JPH06145927A

JPH06145927A - 磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法

Info

Publication number: JPH06145927A
Application number: JP31941192A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Matsumoto; 本克史松; Masahiro Yanagawa; 川政洋柳; Mutsumi Abe; 倍睦安
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｇ
系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、
この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率
で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度におい
て２４時間以内の焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が
１５μｍ以下の圧延板を製造することを特徴とする磁気
ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法である。【効果】基盤の表層部の結晶粒径も小さく、さらに、耐
力および基盤表面の平滑度に優れているという効果を有
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク用Ａｌ−Ｍ
ｇ系合金圧延板の製造法に関し、さらに詳しくは、高密
度記録に好適である磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧
延板の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より、電子計算機に用いられている記
録媒体として、磁気ディスクが最も広く使用されている
が、この磁気ディスクはＡｌ合金基盤表面に切削加工を
行って所定の厚さとし、さらに、切削加工後のＡｌ合金
基盤表面に精密研磨を行った後、磁性体皮膜を被覆した
ものである。

【０００３】この磁気ディスク基盤には、以下説明する
ような特性が要求される。１）精密研磨後の表面精度が良好であること。即ち、基
盤全体の歪や微小なうねりが少ないこと。２）基盤表面に形成される磁性被覆に悪影響を及ぼす突
起や穴等の表面欠陥が少なく、かつ、小さいこと。３）基盤を作製する際の切削加工および研磨、或いは、
使用時の高速回転に充分耐え得る機械的性質を有してい
ること。４）非磁性、かつ、軽量であること。５）耐蝕性に優れており、さらに、ある程度の耐熱性を
有していること。

【０００４】このような特性を満足する磁気ディスク用
基盤として、いままでに最も多く使用されているものに
ＡＡ規格５０８６合金がある。そして、最近になって、
磁気ディスクは大容量化、高密度化を図る傾向となって
きており、１ビット当たりの磁化領域は益々微小化され
ると共に、磁性皮膜の薄肉化、磁気ヘッドと磁気ディス
クとの間の間隔の減少化が強く要望されてきている。

【０００５】しかしながら、Ａ４規格５０８６合金にお
いては、上記に説明した特性の中で、強度および表面精
度の点において限度があり、高密度化を図るためには表
面の高精度化を達成することが強く望まれている。

【０００６】この従来の磁気ディスク用基盤用のアルミ
ニウム合金において、優れた表面精度とすることができ
ない原因について、次の２つが挙げられる。１）金属組織中に直径１０μｍ以上の金属間化合物およ
び非金属介在物が多数存在していること。即ち、これら
が機械加工工程および研磨工程において、基盤表面に突
起として残ったり、或いは、脱落して穴状の窪みが発生
するために、研磨を充分行っても良好な表面性状を得る
ことができない。２）再結晶粒が微細でないこと。即ち、研磨を充分にお
こなっても結晶粒に起因する微小うねりが発生して良好
な表面性状を得ることができない。

【０００７】このような原因の中で、１）については、
高純度の地金を使用することによって、金属間化合物お
よび非金属介在物の晶出を抑制すること、および、凝固
速度を速くすることにより金属間化合物および非金属介
在物の固溶・分散を高くすること等の対策が行われてい
る。

