特許 6339710 磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6339710

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレート

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20180528BHJP

   G11B 5/73 20060101ALI20180528BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20180528BHJP

   C23C 18/34 20060101ALI20180528BHJP

   C22F 1/04 20060101ALN20180528BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20180528BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/00 N

   G11B5/73

   C23C18/31 A

   C23C18/34

   !C22F1/04 A

   !C22F1/00 613

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 661D

   !C22F1/00 681

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 691A

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 692A

   !C22F1/00 694B

   !C22F1/00 694Z

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-17783(P2017-17783)

(22)【出願日】2017年2月2日

【審査請求日】2017年11月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】大塚 泰史

(72)【発明者】

【氏名】小室 秀之

(72)【発明者】

【氏名】梅田 秀俊

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０６８２９３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／００−２１／１８

Ｇ１１Ｂ ５／６２− ５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓｉ：０．１０質量％以下、
Ｆｅ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、
Ｎｉ：１．００質量％以上２．００質量％未満を含有し、
残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、
前記Ｆｅ、前記Ｍｎおよび前記Ｎｉの合計量が４．３０質量％以下、
前記Ｆｅの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．４０〜１．００、
前記Ｍｎの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．３０〜０．９０である磁気ディスク用アルミニウム合金板。

【請求項2】

Ｃｒ：０．０５質量％以上０．２３質量％以下を更に含有する請求項１に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金板。

【請求項3】

表面における金属間化合物の絶対最大長が２０μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金板。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金板からなる磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク。

【請求項5】

ヤング率が７５ＧＰａ以上、耐力が９０ＭＰａ以上である請求項４に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク。

【請求項6】

請求項４に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクからなる磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータなどが備えるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録媒体としては、アルミニウム合金製の磁気ディスクが多用されている。アルミニウム合金製の磁気ディスクの基板は、円環状に打ち抜いたアルミニウム合金板に矯正焼鈍を施してブランクを作製し、ブランクに切削加工や研削加工を施してサブストレートを作製し、サブストレートに表面処理を施すことによって製造されている。

【0003】

サブストレートは、多くの場合、脱脂処理、酸エッチング処理、デスマット処理、１ｓｔジンケート処理、硝酸剥離処理、２ｎｄジンケート処理、無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理を順に施される。そして、無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理によって成膜されためっき膜の表面に、磁性層、保護膜などが形成されて、読み書き可能な状態の磁気ディスクが製造される。

【0004】

近年、記録データの転送速度の高速化が進んでおり、これに伴って、磁気ディスクの回転数も高速になっている。磁気ディスクは、作動時の回転数が高速であるほど、また、薄肉で軽量であるほど、共振による振動によって正確な読み書きが困難になる。そのため、磁気ディスクの基板には、振動に耐える高い剛性が求められる。振動に耐え得る剛性は、基板を厚肉化することによって確保することが可能である。しかし、基板を厚肉化する手法では、磁気ディスクを軽量にすることができず、また、記録装置への搭載枚数も制約される。そのため、磁気ディスクの基板に関しては、材料自体に高い剛性が要求されるようになっている。

【0005】

例えば、特許文献１には、アルミニウム合金マトリックス中にセラミックス粒子またはセラミックス繊維のうち少なくとも一方を体積比で５〜５０％分散させる磁気ディスク基板用軽量高剛性アルミニウム合金板が記載されている。特許文献１では、アトマイズ法によって得られた純Ａｌ粒子と、Ａｌ_２Ｏ_３粒子とを混合し、その混合物を溶融温度付近でＨＩＰ処理した後、熱間圧延を行ってアルミニウム合金板を得ている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６３−１８３１４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された磁気ディスク基板用軽量高剛性アルミニウム合金板は、マトリックス粒子として用いる純Ａｌ粒子と、Ａｌ_２Ｏ_３粒子のようなセラミックス粒子またはセラミックス繊維との混合物をＨＩＰ処理するものであるので、粒子や繊維の密着性を高くすることが難しい。そのため、表面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成したとき、粒子などが脱落して表面に凹凸が生じ、平滑性が高い無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜が成膜されない可能性が高い。また、特許文献１に記載された磁気ディスク基板用軽量高剛性アルミニウム合金板は、板毎にＨＩＰ処理することを要するため、生産コストがかかるという問題がある。

