JPH0645845B2 - 高強度磁気デイスク用Ａｌサブストレ−トの製造方法 - Google Patents

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Ａｌサブストレートの製造に係
り、高強度化のニーズに対応し得るディスクサブストレ
ートの製造方法に関する。

(従来の技術及び解決しようとする問題点) 磁気ディスク用サブストレートには、従来よりＪＩＳ５
０８６を基本組成とするアルミニウム合金が素材として
用いられ、調質は平坦度、特に経時による平坦度変化を
防止するためにＯ材で用いられている。

磁気ディスク用サブストレートの高強度化は、ディスク
の薄肉化を可能とし、例えば、同一サイズのドライブ装
置内への収容枚数の増大、軽量化によるドライブモータ
ーの小型化等々の種々の利点をもたらすため、高強度で
平坦度の良いディスクサブストレートの市場ニーズが増
大してきているのが現状である。

然るに、上記従来材によるディスクサブストレートは、
強度的には耐力１３kgf／mm²が上限となっており、薄肉
化を推進する上で強度が不充分であった。また、Ｈ２４
タイプの検討も試みられてはいるものの、必要とする平
坦度が得られず、更にメディア加工工程中で加熱による
変形が生ずる問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決して市場ニーズ
に応えるべくなされたものであって、高強度で且つ平坦
度、特に経時変化のない平坦度の優れた磁気ディスク用
Ａｌサブストレートを安定して得る方法を提供すること
を目的とするものである。

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するためには、本発明においては、各種
実験研究の結果に基づき、アルミニウム合金の組成並び
に製造プロセス条件を併せて規制することにより可能に
したものである。

すなわち、本発明に係る高強度磁気ディスク用Ａｌサブ
ストレートの製造方法は、Ｍg:３〜６％及びＭn:０．０
５〜１％を含み、更に必要に応じてＣu:０．０２〜０．
５％及びＺn:０．１〜０．７％の１種又は２種を含み、
残部がＡｌ及び不純物よりなるアルミニウム合金につ
き、熱間圧延後、最終コイルの冷間加工率が１０〜５０
％の範囲となる冷間圧延を行い、次いでディスクブラン
クを打抜き、該ディスクブランク材の歪取り焼鈍を再結
晶温度以下の温度で行うことを特徴とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、磁気ディスク用サブストレートに素材として用い
るアルミニウム合金の化学成分限定理由を説明する。

Ｍg: Ｍgはサブストレートの強度を得る上で不可欠の元素で
あるが、３％未満では充分な強度が得られず、しかし６
％を超えると、圧延加工性が劣化し、また最終の焼鈍
(歪取り焼鈍又はサブストレート焼鈍)でＡｌ₂Ｍg₃相が
析出するため、Ｍg量は３〜６％とする。

Ｍn: Ｍnは晶出物を増加、成長させず、加工硬化を促進し且
つ焼鈍軟化温度を上げるために必要な元素である。また
ＭnはＦe系晶出物Ａｌ₆Ｆeの一部を置換してＡｌ＜Ｍn・
Ｆe＞をつくるため、サブストレート加工後の表面腐食
を抑制する効果も期待できる。Ｍn量が０．０５％未満
ではそのような効果が充分に得られず、１％を超えると
晶出物が成長するため、Ｍn量は０．０５〜１％とす
る。

Ｃu、Ｚn: 上記元素を必須成分とするが、必要に応じてＣu及び／
又はＺnを適量添加することができる。すなわち、Ｃu、
Ｚnはサブストレートのめっき性を改善するのに有効で
あるので、サブストレートの用途によって添加するが、
添加する場合にはＣu:０．０２〜０．５％、Ｚn:０．１
〜０．７％の範囲とする。Ｃu、Ｚnとも下限値未満では
めっき性の改善に効果が不充分となり、上限値を超える
と晶出物が粗大化するため、好ましくない。

なお、本発明では上記成分のほか、通常不純物として含
まれる限度でＳi、Ｆe、Ｃr、Ｔi等を許容することがで
きる。しかし、Ｓi≦０．４０％、Ｆe≦０．５０％、Ｃ
r≦０．２５％、Ｔi≦０．１５％に規制するのが好まし
い。

次に、上記化学成分のアルミニウム合金を素材としてサ
ブストレートを製造するプロセス条件について説明す
る。

まず、該アルミニウム合金は常法により溶解、鋳造し、
均熱処理、熱間圧延を施してホットコイルを得る。

次いで、必要に応じて中間焼鈍又は冷間圧延と中間焼鈍
を行った後、最終コイルの冷間加工率が１０〜５０％の
範囲となる冷間圧延を行って所定の板厚とする。なお、
中間焼鈍は再結晶温度以上の温度で行う。