【０００８】しかし、原因の２）については、熱処理条
件の改良、変更等を行うことによって、結晶粒を微細化
させる試みが行われてはいるものの、表面精度に対して
最も影響を及ぼす表面近傍の結晶粒の微細化には未だ良
好な結果が得られておらず、自ずから限度がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来技術における磁気ディスク用基盤として使用され
ているアルミニウム合金の表面精度およびその他種々の
問題点を解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、連続鋳造により作製された鋳塊を均
質処理を行うことなく、冷間圧延を行って熱処理するこ
とにより、特に、表層部の結晶粒が微細化されることを
見いだし、使用アルミニウム合金の含有成分、成分割分
および加工処理条件を厳密に調整することによって、表
面精度の優れた磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板
の製造法を開発したのである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
ク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法は、Ｍｇ２.０
〜６.０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４
〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、この鋳造板を均熱
処理を行わずに５０％以上の強加工率で冷間圧延を行っ
た後、３００〜４００℃の温度において焼鈍を行い、表
層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧延板を製造する
ことを特徴とする磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延
板の製造法を第１の発明とし、Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ
％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０.０１〜０.１ｗｔ％
を含有し、さらに、Ｃｒ０.０３〜０.３ｗｔ％、Ｍｎ
０.０３〜０.３ｗｔ％の１種または２種を含有するＡ
ｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造
を行い、この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の
強加工率で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温
度において焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μ
ｍ以下の圧延板を製造することを特徴とする磁気ディス
ク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法を第２の発明と
し、Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または
２種０.０１〜０.１ｗｔ％を含有し、さらに、Ｃｒ
０.０３〜０.３ｗｔ％、Ｍｎ０.０３〜０.３ｗｔ％の
１種または２種を含有し、また、Ｃｕ０.５ｗｔ％以
下、Ｚｎ０.３ｗｔ％以下、Ｆｅ０.１ｗｔ％以下、
Ｓｉ０.１ｗｔ％以下、Ｚｒ０.１ｗｔ％以下、の内
から選んだ１種または２種以上を含有するＡｌ−Ｍｇ系
合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、こ
の鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率で
冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度において
焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧
延板を製造することを特徴とする磁気ディスク用Ａｌ−
Ｍｇ系合金圧延板の製造法を第３の発明とするものであ
る。そして、上記の方法において、焼鈍は２４時間以内
行うことが望ましいのである。

【００１１】本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系
合金圧延板の製造法について、以下詳細に説明する。先
ず、本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延
板の製造法において使用するアルミニウム合金の含有成
分および成分割合について説明する。

【００１２】Ｍｇはディスク基盤に所定の機械的強度を
付与するために不可欠の元素であり、含有量が２.０wt
％未満では強度向上効果は小さく、また、６.０wt％を
越えるとＭｇの固溶硬化によって変形抵抗が大幅に増加
して加工性が悪くなり、さらに、金属間化合物（Ｍｇ₂
Ｓｉ）の生成量が増大すると共に、溶製および連続鋳造
時の高温酸化によって非金属介在物（ＭｇＯ）が生成し
て表面精度が低下する。よって、Ｍｇ含有量は２.０〜
６.０wt％とする。

【００１３】Ｔｉ、Ｂは鋳造時の結晶粒を微細化させる
元素であり、含有量が０.０１wt％未満では微細化の効
果が充分ではなく、また、０.１wt％を越えるとＡｉ−
Ｔｉ系の粗大化合物が不可避的に発生して、加工性およ
び研削性が著しく低下し、表面精度を悪化させる。よっ
て、Ｔｉ含有量は０.０１〜０.１wt％、Ｂ含有量は０.
０１〜０.１wt％とする。

【００１４】Ｃｒ、Ｍｎは再結晶粒を微細化させる元素
であり、含有量が０.０３wt％未満では微細化の効果が
充分ではなく、また、０.３wt％を越えて含有させると
Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｒ系晶出物、或いは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ
系晶出物を粗大化させて表面精度を悪化させる。よっ
て、Ｃｒ含有量は０.０３〜０.３wt％、Ｍｎ含有量は
０.０３〜０.３wt％とする。

【００１５】Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、ＳｉおよびＺｒは強度
を向上させる元素であり、含有量がＣｕが０.５wt％、
Ｚｎ０.３wt％、Ｆｅ０.１wt％、Ｓｉ０.１wt％、Ｚｒ
０.１wt％をそれぞれ越えると、粗大な不溶性化合物が
不可避的に発生して、加工性および研削性を著しく低下
させ、表面精度を悪化させる。よって、Ｃｕ含有量は
０.５wt％以下、Ｚｎ含有量は０.３wt％以下、Ｆｅ含有
量は０.１wt％以下、Ｓｉ含有量は０.１wt％以下、Ｚｒ
含有量は０.１wt％以下とする。

