JP2001181760A - beta TYPE TITANIUM ALLOY MATERIAL FOR TOP CLAMP OF MAGNETIC RECORDING DEVICE AND TOP CLAMP - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the material for a top clamp of a magnetic recording device and a top clamp 1 free from the generation of distortion even when used for fixing a magnetic recording disk made of glass to a magnetic recording device, i.e., the material for a top clamp and a top clamp 1 having a thermal expansion coefficient close to that of glass to form into the base of a magnetic recording disk made of glass and moreover satisfying other properties required for the top clamp 1. SOLUTION: This β type titanium alloy material for the top clamp of a magnetic recording device has a componential composition of a β type titanium alloy such as a β type titanium alloy containing two or more kinds among V, Al, Cr, Sn, Zr, Fe and Mo, and the balance Ti with inevitable impurities and has a thermal expansion coefficient of 7.8 to 8.9×10-6/K.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録装置のトップ
クランプ用β型チタン合金材及び磁気記録装置のトップ
クランプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a .beta.-type titanium alloy material for a top clamp of a magnetic recording apparatus and a top clamp of a magnetic recording apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】磁気記録装置（以下「ＨＤＤ」とい
う。）は、その上部が図２に示すように回転するハブ３
にスペーサーリング４を介して複数枚の磁気記録ディス
ク２をはめ込み、その上に図１に示すトップクランプ１
を載せてボルト５でトップクランプ１を締めつけること
によって磁気記録ディスク２を固定するようになってい
るものである。なお、符号の６は、磁気ヘッドである。
従来のＨＤＤは、その磁気記録ディスク２としてアルミ
ニウム製のものが使用され、またこのアルミニウム製磁
気記録ディスクを固定するトップクランプ１としてＳＵ
Ｓ４２０Ｊ２（Ｃ：０．２６〜０．４０％，Ｓｉ：１．
００％以下，Ｍｎ：１．００％以下，Ｐ：０．０４０％
以下，Ｓ：０．０３０％以下，Ｃｒ：１２．００〜１
４．００％：残部Ｆｅ）又はＳＵＳ４１０（Ｃ：０．１
５％以下，Ｓｉ：１．００％以下，Ｍｎ：１．００％以
下，Ｐ：０．０４０％以下，Ｓ：０．０３０％以下，Ｃ
ｒ：１１５００〜１３．５０％：残部Ｆｅ）の表面にＮ
ｉめっきをしたものが使用されていた。2. Description of the Related Art A magnetic recording apparatus (hereinafter referred to as "HDD") has a hub 3 whose upper part rotates as shown in FIG.
A plurality of magnetic recording disks 2 are fitted through a spacer ring 4 and a top clamp 1 shown in FIG.
And the top clamp 1 is tightened with the bolt 5 to fix the magnetic recording disk 2. Reference numeral 6 denotes a magnetic head.
In a conventional HDD, an aluminum disk is used as a magnetic recording disk 2 and SU is used as a top clamp 1 for fixing the aluminum magnetic recording disk.
S420J2 (C: 0.26 to 0.40%, Si: 1.
00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.040%
Below, S: 0.030% or less, Cr: 12.00-1
4.00%: balance Fe or SUS410 (C: 0.1
5% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.040% or less, S: 0.030% or less, C
r: 1150 to 13.50%: balance Fe) on the surface
Those plated with i were used.

