JPH0347655A - 磁気ディスク基板用アルミニウム合金の製造方法 - 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基板用アルミニウム合金の製造方
法に関し１、特に下地処理メツキにおける無電解メツキ
の密着性を向上し、メツキ上り表面を平滑化、無欠陥化
するものである。

〔従来の技術〕

電子計算機の記録装置に用いられる磁気ディスクには、
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、表面を鏡面研磨し
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作られて
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ピット当りの磁気領域は益
々微小化されると共に、磁気ヘッドと磁気ディスクとの
間隙も減少させることが必要となり、磁性体膜にも薄肉
化と耐摩純性の改善が望まれるようになった。このため
基板を所定の厚さに加工した後、表面を鏡面加工してか
ら磁性体被覆のための下地処理として硬質非磁性金属、
例えばＮ１−Ｐを無電解メツキし、しかる後スパッタリ
ング又はメツキにより磁性体、例えばＣｏ−Ｎ１−Ｐ合
金を被覆した磁気ディスクが使用されている。

このような磁気ディスクの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）軽量で研磨により良好な鏡面が得られ、ピット等
の表面欠陥が現われないこと。

（３）下地処理である無電解メツキの密着性及び表面平
滑性が優れ、メツキ後もピット等の欠陥が現れないこと
。

このような特性を満たす磁気ディスク用基板として、Ｊ
ＩＳ人５０８６合金（Ｍｇ３．５〜４．５ｗ１％。

Ｆｅ≦０．５０ｗｔ％、Ｓｉ≦０．４Ｇｖｔ％、　Ｍｎ
０．２０〜０．７ｗｔ％、　　Ｃｒ　０．０５〜０．２
５ｗ＋％、Ｃｕ≦０．１０ｗｔ％、　　Ｔ　ｉ　＜０．
１５ｗ１％、　　Ｚｎ≦ｔｔ、２５ｗｔ％、　　Ａｄ残
部）（以下ｗｔ％を％と略記）又はＪ　Ｉ　Ｓ　Ａ　５
０８６合金の不純物であるＦｅや８１等を規制してマト
リックス中に生成する金属化合物を小さくした合金や月
５Ａ５０８６合金にメツキ性を改善するＣｕやＺｎを添
加した合金等が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記ＩｉＳ人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ツキの密着性が
劣るため、磁性体の被覆工程又は使用中に無電解メツキ
被覆が剥離することがあるという問題があった。また無
電解メツキの表面平滑性も十分とはいえなかった。また
金属間化合物は、ノッキ前の前処理工程であるジンケー
ト処理時に脱落してピットを生成する。このピットは無
電解メツキ厚さが２０μｍ程度の膜厚であれば、その後
ボリシング研磨を施すことにより消えることが多いが、
昨今メツキ厚さが薄膜化の傾向にあり、メツキ後のボク
シング研磨後もピットが残存する場合が生じてきた。

またアルミニウム合金板を所定の寸法に打ち抜き、ぞの
後切削もしくは研削研磨を施すが、その際金属間化合物
が脱落し、ピット欠陥となる場合もある。このように磁
気ディスクのメツキ性の向上には主としてその基板用ア
ルミニウム合金の金属間化合物数を減らし、大きさも小
さくすることが強く望まれ、種々の対策が講じられてき
たが、必ずしも十分な成果が得られていなかった。

また従来のメツキ合金については、メツキ前処理工程中
の反応性が不安定であり、処理中に局所的な溶解反応が
生じ、メツキ後においても不均一な凹凸を生じることが
多かった。著しい場合には全面にわたって平滑性を阻害
していた。

このようなメツキ表面における不均一な凹凸は、メツキ
表面において白濁した様相を呈し、クララデイ−（雲状
）欠陥と呼ばれている。この欠陥はメツキ膜厚が厚く、
ボリシングによる研磨量が大きい場合には除去が可能で
あったが、近年メツキ厚さの薄膜化及びポリシング研磨
量の減少に伴ないボリシング後におけるこれ等欠陥の残
存が大きな問題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み、合金中の種々の元素の挙動とメツ
キ処理時の反応性について詳細に検討の結果、無電解Ｎ
１−Ｐ合金メツキの密着性やメツキ表面の平滑性向上の
ためには前処理において溶解反応が均一に起り、ジンケ
ート皮膜が薄く緻密に付着し、かつ組織的に結晶粒が微
細であり、金属間化合物の成長が抑制されていることが
必要であると知見された。従来メツキ性の向上にはＺ　
ｒ＋の微量添加が有効とされでいるが、Ｚｎを微量添加
し、かつ鋳造時に比較的大きな速度で冷却することによ
り、従来の鋳造法では不十分であったメツキ皮膜の密着
性、メツキ表面の平滑性、無欠陥性が改善されることが
確認され、更に検討の結果磁気ディスク基板用アルミニ
ウム合金の製造方法を開発したものである。

