JPS6348940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気デイスク用アルミニウム基板に関
し、特に基板材質内に存在する非金属介在物や金
属間化合物を少なくし、かつ微小分散化させて、
表面の平滑性や清浄度を向上させ、信頼性のある
高密度用磁気デイスク基板を得ることを図つたも
のである。 電子計算機に用いられる記録装置の一種として
磁気デイスクが用いられているが、この磁気デイ
スクはアルミニウム合金からなる基板の表面に磁
性体を被覆した構成をなし、この磁性体被覆を磁
化させることにより信号を記録するものである。
この磁気デイスク用基板はアルミ合金基板の表面
を機械加工して所定の厚さにした後、表面を研磨
したものであり、一般に磁気デイスク用基板とし
て次のような特性が要求される。 (1) 磁気ヘツドの安定な浮上と、記録特性の安定
性を得るために研磨後の表面精度（アラサやウ
ネリなど）が良好なこと。 (2) 基板の表面に形成される磁性被覆の欠陥の原
因となる凸起や穴状の凹みがないこと。 (3) 基板を作成する過程における機械加工や研
磨、或いは、使用時の高速回転に充分に耐えう
る機械的強度を有すること。 (4) 軽量で且つ耐食性があり、しかもある程度の
耐熱性を有することなどである。 従来このような特性を満たす磁気デイスク用基
板として第１表に示す組成のAA規格5086アルミ
ニウム合金が多く用いられている。

【表】 しかるに磁気デイスク用基板として上記組成の
AA5086合金を用いたものはその表面精度には限
度があり、早期にその高精度化が期待されてい
た。すなわち近年、磁気デイスクは大容量化、高
密度化の趨勢にあり、このため１ビツト当りの磁
化領域は益々微小化されると共に、磁性被覆の薄
膜化、磁気ヘツドと磁気デイスクとの間の間隔の
減少化などが必要となり、このような傾向にあつ
て良好な表面精度を有する磁気デイスク用アルミ
ニウム基板の開発が要望されていた。 このように良好な表面精度が得られない原因に
ついて、本発明者等は種々研究を行つた結果、従
来合金の磁気デイスク用基板においては、その金
属組織中に直径7μ以上の金属間化合物（例えば
Al−Mn、Al−Mn−Fe、Al−Fe、Al−Fe−Si、
Mg−Si、Al−Cr、Al−Mn−Cr、Al−Tiなど）
および非金属介在物（例えばAl₂O₃、MgO、
Al₂O₃−MgOなど）が多数存在し、これが研磨後
の基板の表面状態に悪影響を及ぼしていることを
見い出した。即ちこのような直径の大きな金属間
化合物や非金属介在物が基板マトリツクス中に多
数存在すると、機械加工工程や研磨工程において
これら介在物が基板の表面に凸起として残つた
り、或いは脱落してその後に穴状の凹みを生ずる
ため、十分な研磨を行つても良好な表面状態が得
られなかつたためである。 本発明はかかる知見に基づいて、金属間化合物
と非金属介在物を生成する元素の含有量を低く抑
えて、その生成量を少なくすると共に微細化し
て、研磨後の基板表面の精度（アラサやウネリ）
と清浄度（表面の凸起や凹みなど微少な表面欠陥
の程度）を高めて記録の大容量化と高密度化に適
した磁気デイスク用アルミニウム基板を開発した
ものである。 即ち本発明はマグネシウム3.0〜6.0％（以下％
は重量％を示す）、マンガン0.01％以下、クロム
0.01％以下、鉄0.1％以下、シリコン0.2％以下、
チタン0.02％以下、残部アルミニウムと前記以外
の不可避的に含まれる不純物とからなる磁気デイ
スク用アルミニウム基板を要旨とするものであ
る。 以下本発明を詳細に説明する。 先ず本発明の磁気デイスク用アルミニウム基板
を構成するアルミニウム合金の各組成成分の添加
