【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
利用産業分野
この発明は、磁気ヘツドの構造部品に用いる非
磁性材料に係り、コンピユータ等の各種磁気ヘツ
ド、特に、フロツピーデイスク用フエライト磁気
ヘツドの構成に不可欠のスライダーあるいはスペ
ーサーに使用する磁気ヘツド用磁器組成物に関す
る。
背景技術
一般に磁気ヘツドは、Mn―Znフエライト、Ni
―Znフエライトの磁性材料からなるコアと非磁
性材料からなる構造部品とをガラス溶着して組立
てられており、特にデジタル用磁気ヘツドには磁
性材料として、高周波特性及び耐摩耗性のすぐれ
たNi―Znフエライトに変えて高透磁率のMn―Zn
フエライトが使用され、非磁性構造部品材料には
熱膨張係数が同等のTiO2―BaOまたはTiO2―
CaO系磁器が使用されている。
すなわち、コア材と、非磁性構造部品との熱膨
張係数が異なると、これらをガラス溶着する際
に、歪を生じ、磁性特性の劣化が起こるだけでな
く、ひび、剥離等を生じて磁気ヘツドの組立上大
きな問題となつている。
さらに、この非磁性構造部品材料に気孔が多く
存在すると、磁気ヘツドと記録媒体との接触走行
時に、記録媒体にコーテイングされた磁性粉が上
記気孔に付着したり、チツピングを生じて磁気ヘ
ツドや記録媒体を損傷するため、無孔で高密度な
非磁性磁器組成物が切望されている。
従来のTiO2―BaOまたはTiO2―CaO系磁器組
成物は、BaOまたはCaOの量とともに熱膨張係数
が直接的に大きくなることが知られており、上述
したコア材のMn―Znフエライトの熱膨張係数は
要求される電磁気特性によつて定まる組成により
固定されるが、100〜120×10-7／℃であるため、
非磁性構造部品材料の熱膨張係数をフエライトの
方に合せる必要があり、熱膨張係数の差を２×
10-7／℃以下に抑えるべく、TiO250〜75wt％、
CaO25〜50wt％またはTiO277〜86wt％、CaO14
〜23wt％の組成からなる磁器組成物が使用され
ていた。
ところが、従来の磁器組成物は、その焼結品は
難加工性であり、そのため量産に際して加工機を
特殊なものとするなど種々の問題があつた。
また、従来の磁器組成物は、溶着ガラスとの馴
染みが悪く、ガラス中に気泡を生じ易いという問
題があつた。
そこで、出願人は、Mn―Znフエライトと同等
の熱膨張係数を有し、結晶粒径の微細化を計り、
加工性を改善した磁器組成物を提案（特開昭58―
45166号公報）した。
しかし、今日、磁気ヘツドコアの製造に際し
て、一段と製造性の向上が求められ、さらにすぐ
れた加工性を有する磁器組成物が求められてい
た。
発明の目的
この発明は、上述の問題点に鑑み、従来磁器組
成物の欠点を解消し、Mn―Znフエライトと同等
の熱膨張係数を有し、結晶組織が非常に緻密であ
り、かつ極めてすぐれた加工性を有し、溶着ガラ
スとの馴染みも良好なる磁気ヘツド用磁器組成物
を提案するものである。
発明の構成
この発明は、
TiO210wt％〜80wt％、MgO20wt％〜90wt％から
なり、
TiO2、MgOの合計を100wt％として、CaO20wt
％以下を含有し、
熱膨張係数100×10-7／℃〜120×10-7／℃を有す
ることを要旨とする磁気ヘツド用磁器組成物であ
る。
この発明による磁器組成物は、熱膨張係数を
100〜120×10-7／℃の範囲に精度よく調整するこ
とができ、溶着ガラスとの馴染みにすぐれ、該ガ
ラス内に気泡がほとんど発生せず、すぐれた加工
性を有し、磁気ヘツドコアの量産性に極めてすぐ
れている特徴がある。
成分限定理由
この発明による磁器組成物の成分を限定した理
由は以下のとおりである。
TiO2―MgO系において、TiO210wt％未満、
MgO90wt％を越える含有では、熱膨張係数が120
×10-7／℃を越えてしまい、Mn―Znフエライト
とのガラス溶着の相手材料として不適であり、ま
た、焼結が困難となる。
一方、TiO2が80wt％を超え、MgO20wt％未満
の含有であると、熱膨張係数が100×10-7／℃未
満となり、Mn―Znフエライトとのガラス溶着の
相手材料として不適であり、また、焼結が困難と
なるので、Mn―Znフエライトの熱膨張係数100
〜120×10-7／℃と同じ熱膨張係数を保持させて
焼結性を良好とするため、TiO210wt％〜80wt
％、MgO20wt％〜90wt％の含有とする。
特に熱膨張係数が、105×10-7／℃程度のMn―
Znフエライトと適合する磁器組成物としては、
TiO238wt％、MgO62wt％の組成のものが最適で
ある。
CaOは、TiO2―MgO系の焼結性を改善し、磁
器を高密度化するために添加するものであるが、
その含有がTiO2、MgOの合計を100wt％とし
て、20wt％を超える含有では、フエライトコア
と溶着するガラス中にCaOが溶出してCaO―
SiO2系の結晶が成長し、ガラス溶着後の加工面
に残留する粗大化結晶は記録媒体の摺動時に、該
結晶を脱落させる懸念があると共に材料の強度も
低くなり、ソフトフエライトの相手材料として不
適となるため、CaOは20wt％以下の添加とす
る。
また、CaOを含有したこの発明の三元系組成物
では、前記Mn―Znフエライトと適合するもの
は、例えば、CaO2wt％、MgO55wt％、
TiO245wt％のものが好ましい。
実施例
以下に、実施例を示し、発明に効果を明らかに
する。
市販されているTiO2、MgO、CaO、BaCO3、
ZrO2、を用いて、第１表に示す如く、焼結後の
組成がこの発明による組成比（No.１〜４）ならび
にこの発明の範囲外及び従来の磁器組成物の組成
比（No.５〜８）となるよう秤量し、ボールミルで
混合し、乾燥した後、空気中で900℃、２時間の
仮焼を行つた。
さらに、仮焼した原料を再びボールミルで平均
粒度1.3μｍ程度になるまで、微粉砕し、次に結
合剤としてポリビニルアルコールを1.5wt％加え
て造粒した。
造粒後に、2000Kg／cm2の成形圧で40×20×20mm
の寸法に成形し、第１表の試料No.１〜４は空気中
で1270℃、２時間、試料No.５〜８は空気中で1250
℃、２時間の焼結を行つた。
得られた磁器について、密度、熱膨張係数、平
均粒径、気孔率、加工性、ビツカース硬度の各特
性を調べ、第２表に測定結果を示している。
また、表中の加工性は、同一の加工機を使用し
その主軸モータの電力増加量をワツト単位で表わ
し評価している。
第１表、第２表から明らかな如く、試料No.５〜
７の比較例はその熱膨張係数がMn―Znフエライ
トの熱膨張係数100〜120×10-7／℃に合致せず、
また、試料No.８は加工性が悪いのに対し、この発
明の実施例（試料No.１〜４）は、熱膨張係数を
