JPS63319143A - 磁気ディスク基板用アルミニウム合金合わせ材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性体被覆前の下地処理として無電解メッキを
施す磁気ディスク基板用アルミニウム合金合わせ材に関
するものである。

〔従来の技術〕

電子計算機の記憶装置に用いられる磁気ディスクとして
は一般にアルミニウム合金からなる基板の表面に磁性体
を被覆したものが用いられている。このような磁気ディ
スクは基板を所定の厚さに加工した後、表面を鏡面研摩
してから磁性体粉末と樹脂粉末の混合物を塗布し、しか
る後加熱処理して磁性体膜を形成することにより造られ
ている。

近年磁気ディスクは大容量化、高密度化が要請されるよ
うになり磁気ディスクの１ビット当りの磁化領域は増々
微小化されると共に磁気ヘッドと磁気ディスクの間隙も
減少させることか必要になり、磁性体膜にも薄膜化と耐
摩耗性の改善か望まれるようになった。このためアルミ
ニウム合金を所定の厚さに加工した後表面を鏡面加工す
る方法や同様な合金板を所定の大きさに打法後材料の拡
がり限度を規制する金型の中で加圧面が平坦かつ平滑な
上下ダイスに挟み、該ダイスの加圧力を上記へ１合金打
法材の引張り強さの５倍以下とし、該打仇材の板厚減少
率を４％以下として圧印加工を行なう方法により得られ
た基板に磁性体被覆のための下地処理として硬質磁性金
属、例えばＮ１−Ｐ合金を無電解メッキし、しかる後ス
パッタリング又はメッキにより磁性体、例えばＣｏ−Ｎ
１−Ｐ合金を被覆した磁気ディスクが提案されている。

このような磁気ディスク用基板には次のような特性が要
求されている。

（１）非熱処理型で種々の加工及び使用時の高速回転に
耐える十分な強度を有すること。

（２）軽量でかつ研摩により良好な鏡面が得られること
。

（３）下地処理である無電解メッキの密着性及び表面平
滑性が優れていること。

以上の特性を満たす磁気ディスク用基板としてはＪＩＳ
　Ａ　５０８６合金（Ｍｌ、５〜Ｌ５　ｗｔ％。

Ｍ　ｎ　０．２０〜０．７　ｗｔ％、　Ｃｒ０．０５〜
０．２５ｗｔ％。

Ｆｅ５０．５０ｗｔ％、ＳｉＳ２．４　ｗｔ％、ＣＵ≦
０．１０ｗｔ％、ＴｉＳ２．１５ｗｔ％、Ｚｎ≦０．２
５ｗｔ％、残部Ａｌ＞又は該合金の不純物であるＦｅや
３ｉ等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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記ＪＩＳ　Ａ　５０８６合金からなる基
板は磁性体被覆の下地処理である無電解メッキの密着性
が劣るため磁性体の被覆工程（スパッタリング又はメッ
キ）あるいは媒体完成後ドライブ装置に組み込んだ後使
用中に無電解メッキ被覆が剥離するという問題が生じて
いた。ざらに圧印加工したものは無電解メッキ後におい
て表面平滑性は十分ではなかった。これは基板材料であ
るＪＩＳ　Ａ　５０８６合金は焼鈍したままのＯ材であ
っても引張強度が３０Ｋｙｌ−近くあり、加圧による平
滑なダイス面の基板への転写は容易ではなく、又非常に
大きい加圧力が要求され、加えて安定した加圧作業を実
施できる大型の加圧装置が必要となるからであって、そ
の結果製造コストの増大を招いてしまう。他方基板を切
削と研摩で表面を平滑に仕上げる方法では加工コストが
大き過ぎる。

