JPS6325688B2

JPS6325688B2 -

Info

Publication number: JPS6325688B2
Application number: JP55041022A
Authority: JP
Inventors: Norishige Yamaguchi; Masaru Takayama; Masao Shigeta; Masatatsu Sugaya
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1988-05-26
Also published as: JPS56137602A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気記録体に関する。更に詳しくは、
特定組成の合金の薄板からなる磁気記録体に関す
る。従来、磁気記録体としては、酸化鉄等の磁性粉
をバインダーとともに溶媒中に分散させ、これを
ポリエステル等の支持体上に塗布し、乾燥させた
塗布形のものが広く用いられている。しかし、こ
の塗布形磁気記録体は、残留磁束密度と保磁力と
が小さく、近年の高出力、高密度磁気記録の要望
に合致する磁気記録体とはなり得ない。これに対し、最近、めつき、真空蒸着、スパツ
タ、イオンプレーテイング等によりフイルム支持
体上に磁性層の連続薄膜を形成した磁気記録体の
開発が活発に行われている。この連続薄膜形磁気
記録体は、バインダー成分を含まないので、残留
磁束密度が大きな値をとり、又保磁力も高く、高
出力、高密度記録に適している。しかし、磁性層
の耐摩耗性に難点があり、磁気ヘツドと摺動させ
たとき、磁性層の摩耗、剥離が生じ、磁気特性の
経時変化が大きいという欠点がある。そこで、通
常、磁性層表面に保護層を被覆しているが、この
とき、ヘツドとテープとの実効すきまが増大し、
分離損が増大し、高出力、高密度記録に適さなく
なつてしまう。又、磁性層の形成をめつき、蒸着
等によつて行うので、量産性の点で満足できず、
又製造コストが高価となり、更には、ワンバツチ
できわめて長尺のものを得ようとするときや、あ
るいは製造バツチ毎の条件の変動により、品質の
バラツキが生じ、品質制御が難しいという製造上
の欠点もある。本発明者らは、このような実状に鑑み、高い残
留磁束密度と、高い保磁力とを示し、高出力、高
密度記録に好適な磁気記録体であつて、その製造
に際して、量産性に富み、製造コストが低廉で、
しかもその製造にあたり、品質のバラツキの少な
いものを開発すべく、種々検討を行つた。ところで、高加工性の永久磁石材料として、時
効によるスピノーダル分解を利用したCu―Ni―
Fe系合金が従来から知られている。そして、こ
のような高加工性永久磁石材料を、冷間で塑性加
工して薄板とすれば、それ自体薄板状の合金から
なる各種磁気記録体として使用可能であるものと
考えられる。このため、実際に、例えば、Cu65
〜75重量％、Ni17〜30重量％および残部５重量
％以上のFeからなな組成のCu―Ni―Fe系合金か
ら50μｍ以上の厚さの薄板を作成し、これを距離
センサ用に用いる固定磁気スケールとして用いる
旨の提案がなされている（特公昭55−4248号公
報）。さて、上記公報においては、例えばCu60重量
％、Ni20重量％およびFe20重量％からなる通常
のCu―Ni―Fe系合金では、それを薄板として、
磁気スケールとして用いるとき、その板厚を50μ
ｍ以上とすると自己減磁や、外部磁場によるじよ
う乱、再生ヘツドの繰返し摺接等による減磁が大
きくて、実用に耐えない旨を開示している。そこ
で、上記公報では、残留磁束密度Brが小さく、
Brと保磁力Hcとの比Br／Hcが小さい上記のよ
うな組成のCu―Ni―Fe系合金を用い、これによ
り減磁量を小さくしようとしている。そして、こ
の公報の記載によれば、このような磁気特性をも