100〜120×10-7／℃の間にコントロールすること
ができ、機械的強度、加工性等もすぐれた特性を
示しており、耐摩耗性にすぐれ、記録媒体が摺動
する磁気ヘツド構造部品用材料に最適であること
がわかる。
Field of Application This invention relates to non-magnetic materials used for structural parts of magnetic heads, and in particular for magnetic heads used for sliders or spacers essential to the construction of various magnetic heads such as computers, especially ferrite magnetic heads for floppy disks. Relating to a porcelain composition. Background technology Generally, magnetic heads are made of Mn-Zn ferrite, Ni
-A core made of Zn ferrite magnetic material and structural parts made of non-magnetic material are assembled by glass welding.Ni- High permeability Mn-Zn instead of Zn ferrite
Ferrite is used, and TiO 2 - BaO or TiO 2 - with the same coefficient of thermal expansion is used as the non-magnetic structural component material.
CaO-based porcelain is used. In other words, if the core material and non-magnetic structural components have different coefficients of thermal expansion, distortion will occur when they are welded to glass, which will not only cause deterioration of magnetic properties but also cause cracks, peeling, etc., and damage the magnetic head. This has become a major problem in assembly. Furthermore, if there are many pores in this non-magnetic structural component material, when the magnetic head and the recording medium come into contact with each other, the magnetic powder coated on the recording medium may adhere to the pores or cause chipping, which may cause the magnetic head or recording medium to run in contact with each other. Because of the damage to the media, a non-porous, dense, non-magnetic porcelain composition is desired. It is known that the thermal expansion coefficient of conventional TiO 2 -BaO or TiO 2 -CaO-based porcelain compositions increases directly with the amount of BaO or CaO, and the thermal expansion coefficient of the Mn-Zn ferrite of the core material mentioned above increases directly. The expansion coefficient is fixed by the composition determined by the required electromagnetic properties, but since it is 100 to 120 × 10 -7 /℃,
It is necessary to match the thermal expansion coefficient of the non-magnetic structural component material to that of ferrite, and the difference in thermal expansion coefficient is 2×
In order to keep it below 10 -7 /℃, TiO 2 50-75wt%,
CaO25~50wt% or TiO2 77~86wt%, CaO14
A porcelain composition with a composition of ~23 wt% was used. However, the sintered products of conventional porcelain compositions are difficult to process, and as a result, there have been various problems such as the need for special processing machines for mass production. Furthermore, conventional porcelain compositions have a problem of poor compatibility with fused glass and the tendency to form bubbles in the glass. Therefore, the applicant has developed a method that has a coefficient of thermal expansion equivalent to that of Mn-Zn ferrite and has a finer grain size.