また金属間化合物はメッキの前処理であるアルカリエツ
チング及びジンケート処理時に脱落してピットを生成す
る。このピットはその後亡無電解メッキ及び研摩にて軽
度にはなるものの大きさによっては媒体完成後エラーの
原因となる。また圧印加工等の機械加工においては打法
及びその後の切削や研摩によって金属間化合物が脱落し
てピット欠陥となる場合もある。さらにディスク基板の
記憶密度は増々高密度化し、大容量化の傾向にあるがそ
れにつれてピット欠陥についてもきびしくなる方向にあ
る。そのためアルミニウム合金の金属間化合物を小さく
し数も減らすことが強く望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、無電解Ｎｉメッキ
の密着性や表面の平滑性は前処理のジンケート皮膜を薄
く、均一かつ緻密に付着させればよく、また無電解Ｎｉ
メッキ処理を施した後研摩を施した面のピット欠陥を防
止するためにはアルミニウム合金中の金属間化合物を微
細にすることが有効であることを知見し、さらに検討の
結果メッキ表面の平滑性及びメッキ皮膜の密着性を向上
させると共にメッキ処理後研摩を施した面のピット欠陥
を防止できる磁気ディスク基板用アルミニウム合金合わ
せ材を開発したもので本発明の１つはＣｕ０．０５〜２
．０ｗｔ％とＺｎ０．１〜７．０ｗｔ％のいずれか１種
又は２種を含み残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金
中の金属間化合物の最大径が１５μｍ以下である合金を
皮材とし該皮材をアルミニウム合金芯材にクラッドした
ことを特徴とするものであり、本発明の他の一つはＣｕ
　０．０５〜２．０　ｗｔ％とＺｎ０．１〜７．０ｗｔ
％のいずれか１種又は２種を含み、さらにＯｒ０．３ｗ
ｔ％以下、Ｚｒ０．３ｗｔ％以下。

Ｔｉ　０．０５ｗｔ％以下のいずれか１種又は２種以上
を合計で０．５ｗｔ％以下含み残部Ａｌと不可避的不純
物からなる合金中の金属間化合物の最大径が１５μｍ以
下である合金を皮材とし、該皮材をアルミニウム合金芯
材にクラッドしたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明においてＡｌ合金芯材の片面又は両面にＡｌ合金
皮材をクラッドするのは、使用時の高速回転等に必要な
強度は芯材であるＪＩＳ　Ａ３０８６合金基板で担わせ
、上記問題点である無電解メッキの密着性及び表面平滑
性の向上を皮材で実現させるためである。

ＣＬＪおよび／又は７ｎの添加はジンケート処理におい
てＡｌの溶解量を減少させ、ジンケート皮膜を薄く、均
一にかつ緻密に析出させることができるためメッキの密
着性や平滑性を高めることができる。従って無電解メッ
キ後の平滑性が向上するためにその後の研摩仕上げも容
易になり研摩後の表面平滑性も向上する。しかしてその
含有量を０１，１０．０５〜２．０　ｗｔ％、Ｚｎ０．
１〜７．０ｗｔ％と限定したのはいずれかがその上限を
超えると圧延加工性及び耐食性が低下し、特にメッキ処
理工程において材料の耐食性が低下するとジンケート処
理が不均一となりメッキ密着性及び表面の平滑性が劣る
ようになるからであり、下限値未満ではジンケート処理
において十分な効果が得られないからである。

またＡｌ合金皮材中に含まれる金属間化合物の最大径を
１５μｍ以下とするのは以下の理由による。上記のよう
に金属間化合物は無電解Ｎ：メッキの前処理であるアル
カリエツチングやジンケート処理゛だけてなく、Ａで合
金に切削や研摩加工を施す際にも脱落しピット欠陥とな
るが、その後の無電解Ｎｉメッキにてかなりカバーされ
、さらにその後の研摩仕上げ後には実際の金属間化合物
の大きさよりもピット欠陥はかなり小さくなる。しかし
ながら現状においてはディスク基板の高密度化、大容量
化に対応してメッキ下地処理された基板に対する要求特
性も上っており、３．５”ディスク基板の場合はメッキ
後研摩上りの状態で面内に５μｍを超える径のピットは
許されない状況である。これらに対処するため種々検討
し、許容されるピット径はメッキ後研摩上りの状態での
メッキ膜厚が１０μｍ以上の場合は合金中の金属間化合
物の最大径が１５μｍ以下であるならば研摩上り後での
ピットの最大径５μｍ以下とすることができる。

