JPH0557347B2

JPH0557347B2 -

Info

Publication number: JPH0557347B2
Application number: JP2206770A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hirano; Yoshikatsu Hayashi; Kanji Kuwabara
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1990-08-06
Publication date: 1993-08-23
Also published as: JPH0499143A

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
つき層を形成する磁気デイ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］磁気デイ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。磁気デイ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。１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計量、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5086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イスクに対する
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つて
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つた。しかし、近年はより
高密度の薄膜媒体をスパツタもしくはめつきによ
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10〜20μm厚さのNiPをめつき
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
合金の表面を酸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めつきし、この上に無電解めつきによ
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、しかもNiPめつ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めつきして研磨後に数
μm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めつきして研磨仕
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
めつ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NiP層を研磨する
にあたり研磨量を少なくでき、又めつき量を減ら
すことが可能となりめつき時間の短縮もはかれ
る。従つて、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めつき
基板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めつきのごく
初期の析出速度が速いことからZn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
があつた。この点について近年特に従来から磁気
デイ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つてき
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
つ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、Zn、
Ni、Mn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61−224734号公報
等参照）もなされているが、不純物であるSi＋
Fe量が0.28〜1.0％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めつきの際に大きな穴を形成しやすく、
又、NiPめつき層が粗くなるため、極めて微小の
ピツトが問題となる磁気デイスク用には適さな
い。このSi、Fe等の不純物規制については、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61−179842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めつき層を
形成する磁気デイ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％ Cu：0.01〜0.20％ Si：0.02〜0.10％ Fe：0.03〜0.10％ Ga：50〜400ppm Zn：＜0.05％ Be：0.5〜100ppm あるいは更にこれらに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／mm²以下であるNiPめつき性に優
れた磁気デイスク基板用アルミニウム合金であ
る。上記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。 Cu：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めつ
き層を形成する。又、NiPの皮膜中に固溶
し、NiPの再結晶化を抑止する効果があるた
め、磁性媒体形成時に300℃付近に加熱して
も帯磁特性が良好である。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−Si系の粗大な金
属間化合物を多く形成し、NiPめつきの前処
理時もしくはNiPめつきに際して穴欠陥を形
成し、めつ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めつ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めつきの前処理時もしくはNiPめつ
きに際して穴欠陥を形成し、めつき欠陥の原
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、Cu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、
50ppm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
磨後短時間のうちにNiPめつきをしなければ
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めつき面があ
れる。金属間化合物の分布：7μm以上の化合物が10個／
mm²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めつきにおいて穴欠
陥を形成し、これがめつき面をあらし、めつ
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460℃に加熱し、板厚６mmまで熱間圧延し、
更に冷間圧延により厚さ２mmの板とした。更に外
径130mm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1.8mm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ツトし、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NiPめつきした。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、NiPめ
つき後のめつき面の表面粗さ、NiPめつき基板研
磨後のピツト欠陥の発生状況、研磨300℃に60分
加熱後の帯磁特性により行つた。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
当径で測定した。塩水噴霧試験はJIS Ｚ 2371に
したがい30日間実施し、0.5mm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。

【表】

【表】実施例１〜６、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Cu量が少ないため、めつき面が粗
く、めつき面を研磨後にピツトが発生しやすかつ
た。比較例２はCu量が上限を越えたため耐食性が
劣つた。比較例３はGa量の添加量が下限未満のため、
NiPめつき性がやや劣つた。比較例４はZn量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１mm以上の径の孔食
が多く発生した。又、研磨面の腐食に対する管理
が不十分だつたため、アルミニウム合金基板の一
部に腐食ピツトが発生し、非常に粗いNiPめつき
層となつた。Si、Feが下限未満のため研削能率
が落ちた。比較例５はSiおよび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、めつき
面が粗くなつた。比較例６はMg量が下限未満のため強度が低く
なつた。比較例７はMg量が上限を越えたため、熱間加
工時に割れが生じた。比較例８はGa量が下限未満であつたため、め
つき面が粗くなつた。又、Si、Feが下限未満の
ため研削の能率が落ちた。比較例９はMn量が上限を越えたため、めつき
面が粗くなつた。又、300℃−60分加熱後の帯磁
特性が悪かつた。比較例10はCr量が上限を越えたため、めつき
面が粗くなつた。又、300℃−60分加熱後の帯磁
特性が悪かつた。比較例11はMn，Cr及びＶ量が上限を著しく越
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つて、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めつき層を形成することができる磁気デイス
ク基板用に適したアルミニウム合金である。

Claims

【特許請求の範囲】１質量％でMg：3.0〜5.0％ Cu：0.01〜0.20％ 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／mm²以下であるNiPめ
つき性に優れた磁気デイスク基板用アルミニウム
合金。２質量％でMg：3.0〜5.0％ Cu：0.01〜0.20％ 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／mm²以下であるNiPめ
つき性に優れた磁気デイスク基板用アルミニウム
合金。