には積極的に添加し
なければならない。下限未満ではＮｉＰの析出が粗くな
り、上限を越えると、それ以上含んでもＮｉＰの均一微
細析出の効果が向上することはなく、Ｇａの添加による
コストがかさむばかりで意味がない。

Ｚｎ：不純物として含まれることがある。上限以上では
合金の耐食性を著く低下させる。

特に近年フロンガス規制により、より簡易的な洗浄で使
用できる材料が望まれているため、上限を絶対に越えて
はならない。上限を越えると湿度等非常に厳しい管理を
するとともに研磨後層時間のうちにＮｉＰめっきをしな
ければならず、使用に手間がかかるため、工業的に取り
扱いにくい。Ｚｎ含有量は理想的には０．０１％未満が
望ましいが、あまりその上限を規制することは工業的に
コストがかさむだけであり避けた方がよい。

Ｂｅ：微量添加により、基板の耐食性向上に効果がある
。下限未満では効果がなく、上限を越えて添加してもそ
の効果が増すことはなく、鋳造時の人体への危険が増加
するばかりで好ましくない。

Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ：均一な結晶粒組織とし、高強度
を得るのに有効である。下限未満では効果がなく、上限
を越えると帯磁特性が劣る。又、上限を著しく越えて添
加すると粗大な金属間化合物を多く生成し、ＮｉＰめっ
き面があれる。

金属間化合物の分布：　７μｍ以上の化合物が１０個／
■１２より多く分布する場合には、前処理、ジンケート
処理もしくはＮｉＰめっきにおいて大欠陥を形成し、こ
れがめつき面をあらし、めっき欠陥が生じやすくなる。

［実施例］ 第１表に示す合金を厚さ　４００ｍｍの鋳塊に連続鋳造
の後、５００℃で８時間の均質化処理を施した。次に４
８０℃に加熱し、板厚ａＳｍまで熱間圧延し１更に冷間
圧延により厚さ　２■の板とした。

更に外径１３０１１１のドーナツ状に２００枚打ち抜き
後、３５０℃で加圧焼鈍し０材とした。そして、板厚１
．８１まで研削により鏡面仕上げした。

これを６０℃の硫酸中で３分のエツチングを行い、硝酸
中で室温にてデスマットし、次に室温にて２回ジンケー
ト処理した。そして、片面あたり約２５μｍの無電解Ｎ
ｉＰめっきした。

第２表に供試材の評価結果を示す。評価としては０材の
圧延平行方向の引張試験、板面の金属間化合物分布測定
、塩水噴霧試験による耐食性評価、合金基板の鏡面仕上
げ時の研削速度ＮＬＰめっき後のめっき面の表面粗さ、
ＮｉＰ。

めっき基板研磨後のビット欠陥の発生状況、研磨３００
℃に６０分加熱後の帯磁特性により行った。

このうち金属間化合物の分布はイメージアナライザーに
より円相５径で測定した。塩水噴霧試験ｇｉｌｌｓ　Ｚ
　２Ｂ７１１：したカＬＮ８０日間実施し、０．５−１
以上の孔食が発生したものを不合格と判定した。研削速
度は相対比較とし、標準の研削速度（１）に対して研削
時間が何倍かかるかを数値で表示した。帯磁特性は、振
動試料型磁力計にて測定（単位Ｔ：テスラ）した。

第２表 実施例１〜６は、組成が特許請求の範囲内のため、良好
な性能が得られた。

比較例１はＮｉ量が少ないため、めっき面が粗く、めっ
き面を研磨後にビットが発生しやすかった。

比較例２はＮｉ量が上限を越えたため耐食性が劣った。

比較例３はＧａ量の添加量が下限未満のため、ＮｉＰめ
っき性がやや劣った。

比較例４はＺｎｊｌが上限を越えたため、耐食性が劣り
塩水噴霧試験において１ｍｓ以上の径の孔食が多く発生
した。Ｓｉ％Ｆｅが下限未満のため研削能率が落ちた。

比較例５はＳｔ及びＦｅ量が上限を越えたため、７μｍ
以上の金属間化合物が多く形成され、めっき面が粗くな
った。

比較例６はＭｇｊｌが下限未満のため強度が低くなった
。

比較例７はＭｇ量が上限を越えたため、熱間加工時に割
れが発生した。

比較例８はＧａ１ｌが下限未満であったため、めっき面
が粗くなった。

比較例９はＭｎ量が上限を越えたため、めっき面が粗く
なった。又、３００℃−８０分加熱後の帯磁特性が悪か
った。

比較例１ＯはＭｎ、（「及びＶｆｉが上限を著しく越え
たため、鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されたため
、以後の試験を中止した。

［発明の効果］ 本発明は以上の通りであって、鏡面仕上げ加工性及び耐
食性が良好で、更に極めて均一微細なＮｉＰめっき層を
形成することができる磁気ディスク基板用に適したアル
ミニウム合金である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）質量％でＭｇ：３．０〜５．０％ Ｎｉ：０．００５〜０．１０％ Ｓｉ：０．０２〜０．１０％ Ｆｅ：０．０３〜０．１０％ Ｇａ：５０〜４００ｐｐｍ Ｚｎ：＜０．０５％ Ｂｅ：０．５〜１００ｐｐｍ 残りＡｌと不可避的不純物よりなり、更に ７μｍ以上の金属間化合物が１０個／ｍｍ＾２以下であ
   るＮｉＰめっき性に優れた磁気ディスク基板用アルミニ
   ウム合金。
2. （２）質量％でＭｇ：３．０〜５．０％ Ｎｉ：０．００５〜０．１０％ Ｓｉ：０．０２〜０．１０％ Ｆｅ：０．０３〜０．１０％ Ｇａ：５０〜４００ｐｐｍ Ｚｎ：＜０．０５％ Ｂｅ：０．５〜１００ｐｐｍ 更にＭｎ：０．０１〜０．１０％、Ｃｒ：０．０１〜０
   ．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１０％、Ｚｒ：０．０１
   〜０．１０％のうちの１種又は２種以上を含み、 残りＡｌと不可避的不純物よりなり、更に ７μｍ以上の金属間化合物が１０個／ｍｍ＾２以下であ
   るＮｉＰめっき性に優れた磁気ディスク基板用アルミニ
   ウム合金。