【0008】

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、鋭意研究した結果、高いヤング率を呈する金属間化合物の体積率を適度に高くすることにより磁気ディスクの基板自体の剛性を高くし、金属間化合物の増加に伴って顕著となるめっき膜の平滑性の低下も抑制して、高い剛性と良好なめっき性とを両立する手法を見出した。すなわち、Ｓｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉを含有するアルミニウム合金において、高いヤング率を呈する金属間化合物の体積率が高くなるような化学組成に調整すると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が粗大に粒成長し易くなったり、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が鋳造時に集中して晶出し、その部分が圧延で疎らな分布となって、圧延板に筋状欠陥を生じ易くなったり、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜が表面に成膜されない単体ＳｉやＭｇ_２Ｓｉなどが増えたりする。その結果、粒子の脱落や表面処理の均一性の低下により、表面に成膜される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が大きく損なわれる。本発明者は、このようにして引き起こされる無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性の低下を、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの比率を制限することによって防止する手法を見出し、本発明を完成するに至った。

【0010】

前記課題を解決するため、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、Ｎｉ：１．００質量％以上２．００質量％未満を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記Ｆｅ、前記Ｍｎおよび前記Ｎｉの合計量が４．３０質量％以下、前記Ｆｅの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．４０〜１．００、前記Ｍｎの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．３０〜０．９０であることとした。

【0011】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金板によると、Ｓｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉが所定の含有量の範囲で含まれているため、高いヤング率を呈する金属間化合物が適度に晶出して粒成長し、磁気ディスクの基板自体に高い剛性が備わる。このとき、Ｆｅの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されているため、粗大化し易いＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物については形成され難くなる。また、Ｍｎの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されているため、圧延板に筋状欠陥を生じるＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物についても形成され難くなる。その結果、これらの金属間化合物が脱落するなどしてめっき膜の下地の平滑性を大きく損ねることがなくなり、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が高くなる。そのため、これを素材として、剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することが可能になる。

【0012】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板は、Ｃｒ：０．０５質量％以上０．２３質量％以下を更に含有することとしてもよい。

【0013】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金板によると、Ｃｒが所定の含有量の範囲で更に含まれているため、晶出物がより微細化されて、析出強化によって強度や耐力が向上する。そのため、これを素材として、剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能でありながら、高い耐力も備える磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することが可能になる。

【0014】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板は、表面における金属間化合物の絶対最大長が２０μｍ以下であることが好ましい。

【0015】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金板によると、粗大な金属間化合物が排除されており、表面に露出している金属間化合物が脱落してめっき膜の下地の平滑性を大きく損ねることがなくなる。そのため、これを素材として、剛性が高く、表面に更に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することができる。

【0016】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、前記の磁気ディスク用アルミニウム合金板からなることとした。

【0017】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクによると、Ｓｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉが所定の含有量の範囲で含まれているため、磁気ディスクの基板自体に高い剛性が備わる。このとき、Ｆｅの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されており、また、Ｍｎの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されているため、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が高くなる。そのため、これを素材として、剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することが可能になる。

【0018】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、ヤング率が７５ＧＰａ以上、耐力が９０ＭＰａ以上であることが好ましい。

【0019】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクによると、磁気ディスクの用途に望まれる剛性、耐衝撃性などを備えた磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することが可能になる。

【0020】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートは、前記の磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクからなることとした。

