JPS634050A - 磁気デイスク用アルミニウム合金基板の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスクは一般にアルミニウム合金基板の表面を精
密研１翳した後に磁性体被膜を被覆したものであり、こ
の磁性体被膜を磁化させることにより信号を記憶する。

この磁気ディスクには以下のような特性が要求される。

（１）精密研磨あるいは切削後の表面精度が良好なこと
。

（２）磁性体薄膜の欠陥の原因となる基板表面の突起や
穴が少なく、かつ小さいこと。

（３）ある程度の強度を有し、基板製作時の機械加工や
使用時の高速回転にも耐えつること。

（４）軽量、非磁性であり、ある程度の耐食性を有する
こと。

従来、このような特性を有する磁気ディスク用基板とし
てＡ　Ｉ　−Ｍｇ　−Ｍｎ　−Ｃｒ系の５０８６合金や
その改良合金が使用されてきた。

近年、磁気ディスクの大容量化及び高密度化の要求が高
くなり、これに適したアルミニウム合金基板の開発が望
まれている。しかし、上記の５０８６合金やその改良合
金では高密度化に適した基板は得られ難い。

その理由は、上記の合金では材料中に粗大な金属間化合
物（ＡＩ−Ｆｅ系、ＡＩ　−Ｆｅ　−Ｓ　ｉ系、Ａｌ−
Ｆｅ−Ｍｎ系、”ｇｚｓｉ系等）が多数存在するため、
基板の精密加工時に突起や穴が形成され易くなシ、この
部分の磁性体被膜が不均一になるため、記憶エラーを生
じ易くなるためである。

従って、高密度用アルミニウム基板としては粗大な金属
間化合物の少ないことが必要とされる。

そのためには、基板となるアルミニウム素材についても
合金組成や製造法を検討する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、５μｍ以上の粗大な金属間化合物々工種め
て少なく、記憶エラーの少ない高密度磁気ディスク用ア
ルミニウム合金基板の製造法を提供するものである。

〔問題点を解決する手段〕

前述のような粗大な金属間化合物を抑制するには、薄肉
板を急冷凝固により鋳造し、晶出物の微細化をはかるこ
とが有効なことを見出すに至った。

本発明による磁気ディスク用合金の製造法としては、Ｍ
ｇ　３〜５．５％、Ｚｒ　０．０１〜０．１０％、を必
須成分として含み、Ｆｅ≦０．１０％、Ｓｉ≦０．１０
％残りＡ２と不純物よりなるアルミニウム合金を５０℃
／秒以上の冷却速度で厚さ２〜１０篇に鋳造し、３０〜
８５％の冷間加工を行うことを特徴とする。

以下に合金組成、製造条件等の限定理由を述べる。

Ｍｇ　：へ□１ｇ−はディスク用基板の強度を高める作
用があり、少くとも３係以上添加する必要がある。しか
し、添加量が高くなるとＭｇはＳｉとＭｇ２Ｓｉ系の粗
大な金属間化合物を形成する。また、Ｍｇ量の増加と共
に薄板の鋳造性が低下するばかりでなく、板面が酸化し
て表面状態が悪くなる。また〜■ｇ量が高くなるとＭｇ
が板厚中心部や一部は表面層に偏析して欠陥となる。従
ってＭｇ量は５．５％以下にする必要がある。

Ｚｒ　　：　　Ｚｒは結晶粒の微細化に効果がある。

また、発明合金のようなＡ１−高Ｍｇ合金を５０℃／秒
以上の冷却速度で急冷凝固させる場合には、Ｍｇが肉厚
中心部付近（−部は表層にも形成される）に偏析層を形
成し、素材欠陥や表面欠陥の原因となる。

Ｚｒはこの偏析層の形成を抑制する作用がある。０．０
１％未満では効果が少なく、０．１０％以上を添加して
も改良効果は小さい。

Ｆｅ、Ｓｉ：ＦｅやＳｉ　のような不純物元素はＡ１−
　Ｆ　ｅ　−Ｓ　ｉ系、Ａｌ−Ｆｅ系、Ｍｇ２８ｉ系等
の金属間化合物を形成する。また、ＦｅやＳｉのような
不純物量が高くなるとＭｇが板厚中心や一部表面層に偏
析して欠陥となる。５μｍ以上の粗大な金属間化合物量
や偏析を抑制するにはＦｅ、Ｓｉ共に０．１０チ以下が
望ましい。