即ち本発明製造方法の一つは、Ｍｇ２〜７％。

Ｚ　ｎ　０．０５〜ｌ、５％を含み、不純物中Ｓｉ０．
１５％以下、ＦｅＧ、１５９６以下に規制し、残部ＡＡ
と不可避的不純物からなる合金を、板厚２〜１３ｍｍに
鋳造することを特徴とするものである。

また本発明製造方法の他の一つは、Ｍｇ２〜７％、　　
Ｚ　ｎ　０．０５〜１．５％を含み、更にＭ　ｎ　０．
６％以下、Ｃｒ０．３％以下、Ｚｒ０．３％以下Ｔ　＋
　０．２９６以下の範囲内で何れか１種又は２種以上を
含み、不純物中Ｓｉ０．１５％以下、Ｆｅθ、１５％以
下に規制し、残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金を
板厚２〜１３ｍｍに鋳造することを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明において合金組成を上記の如く限定したのは次の
理由によるものである。

Ｍｇは主として強度を得るためのもので、その含有量を
２〜７％と限定したのは、２％未満では十分な強度が得
られず、７％を越えるとＡｌ−Ｍｇ金属間化合物を生成
すると共に溶解鋳造時の高温酸化によりＭｇＯなどの非
金属介在物の生成が著しくなり、ピット不良を発生させ
る原因となるためであり、好ましい範囲は３〜６％であ
る。

Ｚｎは材料中に固溶させた場合、合金の酸及びアルカリ
溶液中ての反応性を均一にし、更にジンケート皮膜を薄
く、均一かつ緻密に付着させ、その後の無電解Ｎ１−Ｐ
合金メツキ皮膜の密着性及び表面平滑性を高める働きを
する。しかしてＺｎ含有量を０．０５〜１．５％と限定
したのは、０．０５％未満ではこれらの効果が不十分で
あり、１．５％を越えると圧延加工性及び耐食性を低下
し、特にメツキ処理工程において材料の耐食性が劣るた
めジンケート処理が不均一となり、メツキの密着性や表
面の平滑性を低下するためである。

Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの何れか１種又は２種以上は均
質化処理時及び／又は熱間圧延、焼鈍時に微細な化合物
として析出し、再結品位を微細化すると共に、その一部
はマトリックス中に固溶し、その強度を向上させる。こ
れらの作用により基板の切削、研磨性が向上し、また結
晶粒微細化、およびこれらの元素のマトリクス中への固
溶は無電解Ｎ１−Ｐ合金メツキ皮膜の密着性も向上させ
る。しかしてＭ　ｎ　０．６％以下Ｃｒ０．３％以下、
Ｚｒ１３％以下、Ｔｉ０．２％以下と限定したのは何れ
も上限を越えると鋳造時のフィルターによる溶湯処理に
おいて過剰の元素が除去されて無駄となるばかりか、粗
大な金属間化合物を生成し、アルカリエツチング及びジ
ンケート処理だけでなく、切削、研磨加工を施す際にも
脱落してピット欠陥となるためである。

不純物中Ｆｅ０．１５％以下、Ｓｉ０．１５％以下と制
限したのは、ＦｅやＳｉはアルミニウム中にほとんど固
溶せず、金属間化合物として析出し、その量が多い場合
にはＡｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−８ｉ系等の粗大な金属
間化合物として多数存在し、基板の切削、研磨及びジン
ケート処理時に脱落してピット欠陥となり易いためであ
る。両地の不純物元素はそれぞれ０．１％以下てあれば
磁気ディスク基板の特性に影響しない。

次に本発明において、鋳造方法を規定したのは、Ｚｎの
固溶量を増加させ、メツキ前処理において酸及びアルカ
リによる反応性を均一にし、ジンケート皮膜を薄（緻密
に付着させ、その結果メツキ皮膜の密着性及びメツキ表
面の平滑性を改善すること、更にＡＡ　−Ｚｎ−Ｍｇ系
２Ｍｇ−Ｚｎ系の化合物の成長を抑制し、それらの脱落
によって生じるピットを防ぐためである。

しかして鋳造板厚を２〜１３ｍｍと規定したのは、２ｍ
ｍ未満では鋳造時に凝固状態が不安定となり、割れ、ピ
ンホール等の欠陥が生じ易くなり、１３ｍｍを越えると
鋳造工程における冷却速度が小さくなり、前述の効果が
表われないためである。

本発明において、板厚２〜１３ｍｍに鋳造する方法とし
ては、水冷ロール法、キャスター法等各種の方法がある
が、何れの方法を採用しても本発明による磁気ディスク
基板の特性を損なうものではない。また鋳造後の熱処理
や加工については常法により行なう。

尚本発明による磁気ディスク基板は、磁性体を被覆する
磁気ディスク基板は勿論、塗布型の磁気ディスク基板に
も使用することができる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例について説明する。

