JPS62157325A - メモリ−デイスク用金属基板の製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、金属ブランク材から表面が超平滑なメモリー
ディスク用金属基板を製造する方法に関するものである
。なお、ここでいう金属ブランク材トは、アルミニウム
、アルミニウム合金、銅、銅合金、マグネシウム、マグ
ネシウム合金、チタン、チタン合金、オーステナイト系
ステンレス材料等まだはそれらの複合材からなる非磁性
の金属を有するものとする。

〔従来技術とその問題点〕

従来、種々の情報（文字、音声、映像等）を記憶再生す
るメモリーディスクは通常、表面を超精密に仕上げたド
−ナツ円板状の金属基板、例えばアルミニウム合金基板
（サブストレート）に磁性体を被覆した構造となってい
る。メモリーディスクは磁気ヘッドによる記憶、再生を
正確に行うためディスクの表面は高度の平坦性、平滑性
が要求されるが、メモリーディスクの表面状態は金属基
板の表面状態に左右されるため、金属基板には極めて高
い寸法精度（うねシ、そシ等の平坦性）と高品質の表面
状態（欠陥のない鏡面、平滑性）が要求される。

従来、このようなメモリーディスク用金属基板を製造す
る方法としては、金属例えばアルミ合金ブランク材を、
（ａ）天然ダイヤモンド゛バイトにより超精密切削する
方法、（ｂ）砥石により両面を同時に研磨する方法、（
Ｃ）ラップ盤を用い砥粒および温水１／Ｐ　ｗ　ｈ不盃
也Ｅ吐Ｉｙ之商ネフ士汁　也じユ争七フユ！いずれも切
削あるいは研削による加工であるため、加工に時間がか
がシ、生産性が悪く、又多くの設備を必要とする等の問
題があった。

〔問題点の解決手段とその作用〕

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、プレ
スによる圧印加工を利用した極めて生産性が高く、その
品質も従来の製造方法と同程度以上にすぐれたメモリー
ディスク用金属基板の製造方法を提供するものである。

圧印加工は通常、硬貨の製造に用いられる技術で、加圧
面に凹凸模様を形成したダイスで材料を加圧して、材料
面に凹凸模様を形成するというのが一般的な使われ方で
あった。本発明はこのような凹凸模様の形成とは異なシ
、加圧面の平滑なダイスを用いて金属ブランク材に平滑
な面を圧印することで基板の両面を同時に、超精密に仕
上げる、メモリーディスク用金属基板の製造方法を提供
するものである。

すなわち本発明の製造方法は、第１図に示すように、金
属ブランク材６を、材料の広がり限度を規制するだめの
金型リング３及び芯金４の中で、又は第２図に示すよう
に金型リング３の中で加圧面の平滑な二つのダイス１と
２の間に挾み、圧印加工を行うことによシメモリーディ
スク用アルミ基板を製造するもので、その際金属ブラン
ク材６の表面粗度Ｒｍａｘを２０μｍ以下とし、表面へ
の潤滑剤塗布量を１０００ｍｇ／ｍ２以下とするもので
ある。

本発明方法において、材料の広がり限度を規制する金型
中で、ブランク材を圧印加工する理由は、材料の流れを
規制することによシ、精密に仕上げたダイス表面を成形
品表面にたやすく転写することができ、その結果表面精
度（粗度）の優れた成形品を得ることができるからであ
る。さらにはこのように圧印加工することによって寸法
精度のよい外径及び内径を得ることができる。

又潤滑剤の塗布量を１１０００７ｎ／ｍ２　以下とした
のは、潤滑剤の塗布量はビルドアップ（ダイス加圧面へ
の材料の付着）を抑制する点からは多い方が好ましいの
であるが、１０００■／ｍ２を越えると、ブランク材と
ダイス加圧面の間の潤滑剤の存在によシ、成形されたメ
モリーディスク用金属基板の表面粗度が悪くなるからで
ある。尚潤滑剤の種類は、不水溶性、水溶性いずれでも
よい。粘度の高い（比重大）潤滑剤は少な目に、粘度の
低い（比重小）潤滑剤は多い目に塗布するようにし、ブ
ランクの表面に１０００■／　ｍ２以下塗布する。