理由について説明する。 マグネシウムは本発明基板の機械的強度を高め
る上で最も有効な作用をなし、3.0〜6.0％の範囲
内においてこのマグネシウムはアルミニウムマト
リツクス中に殆んど固溶し、金属間化合物を作つ
ても少量で且つ微細であり、その影響は問題とな
らない。 また本発明においてマグネシウムの添加量を上
記範囲に限定した理由は、３％未満では磁気デイ
スク用基板として製造或いは使用する過程におい
て充分な機械的強度が得られず、また６％を越え
て添加するとAl−Mg金属間化合物が生成される
と共に、溶解、鋳造および加熱時の高温酸化によ
りMgOなど非金属介在物の生成が促進されるか
らである。 またマンガン、クロム、鉄、シリコン、チタン
はAl−Mn、Al−Mn−Fe、Al−Cr、Al−Cr−
Mn、Al−Fe、Al−Fe−Si、Mg−Si、Al−Tiな
どの金属間化合物を生成するためなるべく少ない
方が好ましく、その含有量がマンガン0.4％、ク
ロム0.03％、鉄0.1％、シリコン0.2％、チタン
0.02％を夫々越えると直径7μを越える粗大な金属
間化合物を生成し易くなる。またマンガンとクロ
ムから生成されるAl−Mn−Fe、Al−Cr、Al−
Cr−Mnなどの金属間化合物は粗大で且つ硬いた
め基板の表面精度と清浄度に特に悪影響を及ぼし
易い。このためマンガンとクロムのうち、クロム
の量を0.01％以下におさえると表面精度と清浄度
の向上に効果があり、更にマンガンとクロムの量
を夫々0.01％以下に低く抑えることにより一段と
効果を向上させることができる。 なおアルミニウム合金中に不可避的に含まれる
上記以外の不純物、例えば銅や亜鉛はアルミニウ
ムマトリツクス中に固溶し、金属間化合物を生成
しないため基板の表面状態に悪影響を及ぼすこと
が少ない。 しかして上記組成範囲にあるアルミニウム合金
で形成された磁気デイスク用アルミニウム基板は
金属間化合物や非金属介在物の生成量が少なく、
しかもこれら介在物の直径がほとんど7μ以下と
微細であり、特に基板表面に分散する直径7μ以
上の介在物の数が１mm²当り１個以下で、かつ3μ
以上の介在物についてみてもその数がきわめて少
ない場合に、研磨後において優れた表面精度と清
浄度とが得られ、信頼性の高い高密度用磁気デイ
スク基板が得られる。 また上記組成のアルミニウム合金からなる板材
を皮材とし、これと異なる組成のアルミニウム合
金を芯材とし、この芯材の片面または両面にクラ
ツドした磁気デイスク用アルミニウム基板でも良
い。この基板の製造方法としては皮材と、面削し
た芯材とを重ね合わせてこれを熱間圧延して接合
することにより得られる。磁気デイスク用アルミ
ニウム基板は前述の如く表層部の状態が、磁気デ
イスク用としての性能に大きく影響するが上記の
如き組成のアルミニウム合金を皮材として表層部
にのみ用いることにより経済的に基板を製造する
ことができる。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 第２表の合金Ｅおよび合金Ｆに示す組成のアル
ミニウム合金を溶解し、この溶湯を間隙10μ以下
のフイルターに通過させて粗大な介在物を除去し
た後、造塊し、両面について面削して360mm×
1000mm×2000mmの鋳塊とし、次いでこれを450℃
で５時間加熱処理し、更にこれを550℃で12時間
加熱処理して添加元素と不純物を固溶、分散させ
る。次にこの鋳塊を熱間圧延して板厚５mmとした
後、更に板厚２mmみまで冷間圧延し、次いでこの
板材を打抜き加工して外径360mmφ、内径160mmφ
の中空円板とし、しかる後これを360℃で４時間
焼鈍して磁気デイスク用アルミニウム基板（No.１
