JPH09235640A - 磁気ディスク基板用アルミニウム合金板及びその製造方法 - Google Patents
磁気ディスク基板用アルミニウム合金板及びその製造方法Info
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- JPH09235640A JPH09235640A JP8067342A JP6734296A JPH09235640A JP H09235640 A JPH09235640 A JP H09235640A JP 8067342 A JP8067342 A JP 8067342A JP 6734296 A JP6734296 A JP 6734296A JP H09235640 A JPH09235640 A JP H09235640A
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Abstract
ディスク用アルミニウム合金板及びその製造方法を課題
とする。 【解決手段】 Cu:0.05〜0.15wt%、M
g:2〜6wt%、Zn:0.1〜0.3wt%、Z
r:0.05〜0.12wt%を含有し、かつ、2Cu
+6Zr−3Zn=0.15〜0.32wt%の関係を
有し、更に、Mn:0.01を超え0.05wt%未
満、Cr:0.01を超え0.05wt%未満のうち1
種または2種を含有し、不純物としてSi:0.1wt
%以下、Fe:0.1%以下、Ti:0.02wt%以
下に規制され、残部がAl及び不可避的元素からなり、
前記不可避的元素が各々0.02wt%以下であるアル
ミニュウム合金板である。前記アルミニウム合金板の表
層において、長径が5μmを超えるMg2 Si及びAl
−Fe系金属間化合物が単位面積当たりの個数が20個
/mm2 以下であることが望ましい。
Description
用アルミニウム合金に関し、特に下地処理におけるピッ
トやノジュールの発生が極めて少なく、かつメッキ性に
優れた磁気デイスク基板用アルミニウム合金及びその製
造方法に関する。
化されてきており、磁気ディスクの1ビット当たりの占
有領域や磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔は益々減少
してきている。
金基板をグラインディング加工後、磁性膜被覆のための
下地処理として硬質非磁性金属、例えばアモルファスの
Ni−Pを無電解メッキし、研磨後スパッタリングによ
り磁性膜、例えばCo−Ni−P合金を被覆して製造方
法される。このような磁気ディスクの基板には次のよう
な特性が要求されている。
時の高速回転に耐えうる十分な強度を有すること。 (2)軽量で、研磨により良好な鏡面が得られ、ピット
等の表面欠陥の発生がないこと。 (3)下地処理である無電解メッキの密着性及び表面平
滑性が優れ、メッキ後もピット等の欠陥が発生しないこ
と。
板として、JIS A5086アルミニウム合金(M
g:3.5〜4.5wt%、Fe:≦0.5wt%、S
i:≦0.40wt%、Mn:0.2〜0.7wt%、
Cr:0.05〜0.25wt%、Cu:≦0.10w
t%、Ti:≦0.15wt%、Zn:≦0.25wt
%、残部:A1)やJIS A5086合金の不純物元
素であるFeやSi等の量を規制してマトリックス中に
生成する金属間化合物を小さくした合金が用いられてい
る。
ウム合金からなる基板には、合金中の金属間化合物がジ
ンケート処理時に脱落してピットを生成するという問題
がある。このピットは、従来の20μm程度の厚さの無
電解メッキの場合は、その後のポリッシング研磨により
消えることが多く問題になることはなかったが、昨今の
メッキ厚さは例えば14μmと薄肉化の傾向にあるた
め、ポリッシング研磨後もピットが残存し、磁気ディス
ク基板の表面平滑性を損なうようになってきた。
打ち抜き、その後、切削もしくは研削を施すが、その
際、金属間化合物が脱落し、ピット欠陥となる場合もあ
る。
アルミニウム合金基板の金属間化合物を減らし、その大
きさも小さくすることが望まれ、これまで種々の対策が
講じられてきた。
は、無電解Ni−P合金メッキの平滑性を向上させるた
めに、前処理のジンケート処理液の微量添加元素の種
類、量をコントロールし、ジンケート皮膜を薄く、均一
で緻密に付着させてメッキ皮膜中の微小欠陥を改善する
方法が開示されている。実際、この方法による磁気ディ
スク基板用アルミニウム合金は実用化されており、高い
評価を受けている。
の方法による磁気ディスク用基板も、近年の2GB/枚
以上の大容量の磁気ディスクには対応できず、次のよう