冷却速度：溶湯からの冷却速度が大きくなる程ＦｅやＳ
ｉ等の不純物元素の固溶度が増加するばかりでなく、第
２相晶出物や鋳造組織が微細化するため、粗大な金属間
化合物の数は著しく減少する。そのため冷却速度は高い
ほど良好な性能が得られるが、目的とする性能を得るに
は５０℃／秒以上の冷却速度が必要である。従来の連続
鋳造法では鋳塊の厚さは３００−５００＋＋ｏ＋＋程度
であるが、上記のような急冷効果を得るには２〜１０！
Ｉ＋１！程度の板厚に鋳造する必要がある。

圧延加工度：鋳造後の冷間加工度が大きくなる程鋳造、
！ｆｌ織が破壊されて金属間化合物は微細化する。同時
に再結晶後の結晶粒は微細化するため、精密切削後の基
板の表面状態は向上する。３０％未満ではこの効果が少
なく、８５チを越えると顕著な剪断帯が形成され板面が
悪くなる。

以上のように、本発明によれば５μｍ以上の粗大な金属
間化合物がほとんど存在せず、従って精密切削加工時に
粗大な金属間化合物による突起や穴の形成が抑制される
ため、記憶エラーの少ない高密度記録用基板の製造が可
能となる。

以下実施例をもとに本発明の詳細な説明する。

実施例１ 表１に示すアルミニウム合金溶湯をフィルター処理して
非金属介在物を除去した後に板厚６闘の薄板に平均冷却
速度５００℃／秒に鋳造した。この板材を約６６％冷間
圧延して２醜板とし、２４０°Ｃで１　ｈｒ焼鈍して半
硬材とした。

また、比較材として厘６合金の溶湯により板厚４００圏
のスラブに連続鋳造し、５００℃×２４ｈｒの均質化処
理後に６１ａ厚に熱間圧延した後に２−板に冷間圧延し
、２４０℃でｌｈｒ焼鈍して半硬材とした。上記の基板
を１００１１ｍ切削加工後に３≦０．℃ｘｌｈｒ焼鈍軟
化し、鏡面仕上加工して特性を調査した。

表１．実施例１の、化学成分（ｗｔ％）＆１〜５　実施
例 ＆６〜８　比較例 但し、＆６は大型厚肉鋳塊を使用 表２．実施例の諸性能 Ａ１〜５の実施例では５μｍ以上の粗大な金属間化合物
は全く存在せず、高密度ディスク用基板として良好な性
能が得られた。

煮６の大型鋳塊材は冷却速度が遅い（〜１’Ｃ／秒）た
め、粗大なコンパウンドが多い。

＆７〜８はＭｇの偏析が多いばかりでなく、５μｍ以上
の粗大な金属間化合物が存在する。また黒８は強度が低
い問題が有る。

実施例２゜ 表１に示した代表的な合金を表３に示す条件で急冷凝固
板を製作し２〜１間板に冷間圧延し、２４０℃で２　ｈ
ｒ焼鈍して半硬材とした。この基板を１００　ａｍ切削
加工後に３≦０．°ＣＸ１ｈｒ焼鈍軟化し、鏡面仕上加
工して特性を調査した。

表３．実施例２の製造条件 表４．実施例２の諸性能 ＊加工側れ発生 屋１〜６の実施例は５μｍ以上の金属間化合物が全く存
在せず、面粗さも小さく良好な性能を示している。

Ａ７〜８は冷却速度が低いため５μｍ以上の粗大な金属
間化合物が多く開運がある。

ノに９は加工度が低く結晶粒が大きいため、精密加工後
の仕上り状態が悪い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば粗大な金属間化合物
が極めて少ない高密度磁気ディスク用アルミニウム合金
基板を製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｍｇ３〜５．５％、Ｚｒ０．０１〜０．１０％を必須成
   分として含み、Ｆｅ≦０．１０％、Ｓｉ≦０．１０％、
   残りＡｌと不純物よりなる合金を５０℃／秒以上の冷却
   速度で厚さ２〜１０ｍｍに鋳造し、３０〜８５％の冷間
   圧延をすることを特徴とする磁気ディスク用アルミニウ
   ム合金基板の製造法。