【０００３】近年このＨＤＤは、記憶容量を大きくする
ため、磁気記録ディスク上のトラック密度が年々大きく
なっており、最近では１μｍの精度で読み書きが出来る
ことが必要になってきている。そのため磁気記録ディス
クの基盤の材料が熱膨張率の大きいアルミニウムから熱
膨張率の小さいガラスに変わりつつある。このガラス製
磁気記録ディスク２を上記のＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵ
Ｓ４１０のトップクランプ１を用いてハブ３に固定する
と、ガラス製磁気記録ディスク２の基盤になるガラスの
熱膨張率が６．９×１０^-6／Ｋ〜８．５×１０^-6／Ｋで
あるのに対して、ＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵＳ４１０の
トップクランプ１の熱膨張率が９．０×１０^-6／Ｋ〜１
０．３×１０^-6／Ｋであるので、熱膨張率の差が大きい
ため、ガラス製磁気記録ディスク１に歪みが生じて読み
書きが出来る精度（トラックセンシングの精度）が低下
し、トラックセンシングの精度が１μｍの場合２５％程
度の不良が発生するという問題があった。In recent years, in order to increase the storage capacity of this HDD, the track density on a magnetic recording disk has been increasing year by year, and recently, it has become necessary to be able to read and write with an accuracy of 1 μm. Therefore, the material of the base of the magnetic recording disk is changing from aluminum having a large coefficient of thermal expansion to glass having a small coefficient of thermal expansion. This magnetic recording disk 2 made of glass is replaced with the above SUS420J2 or SU
When secured to the hub 3 with top clamp 1 of S410, a thermal expansion coefficient of glass which underlies a glass magnetic recording disk 2 is 6.9 × 10 ^-6 /K~8.5×10 ^-6 / K On the other hand, the thermal expansion coefficient of the top clamp 1 of SUS420J2 or SUS410 is 9.0 × 10 ⁻⁶ / K to 1
Since the thermal expansion coefficient is 0.3 × 10 ⁻⁶ / K, the difference in the coefficient of thermal expansion is large, so that the glass magnetic recording disk 1 is distorted, and the accuracy of reading and writing (track sensing accuracy) is reduced. When the accuracy is 1 μm, there is a problem that about 25% of defects occur.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＨＤＤのガ
ラス製磁気記録ディスクを固定するために使用してもガ
ラス製磁気記録ディスクに歪みが生じることがないトッ
プクランプ用材料及びトップクランプ、すなわち熱膨張
率がガラス製磁気記録ディスクの基盤になるガラスの熱
膨張率に近い熱膨張率を有するとともに、トップクラン
プに必要な他の性質を満たしているＨＤＤのトップクラ
ンプ用材料及びトップクランプを提供することを課題と
している。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a top clamp material and a top clamp which do not cause distortion in a glass magnetic recording disk even when used for fixing a glass magnetic recording disk of an HDD. Provided is a top clamp material and a top clamp for an HDD having a coefficient of thermal expansion close to that of glass serving as a base of a glass magnetic recording disk and satisfying other properties required for a top clamp. The challenge is to do.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、トップクランプ用材料及びトップク
ランプに必要な材料の性質、この性質を有する材料につ
いて鋭意研究していたところ、ガラス製磁気記録ディス
クを固定するためにトップクランプに必要な材料の性質
としては、熱膨張率がガラス製磁気記録ディスクの基盤
のガラスの熱膨張率６．９×１０^-6／Ｋ〜８．５×１０
^-6／Ｋに近いものであること、１．５メートルの高さか
ら落としても誤差が生じないようにするためには、ガラ
ス製磁気記録ディスクを押さえる力が３０Ｋｇｆ以上
で、ばねとしての効果も期待できるものであること、重
量を軽くするためには、比強度（０．２％耐力／比重）
が現用のＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵＳ４１０より高い１
４１ＭＰａ以上であることなどの知見を得た。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research on the material of the top clamp material and the material necessary for the top clamp, and the material having this property. As a property of a material necessary for the top clamp for fixing the glass magnetic recording disk, the thermal expansion coefficient of the glass of the base of the glass magnetic recording disk is 6.9 × 10 ⁻⁶ / KＫ8. 5 × 10
^-6 / K, and in order to prevent an error from occurring even when dropped from a height of 1.5 meters, the force for holding down the magnetic recording disk made of glass must be 30 kgf or more, and the effect as a spring In order to reduce the weight, specific strength (0.2% proof stress / specific gravity)
Is higher than the current SUS420J2 or SUS410
It was found that the pressure was 41 MPa or more.

【０００６】また、これらのガラス製磁気記録ディスク
を押さえる力（３０Ｋｇｆ以上）、ばねとしての効果及
び比強度（１４１ＭＰａ以上）を確保するためには、
０．２％耐力が１，２００ＭＰａ以上、ヤング率が９
０，０００ＭＰａ以上であることが必要であること、耐
食性は、現用のＮｉめっきより優れたものであること、
またこれらの性質を満たす材料としては、β型チタン合
金を時効処理したものが適していることなどの知見を得
た。本発明は、これらの知見に基づいて発明をなしたも
のである。In order to secure the force (30 kgf or more) for holding down these glass magnetic recording disks, the effect as a spring, and the specific strength (141 MPa or more),
0.2% proof stress 1,200MPa or more, Young's modulus 9
It is necessary to be not less than 000 MPa, and the corrosion resistance is superior to the current Ni plating.
Further, it has been found that a material obtained by aging a β-type titanium alloy is suitable as a material satisfying these properties. The present invention has been made based on these findings.

【０００７】すなわち、上記課題を解決するために、本
発明の磁気記録装置のトップクランプ用材として、Ｖ，
Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｂ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｙ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｓｉなどのう
ちの２種以上を含有し、残部がＴｉ及び不可避的不純物
からなるβ型チタン合金などのβ型チタン合金の成分組
成を有し、熱膨張率が７．８〜８．９×１０^-6／Ｋ、好
ましくは７．８〜８．５×１０^-6／Ｋであり、かつ溶体
化処理及び時効処理又は冷間加工後時効処理をした場合
の０．２％耐力が１，２００ＭＰａ以上、ヤング率が９
０，０００ＭＰａ以上になるβ型チタン合金材を用いる
ことである。That is, in order to solve the above-mentioned problems, V, V,
Al, Cr, Sn, Zr, Fe, Mo, B, Co, N
i, Nb, Ta, W, Y, REM, Mg, Si, and the like, and a component composition of a β-type titanium alloy such as a β-type titanium alloy including Ti and unavoidable impurities. And has a coefficient of thermal expansion of 7.8 to 8.9 × 10 ⁻⁶ / K, preferably 7.8 to 8.5 × 10 ⁻⁶ / K, and after solution treatment and aging or cold working 0.2% proof stress after aging treatment is 1,200 MPa or more and Young's modulus is 9
That is, a β-type titanium alloy material having a pressure of 000 MPa or more is used.