実施例１ 純度９９．９％以上のＡ５地金を溶解し、これに合金元
素を添加して第１表に示す組成に溶製した。これを脱ガ
ス処理した後、フィルター濾過し、水冷ロールにより板
厚６ｍｍ、幅１１００ｍｍの板材に鋳造した。これを４
５０℃で８時間均質化処理した後、圧延により厚さ１．
５ｍｍの板材とした。

この板材から直径９５ｍｍの円板を打抜き、３５０°Ｃ
で２時間焼鈍した後、荒研磨と仕上げ研磨を施して鏡面
に仕上げた。これ等について市販の溶剤により脱脂し、
７０°Ｃの５％Ｈ２Ｓｏ４水溶液で３０秒間エツチング
を施し、室温の３０％ＨＮＯ３水溶液で３０秒間スマッ
ト除去を行なった。続いてジンケート処理を施し、無電
解Ｎ１−Ｐ合金メツキを行なった後、その表面の平滑性
を調べ、更に仕上げ研磨を行なってからメツキ皮膜の外
観欠陥及び密着性を調べた。これ等の結果を従来の月Ｓ
＾５０８６合金（Ｍｇ４％、Ｍｎ０．５％、Ｃｒ０．２
％、Ｆｅ０．２％、Ｓｉ０．０７％。

Ｔｉ０．０１％、　　Ｚ　ｎ　０．０１９６，Ａ　Ｉ残
）と比較して第１表に併記した。

尚、ジンケート処理には、アープ３０２ＺＮ（商品名　
奥野製薬）を用いてダブルジンケート処理し、無電解Ｎ
１−Ｐ合金メツキにはナイフラッド７１９（商品名　奥
野製薬）を用いて行なった。無電解Ｎ１−Ｐ合金メツキ
は厚さ１５μｍ、その後の仕上げ研磨（側布研磨）によ
り２μｍの研摩代を取り、厚さ１３μｍに仕上げた。

表面の平滑性については、Ｎ５ＢＯ６ｆｉｌに規定され
ている中心線粗さＲａを４点の平均値で示した。表面欠
陥の程度については、光学顕微鏡により表面を観察し、
最大長さで３μｍを越える凹又は凸状の局所的な不均一
（ピット等）もしくはその集合体が認められたものをＸ
印、凹凸が存在しないか、もしくは存在しても３μｍ以
下の場合を○印で表示した。密着性については最終仕上
げ研磨後、５０ｍｍ平方のサンプルを切出し、　４００
°Ｃの温度で３０分間加熱し、直ちに常温に水冷してＡ
４合金とＮ１−Ｐ合金の熱膨脹差によるメツキの剥離及
び膨れを調べ、剥離や膨れのないものを◎印、わずかに
生じたものを○印、多数発生したものをＸ印で表わした
（◎及び○印が合格、ｘ印は不合格である）。

第１表から明らかなように、本発明方法によるものは、
従来法によるものと比較し、メツキ表面の平滑性、無欠
陥性、メツキの密着性に優れていることが判る。これに
対し本発明の範囲を外れる比較法によるものは、表面粗
さ、表面欠陥、密着性の何れか一つ以上が劣ることが判
る。

実施例２ 実施例１と同様にして第２表に示す合金を用い、第２表
に示す板厚の鋳造板を作製した。これを実施例１と同様
の加工により厚さ１．５ｍｍ。

直径９．５ｍｍの円板とした後、焼鈍、鏡面仕上げ。

メツキ処理を施し、メツキ後の表面粗度、仕上げ研磨後
の外観欠陥及び密着性について評価した。その結果を第
２表に併記した。

第２表から明らかなように本発明法によるものは、本発
明の範囲から外れる比較法によるものと比較し、表面粗
さ１表面欠陥及び密着性が優れていることが判る。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、得られた磁気ディスク基板
のメツキ表面の平滑性、均一性に優れ、磁気ディスクの
大容量化、高密度化を可能にする等、工業上顕著な効果
を奏するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ２〜７ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜１．５ｗｔ％
   を含み、不純物中Ｓｉ０．１５ｗｔ％以下、Ｆｅ０．１
   ５ｗｔ％以下に規制し、残部Ａｌと不可避的不純物から
   なる合金を、板厚２〜１３ｍｍに鋳造することを特徴と
   する磁気ディスク基板用アルミニウム合金の製造方法。
2. （２）Ｍｇ２〜７ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜１．５ｗｔ％
   を含み、更にＭｎ０．６ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ％
   以下、Ｚｒ０．３ｗｔ％以下、Ｔｉ０．２ｗｔ％以下の
   範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、不純物中Ｓｉ
   ０．１５ｗｔ％以下、Ｆｅ０．１５ｗｔ％以下に規制し
   、残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金を、板厚２〜
   １３ｍｍに鋳造する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の製造方法。