JPH0559067B2 - - Google Patents
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- JPH0559067B2 JPH0559067B2 JP63247367A JP24736788A JPH0559067B2 JP H0559067 B2 JPH0559067 B2 JP H0559067B2 JP 63247367 A JP63247367 A JP 63247367A JP 24736788 A JP24736788 A JP 24736788A JP H0559067 B2 JPH0559067 B2 JP H0559067B2
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明はコンピユーターの周辺装置であるフロ
ツピーデイスク装置や、ハードデイスク装置に組
み込まれる磁気ヘツドの基板材料に関し、特に薄
膜磁気ヘツドの非磁性基板材料及びその製造方法
に関するものである。 ［従来の技術］ 従来この種の材料には高強度かつ良好な耐薬品
性を示すＡ2O3−TiCセラミツクスが用いられ
ている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この種のＡ2O3−TiCセラミ
ツクスは高硬度なために記録媒体の摩耗を引き
起す、焼結製が悪いために基板材料として必要
な緻密なものを得るためには1850〜1900℃の高温
焼結が不可欠な事、機械加工性が悪いために小
型化の要求に対応できない事、等の欠点があつ
た。 本発明はこれらの欠点を除去するため研究した
もので焼結性、機械加工性、媒体との潤滑性に優
れた薄膜磁気ヘツド用基板材料及びその製造方法
を提供する事にある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明はＡ2O3−TiCセラミツクスの欠点を
除去する様構成したものでＡ2O3−TiCとから
成る主成分に対しCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの
少なくとも一種とTiとを同時に添加しN2雰囲気
中において焼結及びHlP処理を行うことを特徴と
する。 本発明によれば、TiCを15〜60wt％含み、残
部Ａ2O3よりなる主成分100重量部に対し、Cr2
O3，TiO2，Y2O3，MgOの少くとも一種を１〜
5wt％、TiNを0.1〜1wt％含むことを特徴とする
薄膜磁気ヘツド用基板材料が得られる。 本発明によれば、TiCを15〜60wt％含み、残
部Ａ2O3よりなる主成分100重量部に対し、Cr2
O3，TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種を１
〜5wt％、TiをTiNに換算して0.1〜1wt％含む原
料粉末をバインダーを添加して、成形し、脱脂し
てN2雰囲気中において焼結し、続いて熱間静水
圧プレス処理を行うことを特徴とする薄膜磁気ヘ
ツド用基板材料の製造方法が得られる。 ここで、本発明において、主成分のTiCを15〜
60wt％と限定したのは、15wt％未満では、ピツ
カース硬度Hvが2000以下になり、また60wt％を
越えると焼結性が著しく減少するからである。 また、本発明において、Cr2O3，TiO2，Y2O3，
MgOの少なくとも一種を１〜5wt％と限定した
のは、1wt％未満の場合は、焼結性は改善され
ず、切断等の加工時にチツピングが多発するため
であり、一方5wt％を越えると、Cr2O3，TiO2，
Y2O3，MgOの有する粒成長効果が顕著になり、
焼結性は低下し、加工時にチツピングが多発する
からである。 更に、本発明において、Tiの添加量をTiNに
換算して0.1〜1wt％と限定したのは、TiがTiN
に換算して0.1wt％未満であると、自己潤滑性が
みられず、媒体の磨耗量が改善されないからであ
り、一方TiがTiNに換算して1wt％を越えるとTi
の窒化反応が完結しにくくなり、気孔が残存する
ので、焼結密度が低く、更に脱粒も生じ易くな
り、チツピングの発生率が高くなるからである。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。 平均粒径0.1〜0.5μm、純度99％以上のＡ2O3，
TiC，Cr2O3，TiO2，Y2O3，MgO，Tiの各粉末
原料を第１表に示す組成比となる様に秤量しNo.１
〜15の各試料とした。ここでTiについてはTiN
に換算した秤量値である。 各試料を上述の様に秤量後、エタノールを溶媒
としボールミルにて20〜40時間混合した。これを
濾過・乾燥後、有機系バインダーを添加し30×30
×10mmのブロツクに加圧成型した。 次に1750℃の温度で２時間、９Kg／cm2のN2雰
囲気下で焼結を行つた。さらに焼結後N2ガスを
圧力媒体として用い圧力1000Kg／cm2、温度1650