Proposed a porcelain composition with improved workability (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-
Publication No. 45166). However, in today's manufacturing of magnetic head cores, there is a need for further improvement in productivity, and a need exists for ceramic compositions that have even better workability. Purpose of the Invention In view of the above-mentioned problems, this invention eliminates the drawbacks of conventional porcelain compositions, has a thermal expansion coefficient equivalent to that of Mn-Zn ferrite, has a very dense crystal structure, and has an extremely excellent The present invention proposes a porcelain composition for magnetic heads that has excellent workability and good compatibility with welded glass. Structure of the Invention This invention consists of TiO 2 10wt% to 80wt% and MgO20wt% to 90wt%, with the total of TiO 2 and MgO being 100wt%, and CaO20wt%.
% or less, and has a coefficient of thermal expansion of 100×10 -7 /°C to 120×10 -7 /°C. The porcelain composition according to this invention has a coefficient of thermal expansion of
It can be precisely adjusted within the range of 100 to 120 It has the characteristic of being extremely suitable for mass production. Reasons for limiting the components The reasons for limiting the components of the porcelain composition according to the present invention are as follows. In TiO 2 -MgO system, TiO 2 less than 10wt%,
If the MgO content exceeds 90wt%, the thermal expansion coefficient will be 120.
×10 -7 /°C, making it unsuitable as a partner material for glass welding with Mn--Zn ferrite, and making sintering difficult. On the other hand, if TiO 2 is more than 80wt% and MgO is less than 20wt%, the thermal expansion coefficient will be less than 100×10 -7 /℃, making it unsuitable as a partner material for glass welding with Mn-Zn ferrite. , since sintering becomes difficult, the thermal expansion coefficient of Mn-Zn ferrite is 100.
In order to maintain the same thermal expansion coefficient as ~120×10 -7 /℃ and improve sinterability, TiO 2 10wt% ~80wt
%, MgO20wt% to 90wt%. In particular, Mn whose thermal expansion coefficient is around 105×10 -7 /℃
Porcelain compositions compatible with Zn ferrite include:
The optimum composition is TiO 2 38wt% and MgO 62wt%. CaO is added to improve the sinterability of the TiO 2 -MgO system and make the porcelain more dense.
If the content exceeds 20wt%, assuming the total of TiO 2 and MgO to be 100wt%, CaO will be eluted into the glass welded to the ferrite core and CaO-
SiO 2 -based crystals grow, and the coarse crystals that remain on the machined surface after glass welding may cause the crystals to fall off when the recording medium slides, and the strength of the material decreases, making it difficult to use as a mating material for soft ferrite. Therefore, CaO should be added in an amount of 20wt% or less. In addition, in the ternary composition of the present invention containing CaO, those compatible with the Mn-Zn ferrite include, for example, CaO2wt%, MgO55wt%,
A TiO 2 content of 45 wt% is preferred. Examples Examples will be shown below to clarify the effects of the invention. Commercially available TiO2 , MgO, CaO, BaCO3 ,
Using ZrO 2 , as shown in Table 1, the composition after sintering is the composition ratio according to the present invention (No. 1 to 4) and the composition ratio of the conventional porcelain composition outside the scope of the present invention (No. 4). 5 to 8), mixed in a ball mill, dried, and then calcined in air at 900°C for 2 hours. Furthermore, the calcined raw material was again finely ground in a ball mill until the average particle size was about 1.3 μm, and then 1.5 wt % of polyvinyl alcohol was added as a binder and granulated. After granulation, 40×20×20mm with a molding pressure of 2000Kg/ cm2
Samples Nos. 1 to 4 in Table 1 were molded to the dimensions of
Sintering was carried out at ℃ for 2 hours. The obtained porcelain was examined for its density, coefficient of thermal expansion, average grain size, porosity, workability, and Vickers hardness, and the measurement results are shown in Table 2. Furthermore, the workability in the table is evaluated by using the same processing machine and expressing the increase in power of the spindle motor in watts. As is clear from Tables 1 and 2, Sample No. 5~
Comparative example No. 7 has a thermal expansion coefficient that does not match the thermal expansion coefficient of Mn-Zn ferrite, which is 100 to 120×10 -7 /°C.
In addition, while sample No. 8 has poor workability, the examples of this invention (sample Nos. 1 to 4) have a low coefficient of thermal expansion.
It can be controlled between 100 and 120 x 10 -7 /℃, has excellent properties such as mechanical strength and workability, has excellent wear resistance, and is a magnetic head structural component on which the recording medium slides. It can be seen that it is suitable for use as a material for commercial use.
【表】【table】
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