【0021】

このような磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートによると、Ｓｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉが所定の含有量の範囲で含まれているため、磁気ディスクの基板自体に高い剛性が備わる。このとき、Ｆｅの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されており、また、Ｍｎの含有量に対するＮｉの含有量が所定比の範囲に制限されているため、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が高くなる。そのため、高い剛性と、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な良好なめっき性とが備わる。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板および磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクは、剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供することができる。また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートは、高い剛性と、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な良好なめっき性とを備える。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートについて説明する。なお、以下の説明では、本実施形態に係る磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク、および、磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートのそれぞれを、単に「アルミニウム合金板」、「ブランク」、「サブストレート」ということがある。

【0024】

［アルミニウム合金板］
本実施形態に係るアルミニウム合金板は、所定の含有量の範囲でＳｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉを含有するアルミニウム合金からなる。また、アルミニウム合金板は、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの含有量の合計が所定の範囲に制限されており、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比の値、および、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比の値が、それぞれ、所定値の範囲に限定された化学組成を有する。

【0025】

但し、アルミニウム合金板は、Ｓｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉに加えて、Ｃｒを所定の含有量の範囲で更に含有し、その残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる化学組成とされてもよい。以下、アルミニウム合金板に含まれる各成分の含有量と、含有量の限定の理由について説明する。

【0026】

（Ｓｉ：０．１０質量％以下）
Ｓｉは、通常、地金中の不可避的不純物としてアルミニウム合金中に混入し、単体Ｓｉや、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物などを形成する。Ｓｉの含有量が０．１０質量％を超えると、単体Ｓｉが多くなり、ジンケート反応が進み難くなって、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる。そのため、Ｓｉの含有量は、０．１０質量％以下とする。なお、Ｓｉの含有量は、単体Ｓｉなどの生成を抑制する観点からは、０．０５質量％以下とすることがより好ましい。Ｓｉの含有量は、低いほど望ましく、０質量％でも本発明の特性を損なわないが、高純度の原料（Ａｌ地金および中間合金地金など）が必要になるのでコストが高くなる。そのため、Ｓｉの含有量は、０．００４質量％以上とすることが工業的に好ましい。

【0027】

（Ｆｅ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下）
Ｆｅは、強度やヤング率の向上に寄与する。Ｆｅの含有量が０．５０質量％未満であると、金属間化合物が減ってヤング率が低くなり、高い剛性が得られなくなる虞がある。また、晶出物が微細化されず、高い耐力が得られなくなる虞がある。一方、Ｆｅの含有量が１．５０質量％を超えると、金属間化合物が粗大化し易くなり、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。そのため、Ｆｅの含有量は、０．５０質量％以上１．５０質量％以下とする。なお、Ｆｅの含有量は、剛性を高くする観点からは、０．８０質量％以上とすることがより好ましい。また、Ｆｅの含有量は、金属間化合物の粗大化を抑制する観点からは、１．３０質量％以下とすることがより好ましい。

【0028】

（Ｍｎ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下）
Ｍｎは、強度やヤング率の向上に寄与する。Ｍｎの含有量が０．５０質量％未満であると、金属間化合物が減ってヤング率が低くなり、高い剛性が得られなくなる虞がある。また、晶出物が微細化されず、高い耐力が得られなくなる虞がある。一方、Ｍｎの含有量が１．５０質量％を超えると、金属間化合物が晶出し易くなり、圧延板に筋状欠陥を生じ易くなるので、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。そのため、Ｍｎの含有量は、０．５０質量％以上１．５０質量％以下とする。なお、Ｍｎの含有量は、剛性を高くする観点からは、０．８０質量％以上とすることがより好ましい。また、Ｍｎの含有量は、筋状欠陥の発生を抑制するなどの観点からは、１．３０質量％以下とすることがより好ましい。