℃、保持時間２時間の条件でHIP処理を行つた。 焼結、HIP処理をN2雰囲気下で行つたのはTi
の窒化反応を起させるためで、HIP処理後の試料
を粉砕しＸ線回析による分析を実施した所TiN
のピークは現れていたがTiのピークは存在せず
Tiの全量がTiNに変化している事が確認された。 以上の工程により得られた試料の材料特性の評
価として、相対密度、結晶粒子径、ビツカース硬
度Hv、抗折強度Ｆの測定を行つた。 また各試料より５×５×20mmの角柱を切り出し
た後、これらの角柱の隣接する５×20mmの２面を
鏡面加工し陵部に生じた２×2μm以上のチツピン
グ数を1000倍の倍率を有する光学顕微鏡を用いて
カウントして１cm当りの発生率に換算し加工性の
評価とした。 さらに各試料よりヘツド形状のチツプを切断加
工し、これを金属系の媒体に一定圧力で接触させ
回転数3600rpmで一定時間摺動させた後媒体の重
量減少量を測定し、摺動性の評価とした。なお評
価は添加物未使用の試料No.11の時の値を100とし
た相対評価とした。
ツピーデイスク装置や、ハードデイスク装置に組
み込まれる磁気ヘツドの基板材料に関し、特に薄
膜磁気ヘツドの非磁性基板材料及びその製造方法
に関するものである。 ［従来の技術］ 従来この種の材料には高強度かつ良好な耐薬品
性を示すＡ2O3−TiCセラミツクスが用いられ
ている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この種のＡ2O3−TiCセラミ
ツクスは高硬度なために記録媒体の摩耗を引き
起す、焼結製が悪いために基板材料として必要
な緻密なものを得るためには1850〜1900℃の高温
焼結が不可欠な事、機械加工性が悪いために小
型化の要求に対応できない事、等の欠点があつ
た。 本発明はこれらの欠点を除去するため研究した
もので焼結性、機械加工性、媒体との潤滑性に優
れた薄膜磁気ヘツド用基板材料及びその製造方法
を提供する事にある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明はＡ2O3−TiCセラミツクスの欠点を
除去する様構成したものでＡ2O3−TiCとから
成る主成分に対しCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの
少なくとも一種とTiとを同時に添加しN2雰囲気
中において焼結及びHlP処理を行うことを特徴と
する。 本発明によれば、TiCを15〜60wt％含み、残
部Ａ2O3よりなる主成分100重量部に対し、Cr2
O3，TiO2，Y2O3，MgOの少くとも一種を１〜
5wt％、TiNを0.1〜1wt％含むことを特徴とする
薄膜磁気ヘツド用基板材料が得られる。 本発明によれば、TiCを15〜60wt％含み、残
部Ａ2O3よりなる主成分100重量部に対し、Cr2
O3，TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種を１
〜5wt％、TiをTiNに換算して0.1〜1wt％含む原
料粉末をバインダーを添加して、成形し、脱脂し
てN2雰囲気中において焼結し、続いて熱間静水
圧プレス処理を行うことを特徴とする薄膜磁気ヘ
ツド用基板材料の製造方法が得られる。 ここで、本発明において、主成分のTiCを15〜
60wt％と限定したのは、15wt％未満では、ピツ
カース硬度Hvが2000以下になり、また60wt％を
越えると焼結性が著しく減少するからである。 また、本発明において、Cr2O3，TiO2，Y2O3，
MgOの少なくとも一種を１〜5wt％と限定した
のは、1wt％未満の場合は、焼結性は改善され
ず、切断等の加工時にチツピングが多発するため
であり、一方5wt％を越えると、Cr2O3，TiO2，
Y2O3，MgOの有する粒成長効果が顕著になり、
焼結性は低下し、加工時にチツピングが多発する
からである。 更に、本発明において、Tiの添加量をTiNに
換算して0.1〜1wt％と限定したのは、TiがTiN
に換算して0.1wt％未満であると、自己潤滑性が
みられず、媒体の磨耗量が改善されないからであ
り、一方TiがTiNに換算して1wt％を越えるとTi
の窒化反応が完結しにくくなり、気孔が残存する
ので、焼結密度が低く、更に脱粒も生じ易くな
り、チツピングの発生率が高くなるからである。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。 平均粒径0.1〜0.5μm、純度99％以上のＡ2O3，
TiC，Cr2O3，TiO2，Y2O3，MgO，Tiの各粉末
原料を第１表に示す組成比となる様に秤量しNo.１
〜15の各試料とした。ここでTiについてはTiN
に換算した秤量値である。 各試料を上述の様に秤量後、エタノールを溶媒
としボールミルにて20〜40時間混合した。これを
濾過・乾燥後、有機系バインダーを添加し30×30
×10mmのブロツクに加圧成型した。 次に1750℃の温度で２時間、９Kg／cm2のN2雰