【０００８】また、上記課題を解決するために、本発明
の磁気記録装置のトップクランプにおいては、Ｖ，Ａ
ｌ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｙ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｓｉなどのうちの
２種以上を含有し、残部がＴｉ及び不可避的不純物から
なるβ型チタン合金などのβ型チタン合金の成分組成を
有し、熱膨張率が７．８〜８．９×１０^-6／Ｋ、好まし
くは７．８〜８．５×１０^-6／Ｋであり、かつ０．２％
耐力が１，２００ＭＰａ以上、ヤング率が９０，０００
ＭＰａ以上のβ型チタン合金材を用いて製造したものと
することである。Further, in order to solve the above-mentioned problems, in the top clamp of the magnetic recording apparatus of the present invention, V, A
1, Cr, Sn, Zr, Fe, Mo, B, Co, Ni,
Nb, Ta, W, Y, REM, Mg, Si, and the like, and has a component composition of β-type titanium alloy such as β-type titanium alloy including Ti and unavoidable impurities. The coefficient of thermal expansion is 7.8 to 8.9 × 10 ⁻⁶ / K, preferably 7.8 to 8.5 × 10 ⁻⁶ / K, and 0.2%
Yield strength is more than 1,200MPa, Young's modulus is 90,000
That is, it is manufactured by using a β-type titanium alloy material of MPa or more.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明について詳細に説明
する。 本発明に用いるβ型チタン合金について 本発明の磁気記録装置のトップクランプ用のチタン合金
は、結晶構造が体心立方晶のβ型チタン合金で、Ｖ，Ａ
ｌ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｙ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｓｉなどのうちの
２種以上、好ましくはＶを８．０〜２５．０％，Ａｌを
１．０〜５．０％，Ｃｒを０．５〜５．０％，Ｓｎを
０．５〜５．０％，Ｚｒを２．５〜８．５％，Ｆｅを
０．５〜３．５％及びＭｏを８．５〜１８．０％などの
うちの２種以上を含有し、残部がＴｉ及び不可避的不純
物からなる成分組成のもの、具体的には、Ｔｉ─２２％
Ｖ−４％Ａｌ，Ｔｉ─１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３％Ｓｎ−
３％Ａｌ，Ｔｉ─１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３％Ａｌ，Ｔｉ─
１１．５％Ｍｏ─６％Ｚｒ−４．５％Ｓｎ，Ｔｉ−１３
％Ｖ─１１％Ｃｒ─３％Ａｌ，Ｔｉ─１０％Ｖ−２％Ｆ
ｅ−３％Ａｌなどのチタン合金である。好ましくはＴｉ
−（２０〜２４）％Ｖ−（３〜５）％（Ｔｉ─２２％Ｖ
−４％Ａｌ合金）などのβ型チタン合金である。このβ
型チタン合金を時効処理すると、下記実施例の No.１に
示すように０．２％耐力、ヤング率、比強度、押さえ強
さが高く、また不良率も低い（０％）ものが得られるの
で、最も好ましいものである。Next, the present invention will be described in detail. Regarding β-type titanium alloy used in the present invention The titanium alloy for the top clamp of the magnetic recording apparatus of the present invention is a β-type titanium alloy having a body-centered cubic crystal structure, and V, A
1, Cr, Sn, Zr, Fe, Mo, B, Co, Ni,
Two or more of Nb, Ta, W, Y, REM, Mg, Si, and the like, preferably 8.0 to 25.0% V, 1.0 to 5.0% Al, and 0.5% Cr. -5. 0%, Sn 0.5-5.0%, Zr 2.5-8.5%, Fe 0.5-3.5% and Mo 8.5- 18.0%. And the balance of which is Ti and inevitable impurities, specifically, Ti 、 22%
V-4% Al, Ti─15% V-3% Cr-3% Sn-
3% Al, Ti {15Mo-5Zr-3% Al, Ti}
11.5% Mo─6% Zr-4.5% Sn, Ti-13
% V─11% Cr─3% Al, Ti─10% V-2% F
e-3% Al and other titanium alloys. Preferably Ti
-(20 to 24)% V- (3 to 5)% (Ti─22% V
-4% Al alloy). This β
When the type titanium alloy is aged, a 0.2% proof stress, a Young's modulus, a specific strength, a high holding strength, and a low defect rate (0%) are obtained as shown in No. 1 of the following examples. So it is the most preferred.

【００１０】次に、本発明に用いるβ型チタン合金の好
ましい組成範囲を上記のように特定した理由を説明す
る。Ｖを８．０〜２５．０％にするのは、Ｖは、Ｔｉ合
金を冷間加工性が良いβ相にするので、そのために含有
させる元素で、８．０％より少ないと単相のβ相になら
ず、２５．０％を超えて含有させると長時間の熱処理が
必要になるとともに、原料コストも高くなるので、その
含有量を上記のとおりとする。Ａｌを１．０〜５．０％
及びＳｎを０．５〜５％にするのは、Ａｌ及びＳｎは、
β相単層のＴｉ合金においては時効処理後の延性を高く
するので、そのために含有させる元素で、その効果は
１．０％又は０．５％より少なくても、また５．０％よ
り多くても得られないので、その含有量を上記のとおり
とする。なお、Ａｌは、工業的に使用されるＶ原料が８
５％Ｖ−１５％Ａｌ又は５０％Ｖ−５０％Ａｌであるの
で、Ｖを添加する場合にはＶの添加量に対応して１％以
上が不可避的に混入するものである。Next, the reason why the preferable composition range of the β-type titanium alloy used in the present invention is specified as described above will be described. The reason why V is set to 8.0 to 25.0% is that V is an element to be contained for the purpose of making the Ti alloy a β phase having good cold workability. If the content exceeds 25.0% without forming the β phase, a long-time heat treatment is required and the cost of raw materials increases, so the content is set as described above. Al is 1.0 to 5.0%
And Sn at 0.5 to 5% is that Al and Sn are:
In a β-phase single-layer Ti alloy, the ductility after aging treatment is increased, so the element to be contained therein has an effect of less than 1.0% or 0.5% or more than 5.0%. Therefore, its content is as described above. In addition, as for Al, V raw material used industrially is 8
Since V is 5% V-15% Al or 50% V-50% Al, when V is added, 1% or more is inevitably mixed according to the amount of V added.