つ合金薄板を磁気スケールとして用いることによ
り、通常のCu―Ni―Fe系合金に対し、その減磁
量は一定程度減少している。しかし、このようなCu過剰なCu―Ni―Fe系合
金の薄板を用いても、上記公報に記載されている
磁気スケールとしての減磁量は、未だ満足できる
ほど十分小さなものではない。又、上記公報では
板厚が50μｍ以下のときには、減磁現象はさして
問題とならない旨を開示しているが、板厚を20μ
ｍ程度としたときにも、かなりの減磁量が観察さ
れる。そして、このような自然放置による自己減
磁や、外部磁場じよう乱あるいは再生ヘツド繰返
し使用に起因する減磁などの減磁現象は、種種の
組成比のCu―Ni―Fe系合金を20μｍ〜１mm程度
の薄板として、アナログないしデイジタルの磁気
記録を行う、各種磁気カード、磁気ドラム、磁気
デイスク、磁気シートとしたときにも、それぞれ
の場合につき、それぞれかなりの減磁量として観
察され、磁気記録の耐久性に欠けることが確認さ
れた。本発明はこのような考察の結果なされたもので
あつて、高出力、高密度記録に好適であつて、又
量産性に富み、製造毎の品質のバラツキが少な
く、更に種々の要因に起因する減磁量がきわめて
小さく、磁気記録の耐久性の高い磁気記録体を提
供することを、その主たる目的とする。本発明者らはこのような目的につき鋭意研究を
行い、その結果、以下のような知見を得た。すなわち、上記特公昭55−4248号公報では、保
磁力Hcが比較的小さく、しかもHcに比較して残
留磁束密度Brが比較的大きいCu，NiおよびFeか
らなるCu―Ni―Fe系合金において、その組成を
適当に選択することによつて、Brを幾分小さい
ものとし、その結果Br／Hcを小さい値としてい
る。これに対し、これとは逆にBrは比較的大き
く、一方、HcがBrに比較してある程度大きい組
成のCu―Ni―Fe系合金を用いれば、減磁量が少
なくなることが期待される。そこで、本発明者らは、このようなスピノーダ
ル分解を利用した加工性磁石であるCu―Ni―Fe
系合金につき、この合金に種々の添加物を添加
し、そのような合金から20μｍ〜１mmの厚さの薄
板状の磁気記録体を形成し、その減磁量を評価し
たところ、Cu―Ni―Fe系合金に、所定量のMn
を含有させたとき、その磁気特性から予期される
より格段と減磁量が小さく、しかも高出力、高密
度記録に好適な磁気記録体が実現することを見出
し、このような知見に基づき本発明をなすに至つ
たものである。この場合、Mnを含有するスピノーダル分解型
組織を有するCu―Ni―Fe系合金は、永久磁石材
料として従来から知られているところのものであ
る。しかし、このようなMn含有Cu―Ni―Fe系
合金を薄板状にして磁気記録体として使用するこ
と、および後述のように、それが高出力、高密度
記録用磁気記録体として、他の組成のものと比べ
て、減磁量の点できわめて好適な特性を発揮する
ことは、これまでまつたく知られていなかつたこ
とである。なお、特許第177984号には、主成分としてニツ
ケルおよび銅をそれぞれ15〜30％、鉄50〜55％、
副成分としてマンガン、バナジウム、モリブデ
ン、ダングステン、クロム、コバルトの１種以上
を10％以下含有する合金を線、条帯等とした磁気
録音体が開示されている。しかし、このものは1350℃程度で溶解して金型
に鋳込み、これを高温における単一相に保持して
溶体化処理し、次いで冷間鍛造にて線や条帯等と
するものであり、溶体化後、冷間圧延等の加工を
行う前にスピノーダル分解のための時効を行う本
発明の薄板とは異なり、スピノーダル分解を利用
しておらず、スピノーダル型組織をもたない。また、このものは、磁気録音の際の吹き込み易
さと高出力とを目的としており、導磁率の大きな
ものではあるが、保磁力は小さなものである。こ
れに対し、本発明では高密度記録を目的としてお
り、導磁率を小さくし、保磁力を増大されること