【0029】

（Ｎｉ：１．００質量％以上２．００質量％未満）
Ｎｉは、強度やヤング率の向上に寄与する。Ｎｉの含有量が１．００質量％未満であると、金属間化合物が減ってヤング率が低くなり、高い剛性が備わらなくなる。また、晶出物が微細化されず、高い耐力が得られなくなる虞がある。一方、Ｎｉの含有量が２．００質量％を超えると、金属間化合物が粗大化し易くなり、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。そのため、Ｎｉの含有量は、１．００質量％以上２．００質量％未満とする。なお、Ｎｉの含有量は、剛性を高くする観点からは、１．５０質量％以上とすることがより好ましい。また、Ｎｉの含有量は、金属間化合物の粗大化を抑制する観点からは、１．９０質量％以下とすることがより好ましい。

【0030】

（Ｃｒ：０．０５質量％以上０．２３質量％以下）
Ｃｒは、初晶を微細化して金属間化合物を均一に分布させる効果があり、強度や耐力の向上に寄与する。Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満であると、初晶が十分に微細化されず、Ｃｒの添加による強度や耐力を向上する効果が十分に得られない。一方、Ｃｒの含有量が０．２３質量％を超えると、粗大な金属間化合物が形成され易くなり、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。そのため、Ｃｒの含有量は、Ｃｒを添加する場合、０．０５質量％以上０．２３質量％以下とする。なお、Ｃｒの含有量は、強度や耐力を向上する観点からは、０．１０質量％以上とすることがより好ましく、積極的に添加しなくてもよい。

【0031】

（Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｎｉ：４．３０質量％以下）
Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの合計量は、４．３０質量％以下とする。Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの合計量が４．３０質量％を超えると、金属間化合物が粗大化し易くなったり、金属間化合物が圧延板に筋状欠陥を生じ易くなったりするので、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞が高い。Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの合計量は、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性を高くする観点などからは、４．０質量％以下とすることがより好ましい。また、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの合計量は、強度やヤング率を向上させる観点などからは、２．８質量％以上とすることがより好ましい。

【0032】

（Ｆｅ／Ｎｉ：０．４０〜１．００）
Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比（Ｆｅの含有量／Ｎｉの含有量）、すなわち、Ｎｉの含有量に対するＦｅの含有量の割合は、０．４０〜１．００とする。Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比が０．４０未満であると、Ｆｅの割合が低すぎて、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が形成され難くなり、ヤング率を高くするのが難しくなる。また、Ｎｉが多すぎて、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が粗大化し易くなり、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。一方、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比が１．００を超えると、Ｆｅの割合が高すぎて、金属間化合物が鋳造時に集中して晶出し、その部分が圧延で疎らな分布となって、筋状欠陥を生じ易くなり、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。また、Ｎｉが少なすぎて、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が形成し難くなり、ヤング率を高くするのが難しくなる。Ｎｉの含有量に対するＦｅの含有量の割合が前記の範囲であれば、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が適度に晶出し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物も適度に成長するため、高い剛性とめっき性とを両立することができる。

【0033】

（Ｍｎ／Ｎｉ：０．３０〜０．９０）
Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比（Ｍｎの含有量／Ｎｉの含有量）、すなわち、Ｎｉの含有量に対するＭｎの含有量の割合は、０．３０〜０．９０とする。Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比が０．３０未満であると、Ｍｎの割合が低すぎて、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が形成され難くなる。また、Ｎｉが多すぎて、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が粗大化し易くなり、耐力や無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。一方、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比が０．９０を超えると、Ｍｎの割合が高すぎて、金属間化合物が鋳造時に集中して晶出し、その部分が圧延で疎らな分布となって、筋状欠陥を生じ易くなり、表面に形成される無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなる虞がある。また、Ｎｉが少なすぎて、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が形成し難くなる。Ｎｉの含有量に対するＭｎの含有量の割合が前記の範囲であれば、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が適度に晶出し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物も適度に成長するため、高い剛性とめっき性とを両立することができる。