又使用する潤滑剤の性状は、動粘度（２０℃ｃｓｔ）が
３以下で、油膜強度（四球式耐荷重試験αｔ２００ｒｐ
ｍ）が５　ｋｌ？ζ以上のものが好ましい。

動粘度が大きくなると、圧印加工後の金属基板の表面粗
度が劣化する傾向があり、油膜強度が小さくなるとビル
ドアップが発生しやすくなるからである。

また金属ブランク材の表面粗度を２０μｍ以下にしたの
は、２０μｍを越えると、成形されたメモリーディスク
用金属ブランク材の表面粗度が悪くなルタケでなく、ビ
ルドアップも生じやすくなるためである。

ここでいう金属ブランク材は、Ａｌ、Ａ１合金。

Ｃｕ、、　Ｃｔｔ合金、Ｍｇ、Ｍ１合金、　Ｔｔ、Ｔｉ
合金、オーステナイト系ステンレス材料及びこれらの複
合材料を意味し、これらの適用が可能である。

例えば切削、研削の困難な純Ａｌ、　Ｃｕ等を高強度の
合金にクラッドシた合せ材料についても圧印加工により
容易に高精度の表面をうろことができる。

基板の表面層に純金属を使用するのが好ましい理由は、
材料欠陥がなく、後のＮｉ　メッキ又は陽極酸化処理等
で好ましい結果が得られるからである。更にＡ１合金上
に硬い材料例えばオーステナイト系ステンレスをクラッ
ドシた複合材の適用も可能である。

又メモリディスクは、最終的には、ドーナツ状の形状で
あるが、本発明方法における金属基板の製作は、ドーナ
ツ状のブランク材を第１図のととく圧印加工してもよい
し、円板状のブランク材を第２図のごとく圧印加工し、
その後内径を打抜いて、ド−ナツ状としてもよい。

又本発明法においては、ダイスの加圧面をブランクに転
写すると同時にブランクの表面をわずかに塑性加工する
ものであるため、ダイスの加圧面は超精密に仕上げたも
のが使用される。

本発明法によれば、金属ブランク材を圧印加工すること
によシ、従来の加工法と同等以上の表面精度（平滑性な
ど）を得ることが可能である。しかも１度に両面の加工
が可能である。

従って従来の切削、研削方法等に比し、大幅な工程の省
略が可能となシ、生産性のきわめて高いメモリーディス
ク用基板の製造が可能となる。

尚、本発明法により得られたメモリーディスク用金属基
板は、磁気的記録方式のみならず、光学的記録方式によ
るディスク用基板としても適用が可能である。

〔実施例〕

実施例は、第２図に示す圧印装置と円板状ブランク材を
用いて実施した。（なお予備的に同一外径（約６５圏）
の円板状ブランクとド−ナツ状ブランク（内径１５　ｒ
ｒｒｍ　）　　を圧印加工して比較したが、特性値に大
差ないため円板状ブランク材の結果を記載する。） まず、５０８６−０材（ＡＡ？−Ｍｌ　系合金、引張強
さσＢ　＝　２７ｋｇ／ｍｍ２）、厚さ１．５ｍｍ　ノ
＆材カラ円形７’ランク材を作製した。ブランク材の外
径は、圧印装置のリングの内径６５欄に対し、板厚減少
率が１、係となるようにした。

なお板厚減少率は次式にょシ求められる。

ｏ−１ ｍ　＝ｔ　、　　Ｘ１００　’ ただし、ｔｏ：圧印前の板厚（−） ｔ　：圧印後の板厚（媚） この板厚減少率はブランク材がド−ナツ状の場合、リン
グ及び芯金と金属ブランク材の直径差によって定まるも
のである。っｔ−、ｂ第１図に示すように、ブランク材
６の外径はリング３の内径よシやや小さく作られておシ
又ブランク材の内径は、芯金の外径よシやや大きく作ら
れておシ、これを圧印加工すると、金属ブランク材６の
面積が外方及び内方に広がり、板厚が減少するが、金属
ブランク材６の広がりはリン〆３及び芯金４によって規
制されるため、金属ブランク材６がリング３内の空隙及
び芯金４の外側の空隙を埋め尽くすまで広がると、それ
以上板厚は減少しなくなる。従って板厚減少率を調整す
るには、リング３の内径と芯金４の外径を一定とした場
合、金属ブランク材の外径と内径を変えればよいわけで
ある。ブランク材が円板状の場合は、同様に外径だけを
考慮すればよい。

