JPS622018B2

JPS622018B2 -

Info

Publication number: JPS622018B2
Application number: JP59029402A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Usui; Masahiro Kawaguchi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1984-02-18
Filing date: 1984-02-18
Publication date: 1987-01-17
Also published as: GB2175605A; GB2154610A; GB8503977D0; GB8613864D0; KR900007975B1; KR850007095A; US5437746A; JPS60194040A; GB8613863D0; DE3505282C2; GB2154610B; DE3505282A1; GB2175606A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はメツキ性に優れたデイスク用アルミニ
ウム合金板に関する。一般に、磁気デイスク、光デイスクあるいは光
―磁気デイスク等のデイスク用基盤（以下、磁気
デイスク用基盤を例として説明する。）として
は、非磁性であつて、高速回転に耐える剛性を有
し、さらに、優れた耐蝕性を有する等の点から、
従来よりアルミニウム合金が用いられている。また、磁気デイスク用基盤と磁気ヘツドとの間
隔は１μｍ前後以下と非常に狭く、これが高速回
転するのでデイスク用基盤の平滑度は重要な特性
となる。さらに、近年になつて磁気記録密度の向上に伴
ない、磁気デイスク用基盤と磁気ヘツドとの間隔
は益々小さくなり、また、記録の単位面積（ビツ
トサイズ）も小さくなることから、磁気デイスク
用基盤表面の粗度はできるだけ小さいことが要求
され、さらに、磁気デイスク用基盤表面の欠陥は
できるだけ小さく、かつ、少ないことが要求れて
いる。そして、磁気デイスク用基盤の粗さを小さくす
る方法として、アルミニウム合金基盤上に陽極酸
化処理或いはメツキにより非磁性の硬質皮膜形成
後に研磨する方法が提案されている。即ち、従来メツキを施す磁気デイスク用アルミ
ニウム合金としては、Ａ、A5086合金が多く使用
されており、また、JIS7075合金も一部で使用さ
れている。しかしながら、これらの従来の材料はアルミニ
ウム合金板表面における晶出相（Al―Fe系、Al
―Mn―Fe系）および析出相（特にJIS7075合金
におけるAl―Cu―Mg系）等により、研磨時にお
ける脱落或いはメツキ前処理（下地処理）による
溶解脱落等により表面が粗くなり易いという欠点
があつた。また、JIS7075合金においては熱処理系合金で
あることから、圧延板から打抜き或いは切削等に
より作製したデイスクの歪除去の焼鈍において、
冷却速度を適切に調整しない場合に内部応力が発
生するという欠点がある。上記に説明したように、デイスク表面の粗さが
大きくなり易い或いはそれに起因するメツキ皮膜
にピツト（小さな穴）が発生し易いという理由か
ら、従来の材料においてはメツキ皮膜厚さを、例
えば、30〜50μｍ前後の比較的厚い皮膜を形成
し、次いで研磨して仕上げるという方法が採用さ
れていた。しかして、生産性の向上およびコスト低減のた
めメツキ皮膜の厚さを薄くすることが重要な課題
となつており、また、メツキ皮膜厚さとは別にピ
ツトを低減することおよび前処理における粗さを
低減して、処理の効率を向上させることも重要な
課題となつている。そのため、例えば、99.9wt％
或いは99.99wt％Al地金を使用し、晶・析出物を
微細化することによる改善も試みられたが、只単
に使用地金純度を上げただけでは、かえつてメツ
キ面の粗さが増大するのみならず、メツキ層の付
着性も低下するという問題が発生する。本発明者は、上記に説明したような従来の材料
における種々の問題点およびメツキを施す磁気デ
イスク、光デイスクあるいは光―磁気デイスク等
のデイスク用アルミニウム合金板に対する多くの
要求に対して、鋭意研究を重ねた結果、メツキ性
に優れたデイスク用アルミニウム合金板を開発し
たのである。本発明に係るメツキ性に優れたデイスク用アル
ミニウム合金板の特徴とするところは、 Mg2〜6wt％、Zn0.1〜1.5wt％、 Cu0.03〜0.40wt％、Fe0.01〜0.30wt％を含有し、残部実質的にAlからなることにあ
る。本発明に係るメツキ性に優れたデイスク用アル
ミニウム合金板について以下詳細に説明する。先
ず、本発明に係るメツキ性に優れたデイスク用ア
ルミニウム合金板の含有成分および成分割合につ
いて説明する。 Mgはデイスク基盤として必要な強度を付与す
るのに必要な元素であり、含有量が2wt％未満で
はデイスク基盤としての必要な強度が得られず、
また、6wt％を越えて含有されると圧延時に耳割
れが生じ易くなり、生産性が低下する。よつて、
Mg含有量は２〜6wt％とする。 Zn、Cuはアルミニウム合金中に均一に固溶
し、そして、メツキの前処理およびメツキ処理時
に皮膜粗さを小さく、かつ、均一にする効果を大
きくする元素である。しかして、Zn含有量が0.1wt％未満ではこのよ
うな効果がなく、Cu含有量も0.03wt％未満では
同じくこのような効果はない。また、Zn含有量
が1.5wt％を越えると、この効果はそれ以上向上
しないので経済的に無駄であるばかりでなく、熱
処理方法によつて時効による応力発生或いは粗大
析出物の生成により、前処理においてかえつて粗
さが大きくなるという影響がでるようになり、よ
り望ましくは、0.5wt％以下であり、また、Cu含
有量が0.40wt％を越えるとAl―Mg―Cu系の析出
物が結晶粒界に多数析出し、前処理により粗さが
大きく、かつ、不均一になる。より望ましくは
0.3wt％以下とする。よつて、Zn含有量は0.1〜
1.5wt％、より望ましくは0.1〜0.5wt％、Cu含有
量は0.03〜0.40wt％、より望ましくは0.03〜
0.3wt％、とする。しかして、Zn，Cuは特に薄膜
メツキのために共存することが必須であるが、メ
ツキ前処理性の改善のためにはFeが0.1wt％以上
含有される場合には夫々単独の含有でも差支えな
い。 FeはAl―Fe系の金属間化合物（不純物として
Si、Mnを含む場合はAl―Fe―Si系、Al―Fe―