加工率を規制する冷間加工の場合、冷間加工率が小さい
と、焼鈍加熱時の再結晶温度が上昇し、軟化曲線も緩や
かになるが、反面、加工硬化による充分な強度が得られ
ない。加工硬化により充分な強度を確保し、且つ再結晶
温度が所定温度以上で軟化曲線が緩やかな範囲とするた
めに、冷間加工率を１０〜５０％、好ましくは１５〜３
０％の範囲にする必要がある。これにより、再結晶温度
が上昇するため、後工程の歪取り焼鈍の温度を上げるこ
とができ、歪矯正に有効であり、更には以後の工程中に
おける加熱に対して変形せず安定となる。また軟化曲線
が緩やかであるので、同一強度レベルの製品を安定して
製造することができると云う利点もある。

上記所定の加工率での冷間加工を行った後は、ディスク
ブランクを打抜き、得られたディスクブランク材に再結
晶温度以下の温度で歪取り焼鈍を行う。次いで、サブス
トレート粗加工及び仕上げ加工を行うが、粗加工の後に
必要に応じてサブストレート焼鈍を施すことができる。
歪取り焼鈍並びにサブストレート焼鈍の温度は、素材の
軟化特性により決定されるものであり、再結晶温度以下
の温度とする。再結晶温度を超える温度とすると充分な
強度が得られず、また本発明に基づく製造工程に供する
素材の場合、再結晶粒が粗大化するため、好ましくな
い。なお、上記冷間加工を所定の加工率で行うので、従
来の製造方法では再結晶温度がせいぜい２４０℃が上限
であったのに対し、本発明では２６０〜３２０℃まで可
能となり、焼鈍効果が顕著となる。

次に、本発明の実施例を示す。

(実施例) 第１表に示す化学成分wt％)を有するアルミニウム合金
をディスク用素材とし、常法により溶解、鋳造し、均熱
処理して熱間圧延により５．４mm厚のホットコイルを得
た。

次いで、所定の板厚まで冷間圧延を行い、中間焼鈍を施
した後、第２表に示す冷間加工率で最終の冷間加工を行
い、ディスクブランクを打抜き、得られたディスクブラ
ンク材に対して同表に示す焼鈍温度でブランク焼鈍を施
し、サブストレート粗加工及び仕上げ加工(粗グライン
ド→Ｄ/Ｔ)を行って１３０φ×４０φ×１．２７tの磁
気ディスクサブストレートを試作した。なお、最終製品
の板厚、ホットコイルの板厚、仕上げ温度等によっては
熱間圧延→冷間圧延→打抜き、或いは熱間圧延→中間焼
鈍→冷間圧延→打抜き等の工程が選択できるのは云うま
でもない。また、一部については、粗加工後に同表に示
す温度でサブストレート焼鈍を施した。

得られたサブストレートについて強度、平坦度を調べる
と共に、金属間化合物の有無乃至程度についても調べ
た。それらの結果を第３表に示す。なお、平坦度につい
ては、サブストレート加工後、加熱を施して経時劣化を
促進させ、レーザー干渉計を用いて平坦度を測定して評
価した。

第３表から明らかなとおり、従来例では強度を上げると
平坦度が劣り、逆に平坦度を向上させると強度が低下す
るのに対し、本発明例の磁気サブストレートはいずれ
も、平坦度が良好で、特に経時の平坦度変化がなく、且
つ従来よりも強度が５０〜７０％程度向上している。な
お、本発明の化学成分範囲外又は製造条件外で得られた
比較例のものは、強度が充分でないか、平坦度又は経時
の平坦度変化に問題があり、或いは金属間化合物に問題
があった。

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、デイスク用素材
の化学成分を規制し、併せて製造プロセス条件をも規制
するので、高強度で、且つ平坦度が優れ、経時の平坦度
変化もない磁気ディスク用サブストレートを得ることが
でき、高強度化の要請に充分応えることが可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で(以下、同じ)、Ｍg:３〜６％及び
   Ｍn:０．０５〜１％を含み、残部がＡｌ及び不純物より
   なるアルミニウム合金につき、熱間圧延後、最終コイル
   の冷間加工率が１０〜５０％の範囲となる冷間圧延を行
   い、次いでディスクブランクを打抜き、該ディスクブラ
   ンク材の歪取り焼鈍を再結晶温度以下の温度で行うこと
   を特徴とする高強度磁気ディスク用Ａｌサブストレート
   の製造方法。
2. 【請求項２】Ｍg:３〜６％及びＭn:０．０５〜１％を含
   み、更にＣu:０．０２〜０．５％及びＺn:０．１〜０．
   ７％の１種又は２種を含み、残部がＡｌ及び不純物より
   なるアルミニウム合金につき、熱間圧延後、最終コイル
   の冷間加工率が１０〜５０％の範囲となる冷間圧延を行
   い、次いでディスクブランクを打抜き、該ディスクブラ
   ンク材の歪取り焼鈍を再結晶温度以下の温度で行うこと
   を特徴とする高強度磁気ディスク用Ａｌサブストレート
   の製造方法。