【0034】

（不可避的不純物）
不可避的不純物は、製造過程で不可避的に混入する不純物であり、諸特性を損なわない範囲で含有することが許容される。不可避的不純物としては、例えば、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｂ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒなどが挙げられる。不可避的不純物は、元素毎の含有量が０．００５質量％以下、且つ、合計が０．０１５質量％以下であれば、本発明の効果を大きく阻害しない。また、含有量が前記の範囲であれば、積極的に添加される前記元素も本発明の効果を大きく阻害しない。よって、本発明においては、本発明の効果を阻害しない含有量の範囲で、積極的に添加される前記元素および不可避的不純物の元素を除く他の元素を積極的に含有させてもよい。なお、Ｃｒを添加しない化学組成とする場合、Ｃｒの含有量は０．００５質量％以下であれば含有することが許容される。不可避的不純物の含有量は、例えば、三層電解法により精錬した地金を使用したり、偏析法を利用して排除したりすることによって低減することが可能である。

【0035】

（表面における金属間化合物の絶対最大長）
アルミニウム合金の母相中には、絶対最大長が長い粗大な金属間化合物が生じる虞がある。粗大な金属間化合物を母相中から排除し、観察容易な表面における金属間化合物の絶対最大長を小さくすると、良好なめっき性や高い耐力が得られる。なお、「絶対最大長」は、粒子の輪郭線上に位置する任意の２点の間の距離の最大値を意味する。表面における金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超えていると、母相中の結晶粒が十分に微細化されていないため、高い耐力が得られない虞がある。また、表面に露出している金属間化合物が粗大であるため、粒子の脱落や酸エッチング処理やジンケート処理の均一性の低下により、平滑性が高い無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成することが困難になる虞がある。したがって、表面における金属間化合物の絶対最大長は、２０μｍ以下であることが好ましい。表面における金属間化合物の絶対最大長は、耐力や無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性を高くする観点からは、１５μｍ以下とすることがより好ましい。また、表面における金属間化合物の絶対最大長は、めっき性の観点から理想的には５μｍ程度と考えられることから、絶対最大長の下限を設ける場合は、５μｍ以上とすることが好ましい。

【0036】

表面における金属間化合物の絶対最大長は、化学組成を調節するなどして調整することが可能である。なお、前記の金属間化合物の種類としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系、その他、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｃｒ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎｉ系などの金属間化合物が挙げられる。表面における金属間化合物の絶対最大長を求めるにあたっては、表面を２００倍の倍率の顕微鏡で少なくとも２０視野観察し、表面に占める単体Ｓｉについても金属間化合物と同様に扱って計算を行うものとする。

【0037】

表面における金属間化合物の絶対最大長は、次のようにして求めることができる。例えば、日本電子株式会社製ＦＥ−ＳＥＭ（Field Emission Scanning Electron Microscope、型式ＪＳＭ−７００１Ｆ）を用い、加速電圧を１５ｋＶとして組成像を得る。そして、付属の分析システム“Analysis Station 3, 8, 0, 31”と、粒子解析ソフト“ＥＸ−３５１１０ 粒子解析ソフトウェア Ver. 3.84”とを用い、ＦＥ−ＳＥＭで得られた組成像上で認識できる金属間化合物の絶対最大長を測定する。

【0038】

［アルミニウム合金板の製造方法］
本実施形態に係るアルミニウム合金板は、磁気ディスク用の基板を製造する一般的な条件の製造方法および設備によって製造することができる。例えば、材料を溶解して、所定の化学組成に調整された鋳塊を鋳造する鋳造工程と、鋳造された鋳塊に均質加熱処理を施す均質化熱処理工程と、均質化熱処理を施された鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板を得る熱間圧延工程と、熱間圧延板を冷間圧延して冷間圧延板を得る冷間圧延工程とを、この順に含む製造方法によって、アルミニウム合金板を製造することができる。なお、必要に応じて、冷間圧延工程の前または冷間圧延工程の途中に中間焼鈍を行ってもよい。

【0039】

鋳造工程は、７００〜８００℃で材料を溶解し、７００〜８００℃で鋳造して行うことが好ましい。また、鋳造された鋳塊は、面削を施すことが好ましく、その面削量は、例えば、２〜４０ｍｍ／片面で行うことができる。