囲気下で焼結を行つた。さらに焼結後N2ガスを
圧力媒体として用い圧力1000Kg／cm2、温度1650
℃、保持時間２時間の条件でHIP処理を行つた。 焼結、HIP処理をN2雰囲気下で行つたのはTi
の窒化反応を起させるためで、HIP処理後の試料
を粉砕しＸ線回析による分析を実施した所TiN
のピークは現れていたがTiのピークは存在せず
Tiの全量がTiNに変化している事が確認された。 以上の工程により得られた試料の材料特性の評
価として、相対密度、結晶粒子径、ビツカース硬
度Hv、抗折強度Ｆの測定を行つた。 また各試料より５×５×20mmの角柱を切り出し
た後、これらの角柱の隣接する５×20mmの２面を
鏡面加工し陵部に生じた２×2μm以上のチツピン
グ数を1000倍の倍率を有する光学顕微鏡を用いて
カウントして１cm当りの発生率に換算し加工性の
評価とした。 さらに各試料よりヘツド形状のチツプを切断加
工し、これを金属系の媒体に一定圧力で接触させ
回転数3600rpmで一定時間摺動させた後媒体の重
量減少量を測定し、摺動性の評価とした。なお評
価は添加物未使用の試料No.11の時の値を100とし
た相対評価とした。
【表】
【表】
試料No.１〜10の本発明適用例と試料No.11〜15の
比較例から分る様にCr2O3，TiO2，Y2O3，MgO
の少なくとも一種を１〜5wt％TiをTiNに換算し
て0.1〜1wt％これらを同時に添加する事により無
添加例（No.11）に比較しHvは300〜400の著しい
向上を示し、組織的にも小粒径となつている。ま
た従来より100℃以上低い1750℃で焼結し1650℃
でHIP処理をしているにもかかわらず相対密度は
99.69〜99.98％と高くＦの値も２倍以上の上昇を
示している。 以上、密度の上昇、機械強度の向上、粒組織の
微細化のためにチツピング発生率も低く加工性が
改善されている。また同時に媒体との潤滑性も改
善され摩耗テストにおける媒体の摩耗量は無添加
例の1/2に低下している。これに対しCr2O3，
TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種の添加量が
1wt％未満の場合（No.11，12）焼結性は改善され
ず、よつて相対密度も92％程度と低く、またチツ
ピングも多発している。一方、Cr2O3，TiO2，
Y2O3，MgOの少なくとも一種の添加量が5wt％
を越えると（No.13）Cr2O3，TiO2，Y2O3，MgO
の有する焼結促進効果と粒成長整合効果のうち粒
成長整合効果、即ち粒成長を抑制しながら粒子の
大きさを揃える効果、が顕著になり逆に焼結が抑
制され、粒界に析出するので、強度低下をもたら
し、チツピングも多発している。 さらにTiの添加量がTiNに換算し0.1wt％未満
の時（No.14）TiNの自己潤滑性は見られず媒体
の摩耗量は改善されない、また1wt％を超えると
（No.15）Tiの窒化反応が完結しにくくなり、よつ
て気孔が残存し焼結密度も低く、さらに脱粒も生
じやすくなるためチツピング発生率も高い。従つ
てCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種
を１〜5wt％TiをTiNに換算して0.1〜1wt％これ
らを同時に添加しN2雰囲気下において焼結、
HIP処理を行う事で高硬度にもかかわらず媒体と
の潤滑性に優れ、かつ機械加工性が良好な高密度
Ａ2O3−TiCセラミツクス基板材料が得られる
事が分つた。 これは上記添加物の添加量が上述の範囲内の時
にCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの焼結促進かつ粒
成長整合効果とTiNの自己潤滑効果が最大とな
るためである。 なお、主成分に関してはTiCとＡ2O3の合計
に対するTiCのwt％が15未満ではHvが2000以下
になり、また60を超えると焼結性が著しく低下す
るため主成分のTiC量を15〜60wt％に限定して
いる。 またTiを添加し窒下反応焼結でTiNとしたの
は、混合時からTiをTiNとして添加した場合に
は、TiNの難焼結性による焼結性が低下するか
らである。 ［発明の効果］ 以上の結果から明らかな様に本発明によれば、
小粒径組織から緻密で機械加工性に優れ、高硬度
にもかかわらず媒体との潤滑性に優れた薄膜ヘツ
ド用高密度Ａ2O3−TiCセラミツクス基板が得
られるとともに、容易に製造する事ができる。
比較例から分る様にCr2O3，TiO2，Y2O3，MgO
の少なくとも一種を１〜5wt％TiをTiNに換算し
て0.1〜1wt％これらを同時に添加する事により無
添加例（No.11）に比較しHvは300〜400の著しい
向上を示し、組織的にも小粒径となつている。ま
た従来より100℃以上低い1750℃で焼結し1650℃
でHIP処理をしているにもかかわらず相対密度は
99.69〜99.98％と高くＦの値も２倍以上の上昇を