まだ、ダイス加圧力は８１　ｋｇ／ｎ♂（ブランク材の
引張強さσゎの３倍）、　ブランク材の表面粗度Ｒｍａ
ｘは１．５０μｍ（５箇所平均）、ダイス加圧面は平滑
で、その表面粗度Ｒｍａｘは０．２０μｍ（５箇所平均
）である。

て圧印加工を行った結果は第１表のとおりであった。

なお潤滑剤は、日本工作油（株）製Ｇ６３１１（動粘度
１．０゜２０℃ｅｓｔ　、油膜強度１０に９７ｍ２）を
使用した。

第１表 成椴品の表面光沢は、比較例２〜５で若干のくもシが見
られる以外は良好であった。

なお、測定条件は次のとおシである。

加圧力Ｐは、圧印時の加圧力をブランク材の表面積で除
した値である。

うねりは、成形品のφ５０ｍｍ　　のラインにおいてし
、最大値と最小値の差として表示した。

そシは、測定長５５圏で４箇所（４５°間隔）の変動値
を記録し、測定開始点と終了点を結んだ基準線からの隔
シを求め、４箇所の平均値で表示した。

板厚差は１０箇所の板厚を測定し、最大値と最小値の差
として表示した。

表面粗度は５箇所の平均値である。

表面光沢は目視によシ観察した結果である。

以上はすべて１０枚を対象として行った。

ビルドアップ（ダイス加圧面への材料の付着）発生枚数
は、１００枚連続成形毎に加圧面を観察し、ビルドアッ
プの発生状況を把握した。例えばビルドアップ発生枚数
２０００とは、２０００枚成形時にはビルドアップが発
生していないが、２１００枚成形時にビルドアップが認
められたことを意味する。

以上の結果によれば、圧印加工によシダイス加圧面の表
面状態がブランク材に転写され、うねシ、そり、板厚差
の小さい成形品が得られることが明らかである。そして
潤滑剤塗布量は、これを多くするとビルドアップ発生ま
での枚数が多くなる利点はあるが、それが１０００　ｍ
ｌ／ｍ”を越えると成形品の表面粗度が悪くなるため、
メモリーディスク用アルミ基板の製造には１ｏｏｏ　ｍ
ｙｉｍ２以下が適することが分かる。

次に、ブランク材表面粗度の変化による影響を調べるた
め、潤滑剤塗布量を５０７ｎｆ／ｍ”一定とし、ブラン
ク材表面粗度を変化させた実験を行った。

その結果は第２表のとおシである。

第２表 成形品の表面光沢は、比較例８〜１０で若干くもシがあ
る以外は良好であった。

この結果によれば、ブランク材の表面粗度を２０μｍ以
下にすると、成形品の表面粗度が良好に保たれ、かつビ
ルドアップ発生までの枚数も多くなることがわかる。

次に、潤滑剤塗布量をｃ＋ｏｏＶｍ２とし、ブランク材
表面粗度を１７μｍとし場合（実施例１１）は、成形品
の表面粗度Ｒｒｍｘは０．２３μｍ、ビルドアップ発生
枚数は２１００枚であった。

このほか成形品の表面粗度は、ダイス加圧面の表面粗度
によっても当然のことながら影響を受ける。潤滑剤塗布
量を５０■／ｒｒＬ２とし、ブランク材表面粗度を１，
５μｍとして、上記と同様な試験が行った結果は第３表
のとおりである。

第３表 成形品の表面光沢は、参考例９と１０で若干くもシがあ
る以外は良好であった。

この結果によれば、成形品の表面粗度がダイス加圧面の
影響をほとんどそのまま受けるので、ダイス加圧面の表
面粗度は要求される成形品の表面粗度によって定めれば
よい。