Mn系も存在する。）を生成し、前処理、メツキ処
理において皮膜形成の核となるので、これを均一
に分散させることにより皮膜の均一性向上に効果
がある。そして、Fe含有量が0.01wt％未満では
この効果がなく、また、0.30wt％を越えて含有さ
れると金属間化合物が大きくなり、切削、研磨に
おける脱落或いはメツキ前処理において脱落の可
能性が大きくなるなど、粗さが大きく、かつ、不
均一となる。よつて、Fe含有量は0.01〜0.30wt％
とする。なお、Feが影響を与えるのは金属間化
合物であり、この分布状態が実質的に重要であ
り、この分布状態は鋳造法（特に冷却速度）およ
び圧延量に影響されるが、特に前者の影響が大き
い。このような観点から、特に晶出物の脱落による
メツキ面の粗さや欠陥の増大を防止するために、
Fe含有量については、所謂、半連続鋳造法を使
用する場合には、0.01〜0.15wt％とするのがよ
く、より好ましくは、0.02〜0.10wt％である。ま
た、所謂、薄板連続鋳造法（例えば、鋳造厚さが
５〜40mm）により急冷凝固組織となる場合には
Fe含有量は0.10〜0.30wt％とするのがよい。上記の含有成分以外に、Si、Mn、Ti、Ｂ等の
不純物については、JIS5086合金に含有されてい
る範囲において含まれていても、本発明に係るメ
ツキ性に優れたデイスク用アルミニウム合金板に
対して何等の影響を与えるものではない。このような含有成分および成分割合を有する本
発明に係るメツキ性に優れたデイスク用アルミニ
ウム合金板の製造法について説明する。上記のアルミニウム合金鋳塊（或いは薄板連続
鋳造コイル）を常法により均熱処理および圧延を
行なうのであるが、この均熱処理は通常400℃以
上の温度に48時間以内の保持を行ない、次いで、
圧延は大型鋳塊は生産性の点から熱間圧延および
冷間圧延を行ない、また、薄板連続鋳造コイルは
冷間圧延のみでもよく、また、板厚が比較的厚い
場合は熱間圧延を鋳造に引続いて行なつてもよ
い。この場合、冷間圧延工程においては、必要に
応じて焼鈍を行なうのがよく、薄板連続鋳造コイ
ルの場合は圧延の前、途中において焼鈍を行なう
ことにより、偏析の除去および圧延性向上の効果
がある。この圧延板を打ち抜き、切削等によりデ
イスクの形状となし、歪除去のため必要に応じて
焼鈍を行ない、この時デイスク面上に荷重をかけ
ると歪矯正効果が大きい。次に、通常の圧延板は粗度が、例えば、Ra＝
0.1〜0.5μｍとデイスク基盤としては大きく、ま
た、歪もさらに低下させる必要があるので、切削
或いは研磨によりデイスク表面を削除するが、こ
の場合、10μｍ未満の表面削除では歪除去が充分
ではなく、また、500μｍを越える表面削除では
デイスクの性能は満足するけれども、生産性、コ
スト等の経済的な点から無駄であるので、アルミ
ニウム合金板のデイスク基盤としては表面を削除
する厚さは10〜500μｍとするのがよい。そし
て、この加工工程において、加工歪を除去するた
めに必要により焼鈍を行なう。次いで、脱脂、エツチング、Zn置換或いはSn
置換等の前処理を繰り返し行ない、その上に、例
えば、Ni―Ｐ等の非磁性のメツキ皮膜を形成す
る。なお、Ni―Ｐ等の非磁性メツキ皮膜を形成
する前にCu等のストライクメツキを施してもよ
い。このメツキ皮膜の厚さは、３μｍ未満では前処
理の影響でデイスク表面の粗さが大きく、ピツト
も残存し易く、さらに、仕上研磨代も必然的に少
ないことになり、粗さの小さい均一なメツキ皮膜
が得られないので、メツキ皮膜形成厚さは３μｍ
以上とするのがよく、また、メツキ皮膜強度の点
からは５μｍ以上とするのが好ましい。また、メ
ツキ皮膜の厚さは厚くなつても特に性能が低下す
ることはないけれども、あまり厚くするのも経済
的にみて不利であるので30〜50μｍ以上とするの
は好ましくない。このようにして製造されたメツキを施したデイ
スクを、仕上げ研磨した後、さらに、メツキ或い
はスパツター処理により磁性体皮膜を形成して磁
気デイスクとして使用するのである。次に本発明に係るメツキ性に優れたデイスク用
アルミニウム合金板の実施例を説明する。実施例１第１表の合金Ａ（本発明）および合金Ｂ（比較
例）に示すアルミニウム合金を溶解し、フイルタ
ー処理後造塊して両面面削後、400mm×100mm×
3500mmの鋳塊とした。次いで、530℃の温度で12時間の均質化処理
後、熱間圧延を行なつて板厚を５mmとした後、さ
らに、板厚２mmまで冷間圧延を行なつた。次に、この板材を打ち抜き加工を行なつて、外
径130mm、内径40mmの中空円盤とし、360℃の温度
において４時間焼鈍を行ない、得られた円盤の機
械的性質を第２表に示す。さらに、円盤の表面を切削加工してRmax0.08
μｍの磁気デイスク用アルミニウム合金基盤を製
造した。このようにして得られた基盤を、脱脂（トリク
ロルエタン）→アルカリエツチング（５％
NaOH、25℃、30秒、浸漬）→中和（30％
HNO₃、25℃、10秒、浸漬）→酸洗（HNO₃：
HF：H₂O＝３：１：２、25℃、30秒、浸漬）→
亜鉛置換（１回目、120g/NaOH、20g/
ZnO、２g/FeCl₃・6H₂O、50g/
KNaC₄H₄O₆・4H₂O、１g/lNaNO₃、25℃、30
秒、浸漬）→酸洗（20％HNO₃、25℃、10秒、浸
漬）→亜鉛置換（２回目、処理溶液、条件は１回
目と同じ）→Ni―Ｐメツキ（日本カニゼン製ブ
ルーシユーマ、90℃、浸漬、メツキ厚５μｍおよ
び20μｍ）の条件で処理し、下地処理性、メツキ
の付着性、メツキ後の表面粗度およびメツキ面を
研磨後その表面精度を調査した。その結果を第３
表に示す。なお、下地処理性は、２回目の亜鉛置換後の表
面を観察し、析出物が均一でムラのないものを
〇、析出物の粒が粗くムラの多いものを×、それ
らの中間のものを△とした。また、メツキの付着性は、90゜曲げによりメツ
キの剥離が生じないものを〇、一部でも剥離する
ものは×とした。表面精度は、メツキ面を酸化アルミニウム粉を
用いて鏡面研磨した後、表面を観察し調査した。
なお、研磨代は２μｍとし、評価は顕微鏡により
400倍の倍率で50ケ所観察し、最大径２μｍ以上
のピツトのないものろ〇とし、１〜４個のピツト
があるものを△、５個以上のものを×とした。この第２表から明らかなように、本発明の合金
Ａは比較例Ｂに比して、機械的性質は同等である
ばかりか、下地処理性において優れ、さらに、表
面精度はおいては格段に優れていることがわか
る。