副成分であるＯｒ、Ｚｒ、王ｉはそれぞれ結晶粒を微細
にしメッキ被膜の密着性を高める効果があり、Ｏｒ含有
量を０．３ｗｔ％以下、Ｚｒ含有量を０．３ｗｔ％以下
、Ｔｉ含有量を０．０５ｗｔ％以下と限定したのは、Ｃ
ｒ又は７ｒが上限を超えると粗大金属間化合物を生成す
るためであり、Ｔｉが上限を超えると粗大な金属間化合
物を生成するばかりでなく、アルカリエツチング、ジン
ケート処理及び加工を施す際に脱落してピット欠陥にな
るからであり、さらに鋳造時にフィルターによる溶湯処
理の際過剰のＴｉが除去されてしまい添加の効果がない
からである。またこれら副成分の合計の含有量を０．５
ｗｔ％以下と限定したのは０．５ｗｔ％を超えると粗大
な金属間化合物を生成し、素材の切削・研摩及びジンケ
ート処理時に脱落してピット欠陥になり易いからである
。

なお圧印加工によってディスク基板を作成する場合は上
記のようなＡｌ合金皮材をＡｌ合金芯材にクラッドする
ことにより、圧印により容易に平滑性を付与でき、切削
及び研摩工程を省略することが可能なためクラツド率は
極めて僅かで良く次に示すように経済的に優れている。

即ちメッキの前処理にて通常Ａｌ合金基板は片面の０．
１〜５μｍエツチングされ板厚は薄くなるが、圧印加工
の場合はこのエツチングにより削られる最大の厚さを超
える厚さを有する皮材をクラッドすれば十分であるため
、例えば板厚１、Ｏ＃の基板の場合は片面０．５％を超
えるクラツド率であればよい。ところが通常の切削や研
摩にて基板を作成する場合は切削・研摩の取り代が最低
５０μ瓦以上必要となるためエツチングにより削られる
５μｍを加えて片面５５μｍを超える皮材厚さが要求さ
れ、５．５％を超えるクラツド率でなければならず圧印
加工によれば皮材の厚さは大幅に減少させることができ
経済的に優れていることは明らかである。

さらにディスクは超精密の表面状態を１ｑなければなら
ないため、少なくとも表面層だけは不純物を極力低下さ
せた／’１合金であることが望ましい。従って合わせ材
でない従来の基板の場合は基板全体を高純度のＡｌ合金
で作成しなければならないが、合わせ材によれば高純度
のＡｌ合金の使用量を減少させることができ原料コスト
の低減が図れる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を詳しく説明する。

第１表に示すＡｌ合金芯材の両面に９９．７ｗｔ％以上
の純度のＡｌ地金を溶解し第１表（イ）（ロ）に示す成
分組成のへ１合金皮材を熱間圧延によるクラッド法によ
り固着した後、冷間圧延により１．５＃厚さの合わせ材
板を製造した。

該合わせ材板から直径９５ｍの円板を打ち扱き３５０’
Ｃで２時間焼鈍した後屈研摩と仕上げ研摩を施す方法又
は圧印加工を施す方法により鏡面に仕上げた。なお圧印
加工は加圧力４００　ｔｏｎにて行なった。

これらの円板を市販の溶剤により脱脂し４０°Ｃの５％
ＮａＯＨ水溶液で３０秒間エツチングした後室温の３０
％ＨＮＯ３水溶液で３０秒間スマット除去し、しかる後
金属間化合物の最大径を測定し第１表（イ）（ロ）に併
記した。続いてこれら円板を奥野製薬製アープ３０２Ｚ
Ｎを用いてダブルジンケート処理を行なった後奥野製薬
製ナイクラッド７１９を用いて１７μｍの厚さに無電解
Ｎ１−Ｐ合金メッキを施し、その後別布研摩にて４μｍ
の研摩代で仕上げ研摩を実施して１３μｍのメッキ層と
した後メッキ皮膜の密着性、表面の平滑性及びピット欠
陥を調べ、これらの結果を従来のＪＩＳ　Ａ　５０８６
合金から作成した直径９５＃の円板の場合と比較して第
１表（イ）（ロ）に併記した。