ところで、メモリーディスク用アルミ基板の品質を表す
指標である「うねシ」「そり」　「板厚差」は、上記の
結果によると、潤滑剤塗布量、ブランク材表面粗度、ダ
イス加圧面表面粗度によってはほとんど影響を受けない
ことが明らかである。別の試験によると、成形品の「う
ねシ」「そり」「板厚差」に影響を及ぼすのは、ダイス
の加圧力（１＃／ｗｎ　２）と板厚減少率であることが
判明した。

まずダイス加圧力の影響であるが、板厚減少率を１係、
潤滑剤塗布量を５０ｑ／ｍ”、ブランク材の表面粗度Ｒ
ｍａｘを１．５０μｍ１ダイス加圧面の表面粗度Ｒｍａ
ｘを０．２０μｍに設定して、ダイス加圧力を変化させ
たところ第４表のような結果が得られた。

なおσＢはブランク材の引張強さく　２７　ｋｇ／ｒｒ
ｒｍ２）で、ダイス加圧力をσ３　の倍数で表すと括弧
内のようになる。

なお成形品の表面粗度は、加圧力Ｐの変化には影響を受
けず、すべて０．２１〜０．２４μｍの範囲にあった。

また表面状態もすべて良好であった。

この結果によれば、成形品のうねシ、そり、板厚差を小
さくするには、ダイス加圧力Ｐ　（ｋｉ？／ｍｍ’　）
をアルミブランク材の引張強さσ８の５倍以下にするこ
とが望ましい。

次に板厚減少率の影響であるが、加圧力Ｐを８１に９／
ｒｒａｎ”　（σ３の３倍）、潤滑剤塗布量を５Ｑｙ＋
ｙ／ｍ”、ブランク材の表面粗度Ｒｍａｘを１．５０μ
ｍ、ダイス加圧面の表面粗度Ｒｍａｘを０．２０μｍに
設定して、板厚減少率を変化させたところ第５表のよう
な結果が得られなお成形品の表面状態は、板厚減少率６
．５％以上で若干くもシがある以外は良好であった。

この結果によれば、成形品のうねり、そシ、板厚差を小
さくするには、板厚減少率を４チ以下にすることが望ま
しい。

次に、１１００−０材（純Ａｌ、引張強さ細＝９ｋｇ／
ｍａｎ”　）、厚さ１．５ｍｍの板材から円形ブランク
材を製作し、上記と同じ条件で試験を行った結果は、以
下のとおりであった。

第６表（潤滑剤塗布量の影響） 第７表（ブランク材表面粗度の影響） 第８表（ダイス加圧面表面粗度の影響）第９表（ダイス
加圧力の影響） 第１０表（板厚減少率の影響） 以上の結果から純アルミニウムの場合も、アルミニウム
合金の場合と同様の傾向があることが分かる。又本実施
例には、記載していないが、アルミニウム、及びアルミ
ニウム合金以外の前述の他の金属材料についても同様の
ことがいえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、プレスによる圧印
加工によりメモリーディスク用金属基板を製造できるか
ら、従来の切削、研削加工による製造方法に比べ生産速
度が格段に向上する利点がある。また圧印加工の際、金
属ブランク材の表面粗度Ｒｍａｘを２０μｍ以下とし、
表面への潤滑剤塗布量を１０００７１１１１／ｍ”以下
としたことによシ、表面特性、特に表面の平滑性のすぐ
れた（表面粗度のきわめて小さい）品質の良好なメモリ
ーディスク用金属基板を製造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るメモリーディスク用金
属基板の製造方法を示す断面図である。 第２図は、本発明の実施例に使用した圧印加工装置の説
明図である。 １・・・上ダイス、２・・・下ダイス、３・・・金型（
リングλ４・・・金型゛（芯金）、５・・・芯金頭部が
嵌合する凹部、６・・・金属ブランク材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面粗度Ｒｍａｘを２０μｍ以下とし、表面への潤滑剤
   塗布量を１０００ｍｇ／ｍ＾２以下とした金属ブランク
   材を、材料の広がり限度を規制する金型の中で、加圧面
   の平滑な二つのダイスの間に挾み、圧印加工を行うこと
   を特徴とするメモリーディスク用金属基板の製造方法。