が必要である。これは、高密度記録では導磁率が
大きいと反磁界が大きくなり、磁化が弱まり出力
低下が生じ不適当であるからである。なお、上記特許の出願時の技術水準では、未だ
高密度記録の要求はなく、溶解急冷後の冷間鍛造
合金で得られる最大2500e程度以下の保磁力の媒
体でも十分使用可能であつたが、本発明における
高密度記録では保磁力は500Oe以上必要であり、
このような保磁力は本発明におけるスピノーダル
分解を利用した加工性磁石によつて初めて可能と
なつたものである。以下本発明の磁気記録体を詳細に説明する。本発明の磁気記録媒体は、スピノーダル分解を
利用した加工性磁石からなり、主成分として、下
記式で示される組成を含有し、１mm以下でしかも
20μｍより大なる厚さを有する薄板からなる。式［Cu_xNi_y（Fe_uCo_v）_z］_pMn_q 上記式の組成を主成分とする薄板組成は、より
詳細には下記式で示される。式［Cu_xNi_y（Fe_uCo_v）_z］_pMn_qM_r 上記の両式中、ｘとｙとｚとの和は100重量％
であり、ｘは25〜80重量％であり、ｙは10〜40重
量％であり、又ｚは100―ｘ―ｙ重量％であるが
５重量％未満となることはない。又、ｕとｖとの
和は100重量％であり、ｖは０〜50重量％である。
更に、ＭはCu，Ni，Co，FeおよびMn以外の他
の添加元素の１種以上を示し、ｐとｑとの和ある
いはｐとｑとｒとの和は100重量％であり、ｑは
0.05〜10重量％であり、又ｒは０〜５重量％であ
る。従つて、本発明の磁気記録体を構成する合金薄
板は、その組成中、Cu，Ni，FeおよびMnを必
須成分としている。そして、必須成分中のFeは
その50重量％までをCoで置換されていてもよい。この場合、上記のとおり、Cu，NiならびにFe
またはFeおよびCoからなる基本組成中のCu含量
ｘは25〜80重量％であるが、35〜80重量％である
とより好ましい結果を得る。ｘが25重量％未満と
なると、保磁力Hcが低下し、減磁量が増し、80
重量％とこえると、残留磁束密度BrおよびHcが
低下し、減磁量が増す。又、これら基本組成中の
Ni含量ｙは10〜40重量％である。ｙが10重量％
未満となると、BrおよびHcが低下し、減磁量が
増し、40重量％をこえると、Hcが低下し、やは
り減磁量が増す。更に、基本組成中のFe含量ま
たはFeおよびCoの総含量、すなわちｚは、100―
ｘ―ｙ重量％であるが、このような条件の下で、
少なくとも５重量％好ましくは10重量％以上の値
をとる。一方、CoのFe置換量ｖは、FeおよびCo
総量の０以上50重量％以下である。100―ｘ―ｙ
が５重量％未満となると、BrおよびHcが低下
し、減磁量が増す。また、ｖが０〜50重量％のと
きには、Mnの添加の効果が発現し、Brおよび
Hcが向上し、実用上十分低く、減磁量を押える
ことができる。更に、これらCu，NiおよびFeならびに必要に
応じCoの基本組成に加え、本発明の磁気記録体
を構成する合金薄板中には、Mnが含まれ、その
含量ｑは全体の0.05〜10重量％、より好ましくは
0.1〜５重量％である。このようなMn含量ｑが上
限値より大、および下限値より小となつたときに
は、残留磁束密度（Br）、保磁力（Hc）、角形比
（Br／Bs；Bsは飽和磁束密度）等が低下してし
まい、高出力、高密度記録に適さなくなつてしま
い、又減磁量が大となるからである。そして、こ
のようなMn含量ｑの範囲においてのみ、後記実
施例からも明らかになるように、臨界的に減磁量
の少ない高出力、高密度記録に適した磁気記録体
が得られる。他方、本発明の磁気記録体を構成する合金薄板
には、これらCu，Ni，FeおよびMn、ならびに
必要に応じてCoからなる必須成分に加え、他の
１種類以上の添加元素Ｍが含まれていてもよい。
この場合、１種以上含まれる他の添加元素Ｍとし
ては、Ｖ，Si，Ｂ，Ti，Zr，Ta，Cr，Nb，Ｗ，