【００１６】次に、本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−
Ｍｇ系合金圧延板の製造法について、説明する。

【００１７】上記に説明した含有成分および成分割合の
アルミニウム合金を連続鋳造することによって、板厚４
〜１０ｍｍの鋳造板とするのは、急冷効果によって晶出
物が微細化し、かつ、結晶粒も微細化されるからであ
る。そして、この急冷効果は板厚が薄い程効果があり、
後工程において５０％以上の冷間圧延を行うことから、
板厚は４ｍｍ未満ではこのような効果を期待することが
できず、また、板厚１０ｍｍを越えると微細化効果を充
分に発揮することができる冷却速度とすることができな
くなる。よって、連続鋳造により製造される鋳造板の厚
さは４〜１０ｍｍとする。

【００１８】均質処理を行うことなく冷間圧延を行うの
は、焼鈍後に表面近傍に結晶粒を微細化するためであ
り、この均質処理を行うと表面近傍の結晶粒の微細化効
果は低下するのである。そのため、均質処理は行わない
のである。

【００１９】また、冷間圧延の圧下率は高いほど再結晶
粒を微細化し易く、圧下率が５０％未満ではこの効果を
充分に発揮させることはできない。よって、圧下率は５
０％以上とする必要がある。

【００２０】焼鈍はＣＡＬ等により急速加熱を行えば、
結晶粒を微細化する効果は得られるが、焼鈍温度が３０
０℃未満では再結晶を充分に行うことができない。従っ
て、微細な再結晶組織とすることができず表面精度を低
下させる。また、焼鈍温度が４００℃を越えると再結晶
粒が粗大化してしまい、表面精度が低下する。よって、
焼鈍温度は３００〜４００℃とする。

【００２１】この焼鈍において、焼鈍時間は２４時間を
越えると、再結晶粒が粗大化してしまい表面精度が低下
する。従って、焼鈍温度は３００〜４００℃の範囲にお
いて行う必要があり、焼鈍時間は２４時間以内とするこ
とが望ましい。

【００２２】また、表層部の平均結晶粒径が１５μｍを
越えると、研磨後の表面の平滑度が著しく低下する。よ
って、表層部の平均結晶粒径は１５μｍ以下とする。

【００２３】

【実施例】本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ
系合金圧延板の製造法の実施例を比較例と共に説明す
る。

【００２４】

【実施例１】表１に示す含有成分および成分割合の
アルミニウム合金溶湯を、フィルターを通過させて非金
属介在物を除去した後、連続鋳造を行って６ｍｍの厚さ
の鋳造板としてから、均質処理を行わず、６７％の圧下
率で冷間圧延を行った後、３７０℃の温度において８時
間の焼鈍を行って、厚さ２ｍｍの板材（基盤）を製作し
た。

【００２５】このように製作された基盤片面の切削加工
を行った後、さらに、バフ研磨により仕上げをして、こ
の表面の精度を測定した。また、基盤の機械的性質を測
定した。さらに、表層部の結晶粒径を測定した。なお、
表面精度は、表面粗さ計を使用して最大の表面粗さ（Ｒ
ｍａｘ／μｍ）を測定した。

【００２６】表２にこれらの測定結果を示す。この表２
から、Ｎｏ.４〜Ｎｏ.１１はＭｇ含有量が２.０wt％未
満或いは６.０wt％を越える比較例、または、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの含有量が本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−
Ｍｇ系合金圧延板の製造法において使用するアルミニウ
ム合金の範囲を越える比較例であり、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.３
は本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板
の製造法によるものであり、この表２から本発明に係る
磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法による
基盤は、表層部の平均結晶粒径が小さく、耐力および平
滑度に優れていることがわかる。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【実施例２】表３に示す含有成分および成分割合の
アルミニウム合金溶湯を、実施例１と同じ条件により連
続鋳造、冷間圧延、焼鈍を行って厚さ２ｍｍの板材（基
盤）を製作した。