【００１１】Ｃｒを０．５〜５％，Ｚｒを２．５〜８．
５％及びＦｅを０．５〜３．５％にするのは、Ｃｒ，Ｚ
ｒ及びＦｅは、β相を安定化させるので、そのために含
有させる元素である。それぞれの元素において含有量が
上記下限より少ないとβ相を安定化させる効果が少な
く、上記上限より多くいと、溶体化処理後の硬さを低下
するので、その含有量を上記の通りとする。Ｍｏを８．
５〜１８．０％にするのは、Ｍｏは、Ｖと同様にＴｉ合
金を冷間加工性が良いβ相にするので、そのために含有
させる元素で、８．５％より少ないと単相のβ相になら
ず、１８．０％を超えて含有させると長時間の熱処理が
必要になるとともに、融点が高くなるため溶解が困難と
なり、かつ原料コストも高くなるので、その含有量を上
記のとおりとする。[0011] 0.5 to 5% of Cr and 2.5 to 8 of Zr.
5% and Fe to 0.5-3.5% are obtained by adding Cr, Z
r and Fe are elements to be contained for stabilizing the β phase. If the content of each element is less than the above lower limit, the effect of stabilizing the β phase is small, and if it is more than the above upper limit, the hardness after the solution treatment is reduced, so that the content is as described above. Mo is 8.
The reason for setting the content to 5 to 18.0% is that, like V, a Ti alloy becomes a β phase having good cold workability, like V, and is therefore an element to be contained. If the content exceeds 18.0% without forming the β phase, a long-time heat treatment is required, and the melting point becomes high, so that the melting becomes difficult, and the raw material cost becomes high. It is as follows.

【００１２】本発明に用いるβ型チタン合金の熱処理に
ついて 上記β型チタン合金は、熱処理をしないと０．２％耐力
が１，２００ＭＰａ以上、ヤング率が９０，０００ＭＰ
ａ以上にならなので、熱処理をする必要がある。この熱
処理は、７００〜８００℃、好ましくは７３０〜７７０
℃で１０〜６０分加熱した後水冷する溶体化処理をし、
その後４００〜５００℃で２時間以上加熱後冷却、好ま
しくは４３０〜４７０℃で３〜１０時間加熱後空冷する
時効処理を行うか、又は冷間加工のままのものを４００
〜５００℃で０．５時間以上加熱後冷却、好ましくは４
３０〜４７０℃で０．５〜１０時間加熱後空冷する時効
処理を行うことである。溶体化処理をしたものの０．２
％耐力が１，２００ＭＰａ以上になる時効時間と時効温
度の範囲は、図３に示すとおりである。Heat treatment of β-type titanium alloy used in the present invention The above-mentioned β-type titanium alloy has a 0.2% proof stress of 1,200 MPa or more and a Young's modulus of 90,000 MP without heat treatment.
Since it is more than a, it is necessary to perform a heat treatment. This heat treatment is performed at 700 to 800 ° C., preferably 730 to 770.
After heating at 10 ° C for 10 to 60 minutes, a solution treatment of cooling with water is performed,
After that, it is heated at 400 to 500 ° C. for 2 hours or more and then cooled, preferably, it is heated at 430 to 470 ° C. for 3 to 10 hours and then air-cooled.
After heating at ~ 500 ° C for 0.5 hours or more, cooling, preferably 4 hours
Aging treatment is performed by heating at 30 to 470 ° C. for 0.5 to 10 hours and then air cooling. 0.2% after solution treatment
The range of the aging time and aging temperature at which the% proof stress is 1,200 MPa or more is as shown in FIG.

【００１３】本発明に用いるβ型チタン合金材及びトッ
プクランプの熱膨張率について トップクランプの熱膨張率は、固定する磁気記録ディス
クの熱膨張率より大幅に大きか又は小さいと、磁気記録
ディスクの外側方向又は内側方向に応力がかかり、磁気
記録ディスクに歪みが生じてトラックセンシングの精度
が低下するので、磁気記録ディスクの熱膨張率に近いほ
ど好ましい。ガラス製磁気記録ディスクを固定する場
合、ガラス製磁気記録ディスクの基盤であるガラスの熱
膨張率が６．９×１０^-6／Ｋ〜８．９×１０^-6／Ｋであ
るので、この熱膨張率に近いほうが好ましいが、β型チ
タン合金の熱膨張率は、通常７．８〜８．９×１０^-6／
Ｋであり、またこの熱膨張率のものでもガラス製磁気記
録ディスクに歪みを生じさせることがないので、本発明
のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン合金材及びＨＤ
Ｄのトップクランプの熱膨張率を７．８〜８．９×１０
^-6／Ｋとする。Regarding the coefficient of thermal expansion of the β-type titanium alloy material and the top clamp used in the present invention, if the coefficient of thermal expansion of the top clamp is much larger or smaller than the coefficient of thermal expansion of the fixed magnetic recording disk, Since stress is applied in the outward direction or the inward direction, and the magnetic recording disk is distorted, the accuracy of track sensing is reduced. Therefore, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the magnetic recording disk be closer to that of the magnetic recording disk. When fixing the glass magnetic recording disk, since the thermal expansion coefficient of the glass is the basis of glass magnetic recording disk is a ^{6.9 × 10 -6 /K~8.9×10 -6 / K} , the thermal Although it is preferable that the coefficient of thermal expansion is close to the coefficient of expansion, the coefficient of thermal expansion of the β-type titanium alloy is usually 7.8 to 8.9 × 10 ⁻⁶ /
K and the thermal expansion coefficient does not cause distortion in the glass magnetic recording disk. Therefore, the β-type titanium alloy material for the top clamp of the HDD of the present invention and the HD
The thermal expansion coefficient of the top clamp of D is 7.8 to 8.9 × 10
^-6 / K.