〜No.２）を得た。 このようにして得られた基板の片面を切削加工
した後、更にバフ研磨して仕上げ、この表面の精
度（アラサ）と清浄度（介在物の数）を測定し
た。またこの基板の引張強さ、耐力、伸び、硬さ
など機械的性能についても夫々測定し、これらの
測定結果と、これに基づく総合判定を夫々第３表
に示した。 なお表面の精度についてはアルミニウム合金基
板の表面を、酸化アルミニウム粉を研磨粉とし
て、通常のバフ研磨をした後、表面アラサ計を用
いて、最大の表面アラサ（Rmax、μ）を測定し
た。また表面の清浄度については上記研磨後の表
面を顕微鏡で観察した。評価の方法は400倍の倍
率で１mm²の視野内に存在する介在物を3μ、5μ、
7μ、10μ以上の４種類に分類して、それぞれの個
数をカウントしたものである。尚介在物の大きさ
は、その最大径を粒径として測定した。又測定精
度向上のため１つの基板表面について、20点測定
し、介在物各粒経の個数を20ケ所の最小、最大値
の範囲で表示した。また磁気デイスク用アルミニ
ウム基板の特性についての総合判定は、表面精
度、清浄度および機械的性能のいずれも良好なも
のを「〇」、やや良好なものを「△」、それ以外の
ものを「×」として表示した。 比較例 １ 第２表の合金Ａ、合金Ｂ、合金Ｇ〜合金Ｌに示
す、本発明に規定する範囲外の組成のアルミニウ
ム合金についても、上記実施例と同様の方法で中
空円板状の磁気デイスク用アルミニウム基板（No.
３〜No.10）を製造した。この基板についても切削
加工、研磨加工して表面を仕上げた後、上記実施
例と同様に各種の特性を測定し、その結果を第３
表に併記した。 従来例 １ 第２表に示す従来のAA5086合金を用いて上記
実施例と同様の方法で磁気デイスク用基板（No.
11）を製造し、これについても研磨後の各種特性
を測定してその結果を第３表に併記した。

【表】

【表】 上表の結果から明らかな如く本発明品はアラサ
が0.03μ以下と表面精度にきわめて優れ、しかも
介在物の直径が7μ以上のものが基板１mm²当り１
個以下、3μ以上のものでも３〜７個以下と欠陥
がきわめて少なく清浄度に優れ、しかも機械的特
性も従来のAA5086を用いたものと同等以上であ
り、種々の優れた特性を有することが確認され
た。 また比較例において、マンガンとクロムが夫々
本発明に規定する範囲を越えるNo.３、No.４のもの
は表面精度、清浄度とも本発明品より劣つてい
る。 またマグネシウムが少ないNo.５のものは機械的
特性が劣り、またマグネシウム、鉄、シリコン、
マンガン、クロムが夫々本発明に規定する範囲を
越えるNo.６〜No.10のものは表面精度、清浄度とも
何れも本発明品より著しく劣つている。更に従来
のAA5086を用いたNo.11のものは充分な表面精度
が得られないと共に、加熱工程において介在物が
成長し粗大化することが認められた。 以上説明した如く本発明によれば、粗大な非金
属介在物を除去し金属間化合物と非金属介在物を
生成する元素の含有量を低く抑えて、その生成量
を少なくすると共に微細化し一方ではMgの量を
制御することにより、機械的強度をそこなわない
ようにし研磨後の表面精度と清浄度を高めて、磁
性体被覆形成後の欠陥のきわめて少ない磁気デイ
スク基板が得られるという顕著な効果を有するも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マグネシウム3.0〜6.0重量％、マンガン0.01
   重量％以下、クロム0.01重量％以下、鉄0.1重量
   ％以下、シリコン0.2重量％以下、チタン0.02重
   量％以下、残部アルミニウムと前記以外の不可避
   的に含まれる不純物とからなる磁気デイスク用ア
   ルミニウム基板。