な問題を引き起こしている。
浮上高さ(フライングハイト)は1.5μ”から1μ”
(μ”:マイクロインチ)に低くなってきており、その
ために、下地メッキ後のディスク表面に生じる半球状の
突起(ノジュール)がヘッドと衝突し、ヘッドクラッシ
ュを起こす。これは、昨今、経済性の面から、また、端
部のダレを防ぐため、軽ポリッシング研磨が行われてい
るが、このためノジュールがポリッシング後に残存しや
すくなったことによる。
占有領域が小さくなり、下地メッキ後の磁気ディスク基
板の極く表層にある小さなピット(マイクロピット)も
電気的エラーの原因となるということである。本発明は
このような課題を解決するためになされたもので、大容
量の磁気ディスクで問題となるノジュールやマイクロピ
ットの極めて少ない磁気ディスク基板用アルミニウム合
金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
に鑑み種々の検討を行った結果、下地メッキ後のノジュ
ールやマイクロピットの発生は、前処理のエッチング及
びジンケート処理における基板中の金属間化合物(Al
−Fe系,Mg2 Si,Al−Cu,Al−Mg−Z
n,Mg2 Al3 )やマトリックスの溶解反応と密接な
関係があることを見出し、以下の知見を得た。
金属間化合物との間に存在する自然電位差と関係し、化
合物がマトリックスに対して貴の場合、化合物のまわり
のマトリックスが溶解し凹部を形成する。また、化合物
がマトリッマスに対して卑の場合、化合物自体が溶解し
凹部を形成する。前者の化合物としては、Al−Feや
Al−Cuがあり、後者の化合物としては、Al−Mg
−ZnやMg2 Al3がある。
スも溶けるが、Mgも溶けるので内部にSiの残った凹
部を形成する(Siは非常に不活性な元素のため)。ま
た、内部のSiは脱落することもある。
的小さな穴やシャープな穴が前処理で発生し、ジンケー
ト処理時に穴の中央部に優先的にジンケートが成長して
ノジュールとなる場合と、化合物が凹部に残存し表面に
顔を出す場合がある。前者の原因となる化合物は主とし
てAl−Mg−ZnやMg2 Al3 であり、後者の原因
となる化合物は主としてAl−FeやAl−Cuであ
る。
きな穴が前処理で発生し、メッキ時にその穴になぞって
成長してピットとなる。この原因となる化合物は主とし
てMg2 Siである。
長径は、Al−Cu、Al−Mg−Zn、Mg2 Al3
の金属間化合物の場合よりも大きい。そのためAl−F
e、Mg2 Siの溶出による凹部を低減することが、大
きなノジュールとピット低減には有効である。
クスよりも自然電位が貴な方向にあるため、マトリック
をAl−Fe、Mg2 Siとの自然電位差を少なくする
ことも、下地メッキ後のノジュールやピットを低減する
ことに有効である。
至った。第1の発明は、下記の成分組成(wt%)を有
することを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム
合金板を提供する。 Cu:0.05〜0.15wt%、Mg:2〜6wt
%、Zn:0.1〜0.3wt%、Zr:0.05〜
0.12wt%を含有し、かつ、2Cu+6Zr−3Z
n=0.15〜0.32wt%の関係を有し、更に、M
n:0.01を超え0.05wt%未満、Cr:0.0
1を超え0.05wt%未満のうち1種または2種を含
有し、不純物としてSi:0.1wt%以下、Fe:
0.1%以下、Ti:0.02wt%以下に規制され、
残部がAl及び不可避的元素からなり、前記不可避的元
素が各々0.02wt%以下である。
合金板の表層において、長径が5μmを超えるMg2 S
i粒子の単位面積当たりの個数が20個/mm2 以下で
あることを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム
合金板を提供する。
のアルミニウム合金板の表層において、長径が5μmを
超えるAl−Fe系金属間化合物の単位面積当たりの個
数が20個/mm2 以下であることを特徴とする磁気デ
ィスク基板用アルミニウム合金板を提供する。
特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金板(成
分組成はwt%)の製造方法を提供する。 (a)Cu:0.05〜0.15wt%、Mg:2〜6
wt%、Zn:0.1〜0.3wt%、Zr:0.05
〜0.12wt%を含有し、かつ、2Cu+6Zr−3
Zn=0.15〜0.32wt%の関係を有し、更に、
Mn:0.01を超え0.05未満wt%、Cr:0.