【００１４】本発明に用いるβ型チタン合金材及びトッ
プクランプの０．２％耐力及びヤング率について トップクランプは、ＨＤＤを１．５メートル程度の高さ
から落下しても誤差が生じないようにガラス製磁気記録
ディスクを押さえる力が３０Ｋｇｆ以上必要であり、ま
た重量を軽くするため、比強度が従来のトップクランプ
のＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵＳ４１０より高い１４１Ｍ
Ｐａ以上である必要があり、また衝撃を吸収できるよう
にばねとしても期待されるものである。これら機能を持
たせるためには、０．２％耐力が１，２００ＭＰａ以上
であり、かつヤング率が９０，０００ＭＰａ以上である
必要がある。0.2% proof stress and Young's modulus of β-type titanium alloy material and top clamp used in the present invention The top clamp is designed so that an error does not occur even if the HDD is dropped from a height of about 1.5 meters. The force required to hold the glass magnetic recording disk must be 30 kgf or more, and the specific strength is 141 M higher than that of the conventional top clamp SUS420J2 or SUS410 in order to reduce the weight.
It must be Pa or more, and is also expected as a spring so that it can absorb impact. In order to provide these functions, it is necessary that the 0.2% proof stress is 1,200 MPa or more and the Young's modulus is 90,000 MPa or more.

【００１５】そのため、本発明のＨＤＤのトップクラン
プ用β型チタン合金材においては、熱処理後の０．２％
耐力が１，２００ＭＰａ以上で、かつヤング率が９０，
０００ＭＰａ以上になるものとし、本発明のＨＤＤのト
ップクランプは、０．２％耐力を１，２００ＭＰａ以上
で、かつヤング率が９０，０００ＭＰａ以上とのものと
し、その形状を皿ばねとして設計するものである。０．
２％耐力が１，２００ＭＰａより低いと、ねじで押さえ
つけた時に永久変形が生じて押さえる力が３０Ｋｇｆ以
上にならない。またヤング率が９０，０００ＭＰａより
低いと、トップクランプの厚さを厚くする必要があるた
め、重量を重くするので、ヤング率は９０，０００ＭＰ
ａ以上にする必要がある。下記表１の本発明例 No.３の
β型チタン合金の０．２％耐力とヤング率の関係を図４
に示す。β型チタン合金は、０．２％耐力とヤング率が
直線的に比例しない点に特徴がある。Therefore, in the β-type titanium alloy material for a top clamp of an HDD of the present invention, 0.2%
The proof stress is 1,200MPa or more and the Young's modulus is 90,
The top clamp of the HDD of the present invention has a 0.2% proof stress of 1,200 MPa or more and a Young's modulus of 90,000 MPa or more, and is designed as a disc spring. It is. 0.
If the 2% proof stress is lower than 1,200 MPa, permanent deformation occurs when pressed with a screw, and the pressing force does not exceed 30 kgf. If the Young's modulus is lower than 90,000 MPa, it is necessary to increase the thickness of the top clamp, so that the weight is increased.
a must be greater than or equal to a. FIG. 4 shows the relationship between the 0.2% proof stress and the Young's modulus of the β-type titanium alloy of Invention Example No. 3 in Table 1 below.
Shown in β-type titanium alloys are characterized in that 0.2% proof stress and Young's modulus are not linearly proportional.

【００１６】本発明に用いるβ型チタン合金材及びトッ
プクランプの耐食性について トップクランプを使用している状態において錆が発生
し、この錆が剥離して落下すると、ガラス製磁気記録デ
ィスクに疵を付けるので、トップクランプ用材料には現
用のＮｉめっきと同等、またはそれ以上の耐食性を有す
るものが必要である。β型チタン合金は、Ｎｉめっき以
上の耐食性を有するので、耐食性の面からもトップクラ
ンプ用材料として適したものである。上記のようにＴｉ
─２２％Ｖ−４％Ａｌのβ型チタン合金は、熱膨張率が
８．６×１０^-6／Ｋ以下あって他のβ型チタン合金と同
等であるが、他の性質を考慮すると、ガラス製磁気記録
ディスクを固定するためのトップクランプ用として最も
好ましいものである。また熱膨張率の好ましい範囲を
７．８〜８．６×１０^-6／Ｋとしたのは、トップクラン
プ用として最も好ましい材料であるＴｉ−２２％Ｖ−４
％Ａｌのβ型チタン合金の熱膨張率であるからである。Corrosion resistance of the β-type titanium alloy material and the top clamp used in the present invention Rust is generated in a state where the top clamp is used, and when the rust is peeled off and dropped, the magnetic recording disk made of glass is scratched. Therefore, the material for the top clamp needs to have a corrosion resistance equal to or higher than that of the current Ni plating. Since β-type titanium alloy has corrosion resistance higher than that of Ni plating, it is also suitable as a material for top clamp from the viewpoint of corrosion resistance. As mentioned above,
The β-type titanium alloy of ─22% V-4% Al has a coefficient of thermal expansion of 8.6 × 10 ⁻⁶ / K or less and is equivalent to other β-type titanium alloys, but considering other properties, It is most preferable for a top clamp for fixing a glass magnetic recording disk. Further, the preferable range of the coefficient of thermal expansion is set to 7.8 to 8.6 × 10 ⁻⁶ / K, because Ti-22% V-4, which is the most preferable material for the top clamp, is used.
This is because it is the coefficient of thermal expansion of the β-type titanium alloy of% Al.