Mo等の遷移金属元素あるいはＡ，Ａ族元素
等の中の１種以上を好ましいものとして挙げるこ
とができる。そして、これら他の添加元素の１種
以上は、総計で合金中に０〜５重量％含まれてい
てもよい。本発明の磁気記録体を構成する合金薄板は、こ
のような組成を有するものであるが、それを構造
的にみたときには、実質的にスピノーダル分解型
の組織からなつている。スピノーダル分解は析出
硬化の一形態であつて、スピノーダル分解型組織
とは、例えば日本金属学会会報、第12号（1973
年）、第289ページに記載されているように、過飽
和固溶体の多次元合金が、核の生成を伴うことな
く、濃度だけの変動を生じて、２相に分離して形
成された組織のことである。そして、本発明の磁
気記録体を構成する合金薄板は、このような組織
構造を有する結果、磁気硬化せしめられているも
のである。なお、本発明の磁気記録体を構成する
合金薄板は、このようなスピノーダル分解の結
果、一般に数100Å程度の粒径の針状等の形状異
方性を有する粒子からなりたつている。一方、本発明の磁気記録体は、このような組成
と構造とを有する１mm以下で20μｍより大なる厚
さの合金薄板から構成される。板厚が20μｍより
大、１mm以下の範囲であるときには、各種磁気カ
ード、磁気ドラム、磁気デイスク、磁気シート、
磁気スケール等に適用したとき、減磁量のきわめ
て少ない磁気記録体が実現することになる。な
お、板厚を25μｍより大とすれば、高出力、高密
度記録により好適な磁気記録体を得ることができ
る。本発明の磁気記録体は、このような合金薄板か
ら構成されるものである。従つて、この合金薄板
自体から各種磁気記録体となしてもよく、又この
合金薄板を各種支持体上に接着固定して各種磁気
記録体となしてもよい。以上詳述してきた本発明の磁気記録体は、高い
残留磁束密度Brと、高い保磁力Hcと、高い角形
比Br／Bsを示し、又数100Å程度の粒径の粒子か
らなりたつているので、高い分解能をもち、Ｓ／
Ｎ比の良好な高出力、高密度記録に好適な磁気記
録体である。しかも、所定量のMnを含有するCu
―Ni―Fe系合金薄板から構成されるのでMnを含
有しないときと比べて、種々の要因に起因する減
磁量はきわめて小さいものとなる。このような本発明の磁気記録体は、一般に、以
下のようにして製造される。先ず、対応する組成をもつ合金に対し、それが
所定厚となるまで、薄板化するかあるいはその所
定厚の概ね100倍程度の板状体を得る。この場合、先ず、所定の組成比となるよう
Mn，Cu，NiおよびFeと、必要に応じ他の所定
量の添加元素とを秤量し、これらを配合する。次
いで、これを例えば真空中で例えば高周波誘導加
熱して溶解し、更に例えば真空中で鋳造する。こ
のようにして、鋳造母合金が得られるが、後述す
る磁気硬化処理の態様によつては、また母合金の
厚さによつては、母合金に対し、そのまま後述の
磁気硬化処理を施すこともできる。なお、このよ
うに母合金にそのまま磁気硬化処理を施すときに
は、それに先立ち、予め、溶体化処理と温間鍛造
を施しておくことが好ましい。このような溶体化
処理は、例えば950〜1050℃の温度にて、例えば
30分〜30時間程度加熱保持することによつて行
い、との処理雰囲気としては、空気中であつても
よいが、不活性、非酸化性あるいは還元性雰囲気
下で行うことが好ましい。又その後の温間鍛造と
しては、例えば200〜500℃程度の温度で行えばよ
い。ただ、通常は、上記のような母合金を更に薄板
化することになる。このような薄板化としては、
圧延を用いることができる。この場合、圧延は、
冷間、温間等で行えばよい。そして、この圧延は
圧延率（圧下率）が99〜99.9％程度となるまで行
うことができる。この場合、鋳造母合金に対して
は、予め、上記のように、溶体化および温間鍛造
を順次施しておくことが好ましい。あるいは、上記のようにして得た母合金を用