なおメッキ皮膜の密着性は最終仕上げ研摩後１辺５０＃
の正方形のサンプルを切り出して４００°Ｃで３０分間
加熱し、直ちに水冷してＡｌ合金とＮ１−Ｐ合金メッキ
層の熱膨張差によるメッキ層の剥離及び脹れを調べその
結果は次に示す記号で表示した。

◎・・・剥離や脹れのないもの ○・・・剥離や脹れがわずかに生じたちのＸ・・・剥離
や脹れが多数発生したものまた平滑性については最終仕
上げ研摩後表面粗度を小板研究所製万能表面粗さ計５Ｅ
−３１−１により、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１に規定されて
いる心中線平均粗さＲａを４点測定し、それらの平均値
で示した。

さらに表面欠陥については最終仕上げ研摩後、光学顕微
鏡にて円板基板を全面観察し、その結果は次に示す記号
で表示した。

○・・・ピットが存在しない場合又は存在するピットの
最大径が５μ瓦以下である場 ×・・・存在するピットの最大径が５μｍを超える場合 第１表（イ）（ロ）から明らかなように本発明材Ｎ０．
　１〜Ｎ０２５はいずれもメッキ密着性、表面粗さＲａ
及び表面欠陥の面で優れており特に副成分を添加した本
発明材Ｎα１０〜Ｎ０２５はメッキ被膜の密着性におい
てメッキ層の剥離や脹れは全くなかった。これに対して
Ｃｕ及び／又は７ｎの含有量が規定範囲からはずれる比
較材Ｎ０．　２６〜Ｎ０２９、Ｎ０３２及びＮα３４は
表面欠陥の状態は良好であるがメッキ被膜の密着性が悪
く、かつ表面粗さも大きい。ざらにＣｕ及び／又はＺｎ
の含有量は規定範囲内にあるが副成分の含有量が過剰で
あるために金属間化合物の最大径が１５μｍ以上である
比較材Ｎ０．３５．　Ｎ０．３７．　Ｎ０．３９〜Ｎ（
１４１はＺｎの含有量は規定範囲内にあり、副成分は含
有しないが金属間化合物の最大径が１５μｍ以上である
比較材Ｎ０３０と同様にメッキ被膜の密着性及び表面粗
さにおいては本発明材と同等であるが、表面欠陥の状況
は大きく劣っている。また７ｎの含有量が規定範囲の上
限を超え、かつ金属間化合物の最大径が１５μｍ以上で
ある比較材Ｎα３１′とＮ０３３及びＣＵ及び／又はＺ
ｎの含有量が規定範囲の下限未満で副成分が過剰のため
生成した金属間化合物の最大径が１５μｍ以上である比
較材Ｎ０．３６とＮ０．３８はメッキ密着性は悪く、表
面粗さＲａは大きく、さらに表面欠陥も大きい。また従
来のＪＩＳ　Ａ　５０８６合金から作製した基板Ｎ０．
４２はいずれの特性においても劣っていることか判る。

（発明の効果〕 このように本発明によれば磁気ディスク基板への磁性体
被覆の下地処理としてのメッキ被膜の密着性が向上し、
メッキ処理後研摩を施した面のピット欠陥を防止でき、
さらに比較的小さい加圧力て圧印加工を施しても容易に
平滑面が得られ経済的効果も大きい等顕著な効果を奏す
るものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｕ０．０５〜２．０ｗｔ％とＺｎ０．１〜７．
   ０ｗｔ％のいずれか１種又は２種を含み残部Ａｌと不可
   避的不純物からなる合金中の金属間化合物の最大径が１
   ５μｍ以下である合金を皮材とし、該皮材をアルミニウ
   ム合金芯材にクラッドし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合わせ材。
2. （２）Ｃｕ０．０５〜２．０ｗｔ％Ｚｎ０．１〜７．０
   ｗｔ％のいずれか１種又は２種を含み、さらにＣｒ０．
   ３ｗｔ％以下、Ｚｒ０．３ｗｔ％以下、Ｔｉ０．０５ｗ
   ｔ％以下のいずれか１種又は２種以上を合計で０．５ｗ
   ｔ％以下含み残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金中
   の金属間化合物の最大径が１５μｍ以下である合金を皮
   材とし、該皮材をアルミニウム合金芯材にクラッドした
   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
   合わせ材。