【００１７】次に、本発明の磁気記録装置のトップクラ
ンプの製造方法について 本発明の磁気記録装置のトップクランプの製造方法は、
その一例を説明すると、冷間加工によって製造されたβ
型チタン合金の０．５〜０．７ｍｍの薄板を冷間におい
て図１に記載したような形にプレスで打ち抜き、バリ取
りをした後そのまま又は溶体化処理した後に図３に示す
条件の範囲内などにおいて時効処理をし、バレル研磨を
してトップクランプとするものである。Next, a method of manufacturing the top clamp of the magnetic recording device of the present invention will be described.
To explain one example, β produced by cold working
In the range of the conditions shown in FIG. 3, a thin plate of 0.5 to 0.7 mm of a titanium alloy is cold-pressed into a shape as shown in FIG. 1 by a press, deburred and directly or after solution treatment. For example, aging treatment is performed and barrel polishing is performed to form a top clamp.

【００１８】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例 下記表１の本発明例及び比較例の成分組成の合金を通常
の方法でφ３５ｍｍの棒材及び０．５ｍｍ又は０．７ｍ
ｍの薄板を製造した。この棒材からφ５．０ｍｍ、長さ
５０ｍｍの熱膨張率測定用の試験片を作製し、これらの
試験片を下記表１の熱処理条件で熱処理をし、日本電子
材料工業会制定の「金属材料の平均線膨張試験方法 Ｅ
ＭＡＳ−１００５」により各試験片の熱膨張率を測定
し、その結果を下記表２に記載した。Embodiments of the present invention will be described below. Example An alloy having the composition of the present invention and the comparative example shown in Table 1 below was prepared by a usual method using a bar having a diameter of 35 mm and a length of 0.5 mm or 0.7 mm.
m were prepared. From this rod material, test pieces having a diameter of 5.0 mm and a length of 50 mm for measuring the coefficient of thermal expansion were prepared, and these test pieces were heat-treated under the heat treatment conditions shown in Table 1 below. Average linear expansion test method E
MAS-1005 "was used to measure the coefficient of thermal expansion of each test piece, and the results are shown in Table 2 below.

【００１９】さらに、この棒材から平行部が直径８ｍｍ
のJIS ４号の引張試験片を作製し、表１に示した熱処理
条件で熱処理をし、引張試験をし、０．２％耐力、伸び
を測定し、その結果からヤング、比強度を計算してその
結果を下記表２に記載した。また、０．５ｍｍ又は０．
７ｍｍの薄板から６０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍ又は
０．７ｍｍの耐食性試験用の試験片を作製し、表１に示
した熱処理条件で熱処理をし、更に比較例の No.７及び
８のものはＮｉめっきをし、これらの試験片を用いてＪ
ＩＳ Ｚ ２３７１の塩水噴霧試験法に準じて１０％硝
酸溶液を用いるステンレス鋼の試験方法により耐食性を
試験した。その試験結果を比較例の No.１のＮｉめっき
したものと同等以上のものを○とし、やや劣るものを
△、劣るものを×として下記表２に記載した。Further, a parallel portion having a diameter of 8 mm
A JIS No. 4 tensile test piece was prepared, heat-treated under the heat treatment conditions shown in Table 1, subjected to a tensile test, measured for 0.2% proof stress and elongation, and the Young and specific strength were calculated from the results. The results are shown in Table 2 below. Also, 0.5 mm or 0.5 mm.
A 60 mm × 80 mm × 0.5 mm or 0.7 mm test piece for corrosion resistance test was prepared from a 7 mm thin plate, heat-treated under the heat treatment conditions shown in Table 1, and those of Comparative Examples No. 7 and 8 were Ni-plated, and J
Corrosion resistance was tested by a stainless steel test method using a 10% nitric acid solution according to the salt spray test method of IS Z 2371. The results of the test are shown in Table 2 below, where ○ indicates that the sample is equivalent to or more than the Ni-plated No. 1 of the comparative example, Δ indicates that the test is slightly inferior, and x indicates that the test is inferior.

【００２０】[0020]

【表１】 [Table 1]

【００２１】次に、０．５ｍｍ又は０．７ｍｍの薄板か
ら上記トップクランプの製造方法と同じ方法で外径が３
４ｍｍの図１に示すような形状のトップクランプを冷間
においてプレスで打ち抜き、バリ取り後表１に示した熱
処理条件で熱処理をし、バレル研磨をし、更に比較例の
No.７及び８のものはＮｉめっきをして各２０個ずつの
トップクランプを製造した。これらのトップクランプを
図２に示すような状態にねじで締めつけて押さえ強さを
測定し、その結果を下記表２に記載した。また、これら
のトップクランプを図２に示すように基盤のガラスの熱
膨張率が８．５××１０^-6／Ｋのガラス製磁気記録ディ
スクを固定するために使用して室温でトラックセンシン
グを行い、その後ＨＤＤ全体を８０℃に加熱してトラッ
クセンシングを行い、室温でトラックセンシングを行っ
たものと比較してその差が１μｍ以上のものを不良とし
た。この試験を各２０個ずつのトップクランプを用いて
行い、その不良率を表２に記載した。Next, an outer diameter of 3 mm is prepared from a thin plate of 0.5 mm or 0.7 mm in the same manner as the above-described method of manufacturing the top clamp.
A 4 mm top clamp having a shape as shown in FIG. 1 was punched out by a press in a cold state, and after deburring, heat-treated under the heat treatment conditions shown in Table 1, and barrel-polished.
Nos. 7 and 8 were plated with Ni to produce 20 top clamps each. These top clamps were tightened with a screw in a state as shown in FIG. 2 and the pressing strength was measured. The results are shown in Table 2 below. Also, as shown in FIG. 2, these top clamps are used to fix a magnetic recording disk made of glass having a substrate having a thermal expansion coefficient of 8.5 × 10 ⁻⁶ / K, and track sensing is performed at room temperature. After that, the entire HDD was heated to 80 ° C. to perform track sensing, and those having a difference of 1 μm or more as compared with those subjected to track sensing at room temperature were regarded as defective. This test was performed using 20 top clamps each, and the defective rate is shown in Table 2.