い、これを、いわゆる液体冷却法に従い直接薄板
化することもできる。この場合には、母合金を加
熱管中で溶解し、融液となし、融液を加熱管のノ
ズルから噴出させ、この融液を片ロール、双ロー
ル、インサイドインジエクシオン方式等における
種々の回転冷却体に接触させる。これにより、融
液は例えば10²℃／sec程度以上の冷却速度で冷却
され、凝固し、それ自体薄板化し、長尺の薄板と
して引き出されることになる。なお、上記のように液体冷却法により薄板化し
た合金につき、時に上記のような圧延処理を施し
ておくこともできる。次いで、このように薄板化した合金に対し、そ
のスピノーダル分解を行い、磁気硬化を生ぜしめ
るための処理を施す。このような磁気硬化処理としては、薄板化した
合金を、例えば550〜650℃にて、例えば30分〜10
時間程度無磁場中で加熱保持した後、徐冷して行
う時効を施すだけでもよい。ただ、このような時
効としては、例えば550〜650℃にて例えば30分〜
10時間程度無磁場中で加熱保持した後、それを徐
冷しながら、例えば400〜450℃程度に降下するま
で、例えば10〜50℃きざみで、それぞれの温度に
例えば30分〜50時間程度づつ保持するような多段
時効を行つたり、あるいは、上記温度から、例え
ば0.5〜20℃／hr程度の冷却速度で徐冷しながら
行うような連続時効を施したりすることによつて
行うことが好ましい。この場合、このような磁気硬化処理としては、
スピノーダル分解粒子の析出時、あるいは粒子析
出後の一定時期において、更に所定の処理を付加
し、析出粒子の形状異方性の増大を図ると合金薄
板は、より大きな形状異方性を有する粒子の整列
からなる構造をもつに至り、磁気特性の点で、よ
り好ましい結果を得る。このよな形状異方性増大のための一手段として
は、磁気硬化処理初期の時効を磁場中で行う態様
がある。この場合、このような前段として施す磁
場中時効は、合金組成によつては行うことができ
ないものもあるが、キユリー点がある程度以上の
値を示し、磁場処理可能な組成の合金に対して
は、磁気特性を向上させる点で有効な手段とな
る。このような磁場中時効が可能な場合には、前
記のようにして種々の態様で行う時効において、
少なくともその初期ないし前段における時効を、
例えば1000〜3000Oe程度の磁場を印加しながら
行えばよい。しかし、このような磁場中時効は、合金組成に
よつては、そのキユリー点温度から行うことがで
きないことが多い。このため、形状異方性増大の
ための手段として、圧延を用いることが好まし
い。この場合には、一般に、無磁場中での、例え
ば550〜650℃の温度にて例えば30分〜10時間程度
の前段時効を施した後、更に圧延を行い、これに
より析出後の粒子により大きな形状異方性を付与
するとともに、薄板を最終所定厚となし、その
後、更に無磁場中での後段時効を施す態様を採用
するのが好ましい。このような場合、圧延として
は、通常冷間にて圧延率（圧下率）が例えば99％
〜99.9％程度となるまで行うことができ、これに
より薄板を最終所望厚とすればよい。又、前段時
効としては、磁場中にて行つてもよいが、通常は
無磁場中で行えば十分であり、又、後段時効とし
ては、例えば前記したような温度プロフイールで
行うところの、所定温度から冷却しながら行う多
段ないしは連続時効として行うことが好ましい。なお、これら無磁場中ないしは磁場中での各時
効は、空気中で行うこともできるが、真空、不活
性、非酸化性ないしは還元性雰囲気下で行うこと
が好ましい。このようにして得られたスピノーダル分解を利
用した加工性磁石である本発明の合金薄板は、そ
れから所定の形状、寸法となされ、必要に応じ支
持体と貼り合わせ、更に所定の加工を施し、各種
磁気記録体とされる。このようにして本発明の磁気記録体が製造され
ることになるが、本発明の磁気記録体は、それを
構成する合金薄板中に、Mnを必須成分として含