01を超え0.05未満wt%のうち1種または2種を
含有し、不純物としてSi:0.1wt%以下、Fe:
0.1%以下、Ti:0.02wt%以下に規制され、
残部がAl及び不可避的元素からなり、前記不可避的元
素が各々0.02wt%以下であるアルミニウム合金を
溶解し鋳造して鋳塊を得る工程と、(b)前記鋳塊を熱
間圧延してコイルとする工程と、(c)前記熱間圧延後
のコイルを冷間圧延する工程と、(d)前記冷間圧延後
のコイルを最終焼鈍する工程。
圧延後のコイルの冷却中240〜150℃の間を30〜
600℃/hの冷却速度で冷却し、かつ、最終焼鈍後の
冷却中240〜150℃の間を30〜600℃/hの冷
却速度で冷却することを特徴とする磁気ディスク基板用
アルミニウム合金板の製造方法を提供する。
において、冷間圧延を、20%以上の圧下率のパス回数
を3回以上、かつ全圧下率を60%以上の条件で行うこ
とを特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金板
の製造方法を提供する。
元素の意義と、合金組成の限定理由を説明する(以下,
合金組成のwt%を単に%と略記とする) Cu:マトリックスの自然電位を貴にする元素であるた
めピットやノジュールを低減させる。0.05%未満で
はマトリックスの自然電位を貴にするは不十分で、0.
15%を超えるとAl−Cuの折出物が多くなりノジュ
ールが増えたり、メッキ後のムラ(ノジュールの集合
体)が発生し、表面が不均一になってしまうので、その
含有量を0.05〜0.15%と限定する。
2%未満では十分な強度が得られず、6%を超えるとA
l−Mg金属間化合物を生成するとともに溶解鋳造時の
高温酸化によりMgOなどの非金属介在物の生成が著し
くなるので、その含有量を2〜6%と限定する。
元素であるためピットやノジュールを増大させる。0.
1%未満ではシンケート処理が不均一になり、メッキ後
にムラが発生し表面が不均一になり、0.3%を超える
とピットやノジュールが増大するため、その含有量を
0.1〜0.3%とする。
元素であるためピットやノジュールを低減させる。0.
05%未満ではマトリックスの自然電位が十分に貴にな
らず、0.12%を超えるとAl−Zrの折出物が発生
し、ピットやノジュールが発生しやすくなるので、その
含有量を0.05〜0.12%に限定する。大容量の磁
気ディスク基板に対応できるまでにピットやノジュール
の発生を防止するには、このようなCu、Zn、Zrの
含有量に加え、それぞれの元素間に、2Cu+6Zr−
3Zn=0.15〜0.32%の関係を満足させる必要
がある。
たは、熱間圧延,焼鈍時に微細な化合物として折出し再
結晶粒を微細にするため無電解メッキの密着性を向上さ
せるとともに、その一部はマトリックス中に固溶しその
強度を向上させるのでアルミニウム合金基板の切削,研
削性の向上させる。
十分であり、0.05%以上では鋳造時にフィルターに
よって溶湯中の過剰の元素が除去されて無駄となるばか
りか、粗大な金属間化合物が生成し、エッチング及びジ
ンケート処理時だけでなく切削、研磨加工を施す際にも
脱落してピット欠陥を発生するので、その含有量を0.