【００２２】[0022]

【表２】 [Table 2]

【００２３】これらの結果によると、本発明例のもの
は、いずれも熱膨張率が８．４×１０ ^-6／Ｋ又は８．５
×１０^-6／Ｋであり、押さえ強さが３５Ｋｇｆ以上、耐
食性がＮｉめっきしたもの以上、比強度が２４５ＭＰａ
以上、不良率が０％であった。これに対して、ＳＵＳ４
１０を使用し、熱処理をした後、Ｎｉめっきをして製造
した比較例 No.７のものは、熱膨張率が９．９×１０^-6
／Ｋと本発明のものより高く、不良率も２０％であっ
た。さらに、ＳＵＳ４２０Ｊ２を使用し、熱処理をした
後、Ｎｉめっきをして製造した比較例 No.８のものは、
熱膨張率が１０．３×１０^-6／Ｋと本発明のものより高
く、不良率が２５％であった。また、ＳＵＳ４２０Ｊ２
を使用し、熱処理した後Ｎｉめっきをしないで製造した
比較例 No.９のものは、熱膨張率が１０．３×１０^-6／
Ｋと本発明のものより高く、不良率も２５％であり、ま
た耐食性も劣っていた。According to these results, the results of the present invention were obtained.
Have a coefficient of thermal expansion of 8.4 × 10 ^-6/ K or 8.5
× 10^-6/ K, holding strength of 35 kgf or more,
Corrosion is higher than that of Ni plating, specific strength is 245MPa
As described above, the defect rate was 0%. In contrast, SUS4
After heat treatment using 10 and Ni plating
Comparative Example No. 7 having a thermal expansion coefficient of 9.9 × 10^-6
/ K is higher than that of the present invention, and the defect rate is 20%.
Was. Furthermore, heat treatment was performed using SUS420J2.
Then, Comparative Example No. 8 manufactured by Ni plating
Thermal expansion coefficient is 10.3 × 10^-6/ K and higher than that of the present invention
And the defect rate was 25%. Also, SUS420J2
Manufactured without Ni plating after heat treatment
Comparative Example No. 9 had a coefficient of thermal expansion of 10.3 × 10^-6/
K is higher than that of the present invention, and the defect rate is 25%.
The corrosion resistance was also poor.

【００２４】また、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６を使用
し、溶体化熱処理をして製造した比較例 No.10と No.11
のものは、熱膨張率が１７．３×１０^-6／Ｋと１６．０
×１０^-6／Ｋであって非常に高く、また比強度も低いた
め押さえ強さが２２Ｋｇｆと２０Ｋｇｆであって低く、
不良率が１００％であった。また、β型チタン合金を使
用し、熱処理において時効処理を行わずに製造した比較
例 No.12のものは、熱膨張率が８．０×１０^-6／Ｋであ
ったが、耐力とヤング率が本発明より低く、また耐力が
低いため、押さえ強さが２０Ｋｇｆであり、不良率が２
５％であった。Further, Comparative Examples No. 10 and No. 11 were manufactured by using SUS304 and SUS316 and performing a solution heat treatment.
Has a coefficient of thermal expansion of 17.3 × 10 ⁻⁶ / K and 16.0.
× 10 ⁻⁶ / K, which is very high, and the specific strength is low, so the holding strength is 22 Kgf and 20 Kgf, which is low.
The defect rate was 100%. In Comparative Example No. 12 manufactured by using a β-type titanium alloy and not performing the aging treatment in the heat treatment, the coefficient of thermal expansion was 8.0 × 10 ⁻⁶ / K. Rate is lower than that of the present invention and the yield strength is low, so that the holding strength is 20 kgf and the defective rate is 2 kgf.
5%.

【００２５】また、α＋β型チタン合金を使用し、熱処
理において時効処理を行わずに製造した比較例 No.13の
ものは、熱膨張率が９．０×１０^-6／Ｋであったが、耐
力が本発明のものより低く、押さえ強さが３０Ｋｇｆで
あり、不良率が１０％であった。また、α型チタン合金
を使用し、溶体化熱処理後に時効処理を行わなかった比
較例 No.14のものは、熱膨張率が９．4 ×１０^-6／Ｋで
あったが、耐力が本発明のものより低く、押さえ強さが
２７Ｋｇｆと低く、不良率が２０％であった。また、純
Ｔｉを使用し、焼なましを行って製造した比較例 No.15
のものは、熱膨張率が本発明の範囲内であったが、０．
２％耐力と比強度が１Ｋｇｆと６８ＭＰａであって非常
に低く、不良率が１００％であった。In Comparative Example No. 13 manufactured using an α + β type titanium alloy without aging treatment in heat treatment, the coefficient of thermal expansion was 9.0 × 10 ⁻⁶ / K. The yield strength was lower than that of the present invention, the holding strength was 30 kgf, and the defect rate was 10%. In Comparative Example No. 14 using an α-type titanium alloy and not performing aging treatment after solution heat treatment, the coefficient of thermal expansion was 9.4 × 10 ⁻⁶ / K, but the proof stress was not as high as that of Comparative Example No. 14. It was lower than that of the invention, the holding strength was as low as 27 kgf, and the defect rate was 20%. Comparative Example No. 15 manufactured by annealing using pure Ti
Although the coefficient of thermal expansion was within the range of the present invention,
The 2% proof stress and the specific strength were 1 Kgf and 68 MPa, which were extremely low, and the defect rate was 100%.