示している。 以上、密度の上昇、機械強度の向上、粒組織の
微細化のためにチツピング発生率も低く加工性が
改善されている。また同時に媒体との潤滑性も改
善され摩耗テストにおける媒体の摩耗量は無添加
例の1/2に低下している。これに対しCr2O3，
TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種の添加量が
1wt％未満の場合（No.11，12）焼結性は改善され
ず、よつて相対密度も92％程度と低く、またチツ
ピングも多発している。一方、Cr2O3，TiO2，
Y2O3，MgOの少なくとも一種の添加量が5wt％
を越えると（No.13）Cr2O3，TiO2，Y2O3，MgO
の有する焼結促進効果と粒成長整合効果のうち粒
成長整合効果、即ち粒成長を抑制しながら粒子の
大きさを揃える効果、が顕著になり逆に焼結が抑
制され、粒界に析出するので、強度低下をもたら
し、チツピングも多発している。 さらにTiの添加量がTiNに換算し0.1wt％未満
の時（No.14）TiNの自己潤滑性は見られず媒体
の摩耗量は改善されない、また1wt％を超えると
（No.15）Tiの窒化反応が完結しにくくなり、よつ
て気孔が残存し焼結密度も低く、さらに脱粒も生
じやすくなるためチツピング発生率も高い。従つ
てCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの少なくとも一種
を１〜5wt％TiをTiNに換算して0.1〜1wt％これ
らを同時に添加しN2雰囲気下において焼結、
HIP処理を行う事で高硬度にもかかわらず媒体と
の潤滑性に優れ、かつ機械加工性が良好な高密度
Ａ2O3−TiCセラミツクス基板材料が得られる
事が分つた。 これは上記添加物の添加量が上述の範囲内の時
にCr2O3，TiO2，Y2O3，MgOの焼結促進かつ粒
成長整合効果とTiNの自己潤滑効果が最大とな
るためである。 なお、主成分に関してはTiCとＡ2O3の合計
に対するTiCのwt％が15未満ではHvが2000以下
になり、また60を超えると焼結性が著しく低下す
るため主成分のTiC量を15〜60wt％に限定して
いる。 またTiを添加し窒下反応焼結でTiNとしたの
は、混合時からTiをTiNとして添加した場合に
は、TiNの難焼結性による焼結性が低下するか
らである。 ［発明の効果］ 以上の結果から明らかな様に本発明によれば、
小粒径組織から緻密で機械加工性に優れ、高硬度
にもかかわらず媒体との潤滑性に優れた薄膜ヘツ
ド用高密度Ａ2O3−TiCセラミツクス基板が得
られるとともに、容易に製造する事ができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ TiCを15〜60wt％含み、残部Ａ2O3よりな
る主成分100重量部に対し、Cr2O3，TiO2，Y2
O3，MgOの少くとも一種を１〜5wt％、TiNを
0.1〜1wt％含むことを特徴とする薄膜磁気ヘツド
用基板材料。 ２ TiCを15〜60wt％含み、残部Ａ2O3よりな
る主成分100重量部に対し、Cr2O3，TiO2，Y2
O3，MgOの少なくとも一種を１〜5wt％、Tiを
TiNに換算して0.1〜1wt％含む原料粉末にバイン
ダーを添加して、成形し、脱脂してN2雰囲気中
において焼結し、続いて熱間静水圧プレス処理を
行うことを特徴とする薄膜磁気ヘツド用基板材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247367A JPH0297458A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247367A JPH0297458A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297458A JPH0297458A (ja) | 1990-04-10 |
| JPH0559067B2 true JPH0559067B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=17162370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63247367A Granted JPH0297458A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0297458A (ja) |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP63247367A patent/JPH0297458A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0297458A (ja) | 1990-04-10 |
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