01を超え0.05%未満に限定する。なお、Mn、C
rは単独で添加してもその効果が得られるが、複合して
添加してもよい。
固溶せず金属間化合物として存在するが、その量が多い
場合にはAl−Fe、Mg2 Si等の粗大な金属間化合
物を多数形成し、基板の切削、研削およびジンケート処
理時に脱落してピット欠陥を発生しやすいので、0.1
%以下に限定する。
i、V、B等)は、それぞれ0.02%以下にすれば本
発明の効果を損なうことはない。上記成分組成を有する
合金板であれば、本発明の目的とする磁気ディスクとし
て使用できる。なを、この合金板は、上記成分組成を有
する鋳塊を通常の圧延方法で加工しても製造可能であ
る。
るMg2 Siの粒子の単位面積当たりの個数を20個/
mm2 以下にすると、下地メッキ後のノジュールやピッ
トをさらに低減できる。また、さらに、長径が5μmを
超えるAl−Feの粒子の単位面積当たりの個数をそれ
ぞれ20個/mm2 以下にすると、下地メッキ後のノジ
ュールやピットをより著しく低減できる。
合金板は、上記した本発明の成分組成を有するアルミニ
ウム合金を溶解し、鋳造後、通常の熱間圧延、冷間圧延
及び最終焼鈍の工程を経ることにより製造できる。しか
し、熱間圧延及び冷間圧延等の条件を以下のように限定
することにより、より望ましい品質とすることができ
る。
〜150℃の間を30〜600℃/hの冷却速度で冷却
し、かつ、最終焼鈍後の冷却中240〜150℃の間を
30〜600℃/hの冷却速度で冷却すると、長径が5
μmを超えるMg2 Siの粒子の単位面積当たりの個数
をそれぞれ20個/mm2 以下にでき、下地メッキ後の
ノジュールやピットを著しく低減できる。
のパス回数を3回以上、かつ全圧下率を60%以上の条
件で行うと、長径が5μmを超えるAl−Feの粒子の
単位面積当たりの個数をそれぞれ20個/mm2 以下に
でき、下地メッキ後のノジュールやピットを著しく低減
できる。
し、これに合金元素を添加して、第1表に示す成分組成
のAl合金を溶製し、脱ガス、沈静処理した後フィルタ
ーで濾過してから連続鋳造し、厚さ350mm、幅10
00mm、長さ2000mmの鋳塊を得た。
ら、520℃±20℃の温度で約6時間均熱処理した
後、常法に従って熱間圧延(圧延温度:520〜400
℃、圧延パス回数約20回、最終厚み約5.5mm)と
冷間圧延(中間焼鈍を含み、パス回数4回)により厚さ
0.82mmの板材とした。
のドーナツ板を打ち抜き、340℃で4時間焼鈍した後
グラインディング加工を行った。その後、下記条件にて
メッキ処理を行いマイクロピット、ノジュール、表面粗
度について調査を行った。
3mm2 の視野を観察しその数を数え、2個未満のもの
をA、2個以上5個未満のものをB、5個以上15個未
満のものをC、15個以上25個未満のものをD、25
個以上のものをEとして、5段階評価で行った。
を超えるものが2個未満のものをA、2個以上5個未満
のものをB、5個以上15個未満のものをC、15個以
上25個未満のものをD、25個以上のものをEとし
て、5段階評価で行った。
(小坂研究所製)により測定し、JIS B0601に
規定されている中心線粗さRa(μm)を4点測定し、
その平均値で評価した。
かなように、本発明の実施例では、マイクロピット、ノ
ジュール、表面粗度の点で優れていることが判る。これ
に対し、本発明の成分組成の範囲を外れる比較的例は、
マイクロピット、ノジュール、表面粗度のいづれかが劣
っていることが判る。
ついてはNo.5の合金を用い、比較合金についてはN
o.15の合金を用いて、表2に示すような条件で製造
を行い、マイクロピットとノジュールについて上記と同