【００３０】このように製作された基盤片面の切削加工
を行った後、さらに、バフ研磨による仕上げを行い、表
面の精度を測定した。また、この基盤の機械的性質を測
定した。さらに、表層部の結晶粒径を測定した。

【００３１】表４にこれらの測定結果を示す。この表４
から、Ｎｏ.２０〜Ｎｏ.２４はＣｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓ
ｉ、Ｚｒの含有量が、本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ
−Ｍｇ系合金圧延板の製造法において使用するアルミニ
ウム合金の範囲を越える比較例であり、Ｎｏ.１２〜Ｎ
ｏ.１９は本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合
金圧延板の製造法により製作されたものであり、比較例
に比して表層部の結晶粒径が小さく、耐力および平滑度
に優れていることがわかる。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】

【実施例３】表５に示す含有成分および成分割合の
アルミニウム合金溶湯を、表５に示す条件により連続鋳
造、均質処理、冷間圧延および焼鈍を行って厚さ２ｍｍ
の板材（基盤）を製作した。

【００３５】このようにして製作された基盤の片面を切
削加工下した後、さらに、バフ研磨による仕上げを行
い、表面の精度を測定した。また、この基盤の機械的性
質を測定した。さらに、表層部の結晶粒径を測定し、そ
のうちの１部のミクロ組織を調査した。表６にその測定
結果を示す。また、図１はＮｏ.３の金属組織の顕微鏡
写真を示してあり、図２はＮｏ.２６の金属組織の顕微
鏡写真を示したものである。

【００３６】表６から、Ｎｏ.２５〜Ｎｏ.３０は本発明
に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法
において使用するアルミニウム合金の範囲を越える比較
例であり、Ｎｏ.３は本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ
−Ｍｇ系合金圧延板の製造法により製作されたものであ
り、比較例に比して表層部の結晶粒径が小さく、耐力お
よび平滑度に優れていることがわかる。なお、図１（Ｎ
ｏ.３）は図２（Ｎｏ.２６）に比較して結晶粒径の小さ
いことがわかる。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法は上記の構
成であるから、基盤表層部の結晶粒径も小さく、さら
に、耐力および基盤表面の平滑度に優れているという効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金
圧延板の製造法により製作されたアルミニウム基盤（Ｎ
ｏ.３）の金属組織を示す顕微鏡写真である。

【図２】比較例（Ｎｏ.２６）の金属組織を示す顕微鏡
写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄
板に連続鋳造を行い、この鋳造板を均熱処理を行わずに
５０％以上の強加工率で冷間圧延を行った後、３００〜
４００℃の温度において焼鈍を行い、表層部の平均結晶
粒径が１５μｍ以下の圧延板を製造することを特徴とす
る磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法。
【請求項２】Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０.０１〜０.１ｗｔ％を含
有し、さらに、Ｃｒ０.０３〜０.３ｗｔ％、Ｍｎ０.０３〜０.３ｗ
ｔ％の１種または２種を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板
厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、この鋳造板
を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率で冷間圧延
を行った後、３００〜４００℃の温度において焼鈍を行
い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧延板を製
造することを特徴とする磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合
金圧延板の製造法。
【請求項３】Ｍｇ２.０〜６.０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０.０１〜０.１ｗｔ％を含
有し、さらに、Ｃｒ０.０３〜０.３ｗｔ％、Ｍｎ０.０３〜０.３ｗ
ｔ％の１種または２種を含有し、また、Ｃｕ０.５ｗｔ％以下、Ｚｎ０.３ｗｔ％以下、Ｆｅ０.１ｗｔ％以下、Ｓｉ０.１ｗｔ％以下、Ｚｒ０.１ｗｔ％以下、の内から選んだ１種または２種以上を含有するＡｌ−Ｍ
ｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行
い、この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加
工率で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度に
おいて焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以
下の圧延板を製造することを特徴とする磁気ディスク用
Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法。
【請求項４】焼鈍を２４時間以内行うことを特徴とする
請求項１、請求項２および請求項３に記載の磁気ディス
ク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法。