【表】

【表】実施例２第４表の合金Ｃ、Ｄ、Ｅ（本発明）およびＧ、
Ｈ、Ｉ（比較例）のアルミニウム合金を実施例１
と同様の方法により磁気デイスク用アルミニウム
合金基盤を製造した。なお、第４表の合金Ｆ（本発明）は、薄板連続
鋳造方法により５mm厚に鋳造し、450℃の温度で
６時間加熱処理した後、板厚２mmまで冷間圧延を
行ない、その後実施例１と同様の方法により磁気
デイスク用アルミニウム合金基盤を製造した。これらの各基盤の機械的性質を第５表に示す。さらに、これらの基盤を実施例１と同様にメツ
キ処理を行ない、下地処理性、メツキの付着性、
メツキの表面粗度および表面精度を調査した。そ
の結果を第６表に示す。第５表からわかるように、本発明の合金Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆは比較例の合金Ｇ、Ｈ、Ｉに比べて機
械的性質が同等かまたはそれ以上であり、また、
第６表から明らかであるが、本発明合金Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆは比較例合金Ｇ、Ｈ、Ｉに比して、下地処
理性、表面粗度および表面精度の夫々において格
段と優れていることがわかる。

【表】

【表】以上説明したように、本発明に係るメツキ性に
優れた磁気デイスク用アルミニウム合金板は上記
の構成を有しているものであるから、メツキの付
着性に優れ、メツキ面の表面粗度が小さく、か
つ、表面精度が良好であるという優れた効果を有
するもので、磁気デイスク、光デイスクおよび光
―磁気デイスク等に好適である。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mg2〜6wt％、Zn0.1〜1.5wt％、 Cu0.03〜0.40wt％、Fe0.01〜0.30wt％を含有し、残部実質的にAlからなることを特徴
とするメツキ性に優れたデイスク用アルミニウム
合金板。