有する結果、前記したように、Mnを含有しない
場合と比較して、種々の要因に基づく減磁量が減
少する。又、保磁力、残留磁束密度、および角形
比は格段と高い値を示し、更に、析出粒子の粒子
径が小さいので、各種磁気記録体としたとき、き
わめて高出力で、Ｓ／Ｎ比のよい高密度記録を行
うことができる。更には、それ自体、上記したよ
うな薄板として製造されるので、量産性に富み、
品質のバラツキも少ない。更に所定量のMnを含
む結果、合金鋳造が容易となり、又その後の圧延
等も容易となるという製造上の利点もある。加え
て、磁気ヘツドの長期間に亘る摺接によつても、
摩耗は殆んど生じない。又、高出力を得ることが
できるので、保護層を設層しても、その影響を受
けない。以下、本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。実施例１ Cu60重量％、Ni20重量％およびFe20重量％の
混合物の所定量に対し、所定量のMuを添加し
て、下記表１に示されるようなMn含量となるよ
うに、各元素を配合した。これを真空中にて、高
周波誘導加熱により溶解し、その後鋳造して母合
金を作成した。次いで、この母合金を真空中に
て、1000℃、１時間溶体化処理した後、400℃に
て温間鍛造して20mm厚の板状体を得た。次に、この板状体に対し、真空中にて、600℃
で５時間無磁場中時効を行い、この後冷間圧延に
より0.5mmの薄板とした。次いで、真空中にて、
580℃に１時間加熱保持し、その後、580℃から冷
却しながら多段時効を行つた。この多段時効は、
20℃温度が下がるごとに、その温度に１〜10時間
停滞させ、しかもこの停滞温度が下がるごとに、
停滞時間を長くしていき、最後に温度が460℃ま
で下がつたときに、10時間保持し、その後冷却す
ることによつて行つた。このようにして得た合金薄板を、プラスチツク
板上に接着固定し、磁気カードを作成した。この磁気カードの再生ヘツドとの繰返し摺接に
伴う再生減磁を評価するため、磁気カード上の合
金薄板に、鉄粉を約200回こすりあわせたところ、
こすりあわせ前に対する再生出力変動（％）は下
記表１のとおりであつた。

【表】なお、Mn含量12％のものについては、良好な
記録を行うことができなかつた。このような結果から、Mn含量0.05〜10重量％、
好ましくは0.1〜５重量％のCu―Ni―Fe系合金に
つき、Mnを含まないものと比較して、それらを
薄板として磁気記録体としたとき、格段とすぐれ
た減磁特性を得ることがわかる。なお、上記において、合金薄板厚は0.5mmとし
たが、板厚を20μｍ〜１mmとしたときも、これら
と同等の減磁量減少の効果が得られることが確認
された。実施例２下記表３に示される組成の0.5mm厚の合金薄板
を実施例１と同様に作成し、それから実施例１と
同様に磁気カードを作成し、実施例１と同様に減
磁量を測定した。結果を表３に示す。

【表】表３の結果から、本発明における種々の組成の
合金薄板につき、Mn添加による減磁量減少の効
果が明らかである。なお、このような効果は、上記実施例における
磁気カードだけでなく、磁気デイスク、磁気ドラ
ム、磁気シート、磁気スケール等においても同等
に実現した。

Claims

【特許請求の範囲】１スピノーダル分解を利用した加工性磁石から
なり、主成分として下記式で示される組成を含有
し、１mm以下でしかも20μｍより大なる厚さの薄
板から構成される磁気記録体。式［Cu_xNi_y（Fe_uCo_v）_z］_pMn_q ［式中、ｘとｙとｚとの和は100重量％であり、
ｘは25〜80重量％であり、ｙは10〜40重量％であ
り、ｚは100―ｘ―ｙ重量％であるが５重量％未
満となることはない。又、ｕとｖとの和は100重量％であり、ｖは０
〜50重量％である。更に、ｐとｑとの和は100重
量％であり、ｑは0.05〜10重量％である。