様な評価を行った。表2で明らかなように、本発明合金
で本発明の条件で製造を行なえば、マイクロピットとノ
ジュールが著しく低減できていることが判る。
を本発明の製造方法により加工することにより、大容量
の磁気ディスクで問題となるノジュールやマイクロピッ
トの極めて少ない磁気ディスク基板用アルミニウム合金
板を提供することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記の成分組成(wt%)を有すること
を特徴とする磁気ディスク基板用アルミニウム合金板。 Cu:0.05〜0.15wt%、Mg:2〜6wt
%、Zn:0.1〜0.3wt%、Zr:0.05〜
0.12wt%を含有し、かつ、2Cu+6Zr−3Z
n=0.15〜0.32wt%の関係を有し、更に、M
n:0.01を超え0.05wt%未満、Cr:0.0
1を超え0.05wt%未満のうち1種または2種を含
有し、不純物としてSi:0.1wt%以下、Fe:
0.1%以下、Ti:0.02wt%以下に規制され、
残部がAl及び不可避的元素からなり、前記不可避的元
素が各々0.02wt%以下である。 - 【請求項2】 前記アルミニウム合金板の表層におい
て、長径が5μmを超えるMg2 Si粒子の単位面積当
たりの個数が20個/mm2 以下であることを特徴とす
る請求項1に記載の磁気ディスク基板用アルミニウム合
金板。 - 【請求項3】 前記アルミニウム合金板の表層におい
て、長径が5μmを超えるAl−Fe系金属間化合物の
単位面積当たりの個数が20個/mm2 以下であること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の磁気ディス
ク基板用アルミニウム合金板。 - 【請求項4】 下記の工程を備えたことを特徴とする磁
気ディスク基板用アルミニウム合金板(成分組成はwt
%)の製造方法。 (a)Cu:0.05〜0.15wt%、Mg:2〜6
wt%、Zn:0.1〜0.3wt%、Zr:0.05
〜0.12wt%を含有し、かつ、2Cu+6Zr−3
Zn=0.15〜0.32wt%の関係を有し、更に、
Mn:0.01を超え0.05未満wt%、Cr:0.
01を超え0.05未満wt%のうち1種または2種を
含有し、不純物としてSi:0.1wt%以下、Fe:
0.1%以下、Ti:0.02wt%以下に規制され、
残部がAl及び不可避的元素からなり、前記不可避的元
素が各々0.02wt%以下であるアルミニウム合金を
溶解し鋳造して鋳塊を得る工程と、(b)前記鋳塊を熱
間圧延してコイルとする工程と、(c)前記熱間圧延後
のコイルを冷間圧延する工程と、(d)前記冷間圧延後
のコイルを最終焼鈍する工程。 - 【請求項5】 前記熱間圧延後のコイルの冷却中におい
て240〜150℃の間を30〜600℃/hの冷却速
度で冷却し、かつ、前記最終焼鈍後の冷却中において2
40〜150℃の間を30〜600℃/hの冷却速度で
冷却することを特徴とする請求項4に記載の磁気ディス
ク基板用アルミニウム合金板の製造方法。 - 【請求項6】 前記冷間圧延において、20%以上の圧
下率のパス回数を3回以上とし、かつ全圧下率を60%
以上とすることを特徴とする請求項4または請求項5に
記載の磁気ディスク基板用アルミニウム合金板の製造方
法。
Priority Applications (3)
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JPH09235640A true JPH09235640A (ja) | 1997-09-09 |
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