【００２６】[0026]

【発明の効果】本発明は、上記構成にしたことにより、
次のような優れた効果を奏する。 （１）本発明のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン合
金材の熱処理したもの及びこの合金材を使用して製造し
たトップクランプは、熱膨張率がガラス製磁気記録ディ
スクの基盤のガラスに近いので、使用した場合ガラス製
磁気記録ディスクに歪みが殆ど発生しないため、歪みに
起因する不良率が０になる。 （２）本発明のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン合
金材は熱処理することにより０．２％耐力及びヤング率
が高く、比強度も高くすることができ、また本発明のト
ップクランプは、０．２％耐力及びヤング率が高く、比
強度も高いので、トップクランプを軽くすることができ
る。 （３）本発明のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン合
金材及びトップクランプは、耐食性が優れているので、
Ｎｉめっきなどの表面処理をする必要がない。According to the present invention, the above-described configuration enables
It has the following excellent effects. (1) The heat-treated β-type titanium alloy material for the top clamp of the HDD of the present invention and the top clamp manufactured using this alloy material have a coefficient of thermal expansion close to that of the base glass of the magnetic recording disk made of glass. When used, almost no distortion occurs in the glass magnetic recording disk, so that the defect rate due to the distortion becomes zero. (2) The β-type titanium alloy material for the top clamp of the HDD according to the present invention can have a high 0.2% proof stress and a high Young's modulus and a high specific strength by heat treatment. Since the 2% proof stress and the Young's modulus are high and the specific strength is high, the top clamp can be lightened. (3) Since the β-type titanium alloy material and the top clamp for the top clamp of the HDD of the present invention have excellent corrosion resistance,
There is no need for surface treatment such as Ni plating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のＨＤＤのトップクランプの一例を説明
するための平面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）であ
る。FIGS. 1A and 1B are a plan view and an AA sectional view, respectively, for explaining an example of a top clamp of an HDD according to the present invention.

【図２】本発明のＨＤＤのトップクランプの一例の使用
状態を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a use state of an example of a top clamp of the HDD of the present invention.

【図３】本発明のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン
合金材及びトップクランプを溶体化処理した後時効処理
する場合の時効時間と時効温度の範囲を示す図である。FIG. 3 is a view showing a range of aging time and aging temperature in a case where a β-type titanium alloy material for a top clamp and a top clamp of an HDD according to the present invention are solution-treated and then subjected to an aging treatment.

【図４】本発明のＨＤＤのトップクランプ用β型チタン
合金材を熱処理したものの０．２％耐力とヤング率の関
係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the 0.2% proof stress and the Young's modulus of a heat-treated β-type titanium alloy material for a top clamp of an HDD of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ トップクランプ ２ 磁気記録ディスク ３ ハブ ４ スペーサーリング ５ ボルト ６ 磁気ヘッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top clamp 2 Magnetic recording disk 3 Hub 4 Spacer ring 5 Bolt 6 Magnetic head

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 β型チタン合金の成分組成を有し、熱膨
張率が７．８〜８．９×１０^-6／Ｋであることを特徴と
する磁気記録装置のトップクランプ用β型チタン合金
材。1. A β-type titanium for a top clamp of a magnetic recording apparatus, having a component composition of a β-type titanium alloy and having a coefficient of thermal expansion of 7.8 to 8.9 × 10 ⁻⁶ / K. Alloy material. 【請求項２】 上記β型チタン合金がＶ，Ａｌ，Ｃｒ，
Ｓｎ，Ｚｒ，Ｆｅ及びＭｏのうちの２種以上を含有し、
残部がＴｉ及び不可避的不純物からなるものであること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録装置のトップクラ
ンプ用β型チタン合金材。2. The method according to claim 1, wherein the β-type titanium alloy is V, Al, Cr,
Containing two or more of Sn, Zr, Fe and Mo,
2. The β-type titanium alloy material for a top clamp of a magnetic recording device according to claim 1, wherein the balance is made of Ti and unavoidable impurities. 【請求項３】 β型チタン合金の成分組成を有し、熱膨
張率が７．８〜８．９×１０^-6／Ｋであり、かつ０．２
％耐力が１，２００ＭＰａ以上、ヤング率が９０，００
０ＭＰａ以上であることを特徴とする磁気記録装置のト
ップクランプ。3. It has a component composition of a β-type titanium alloy, has a coefficient of thermal expansion of 7.8 to 8.9 × 10 ⁻⁶ / K, and has a coefficient of thermal expansion of 0.2 to 8.9 × 10 ⁻⁶ / K.
% Proof stress is 1,200 MPa or more, Young's modulus is 90,00
A top clamp for a magnetic recording device, wherein the top clamp is at least 0 MPa. 【請求項４】 上記β型チタン合金がＶ，Ａｌ，Ｃｒ，
Ｓｎ，Ｚｒ，Ｆｅ及びＭｏのうちの２種以上を含有し、
残部がＴｉ及び不可避的不純物からなるものであること
を特徴とする請求項３記載の磁気記録装置のトップクラ
ンプ。4. The method according to claim 1, wherein the β-type titanium alloy is V, Al, Cr,
Containing two or more of Sn, Zr, Fe and Mo,
4. The top clamp according to claim 3, wherein the balance is made of Ti and unavoidable impurities.