【0040】

均質化熱処理工程は、例えば、４００〜６００℃、４〜４８時間にて行うことができる。

【0041】

熱間圧延工程は、例えば、熱間圧延の開始温度を５１０℃以上とすることができる。また、熱間圧延の終了温度を３００〜３５０℃とすることができる。５２０℃から４００℃までの温度域については、３時間以内に熱間圧延を終えることが好ましい。また、熱間圧延して得る熱間圧延板の板厚を、例えば、３ｍｍとすることができる。

【0042】

冷間圧延工程は、冷間圧延して得る冷間圧延板の板厚を、例えば、０．５〜１．３ｍｍとすることが好ましい。

【0043】

［ブランク］
本実施形態に係るブランクは、前記のアルミニウム合金板からなり、穴開き円盤状の外形を有する。ブランクは、前記のアルミニウム合金板と同様に、所定の含有量の範囲でＳｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉを含有し、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの含有量の合計が所定の範囲に制限されており、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比の値、および、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比の値が、それぞれ、所定値の範囲に限定された化学組成である。

【0044】

ブランクについての、表面における金属間化合物の絶対最大長は、アルミニウム合金板についてと同等となる。一方、ブランクについての、ヤング率、耐力などの特性値は、後記する矯正焼鈍工程を経たブランク、または、後記する矯正焼鈍工程と同等の条件の熱処理を施されたアルミニウム合金板について測定される。

【0045】

（ヤング率）
ブランクのヤング率は、７５ＧＰａ以上であることが好ましい。ヤング率が７５ＧＰａ以上であると、材料自体に高い剛性が備わっているため、ブランクを過度に厚くしなくとも、磁気ディスクの作動時の振動を十分に低減することができる。ブランクのヤング率は、磁気ディスクの作動時の振動を抑制する観点などからは、８０ＧＰａ以上とすることがより好ましい。

【0046】

ヤング率は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２８０：１９９３（金属材料の高温ヤング率試験方法）に準拠して、圧延方向を長手方向とする６０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ厚の試験片を作製し、その試験片を用いて、大気雰囲気下、室温で自由共振法により測定することができる。試験装置としては、例えば、日本テクノプラス社製ＪＥ−ＲＴ型を用いることができる。

【0047】

（耐力）
ブランクの耐力は、９０ＭＰａ以上であることが好ましい。ブランクの耐力は、磁気ディスクの機械的特性をより向上する観点からは、１００ＭＰａ以上とすることが好ましく、１２０ＭＰａ以上とすることがより好ましい。

【0048】

耐力は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１（金属材料引張試験方法）に準拠して、圧延方向を長手方向とするＪＩＳ５号試験片を作製し、引張試験を行うことにより測定することができる。なお、ＪＩＳ５号に相似し、寸法が縮尺された試験片で測定を行ってもよい。

【0049】

［ブランクの製造方法］
本実施形態に係るブランクは、磁気ディスク用の基板を製造する一般的な条件の製造方法および設備によって製造することができる。例えば、冷間圧延して得られたアルミニウム合金板を円環状に打ち抜く打ち抜き工程と、打ち抜かれた基板に矯正焼鈍を施す矯正焼鈍工程とを、この順に含む製造方法によって、ブランクを製造することができる。

【0050】

打ち抜き工程は、打ち抜き加工により得る基板を、例えば、内径２４ｍｍ、外径９６ｍｍの３．５インチＨＤＤ用の基板、または、内径１９ｍｍ、外径６６ｍｍの２．５インチＨＤＤ用の基板に適用することができる。

【0051】

矯正焼鈍工程は、基板を高い平坦度を有するスペーサで挟んで積み付け、基板に荷重をかけながら焼鈍することが好ましい。焼鈍温度は、３００〜５００℃とし、保持時間は、例えば、３時間とすることができる。焼鈍における昇温速度は、例えば、８０℃／時間、降温速度は、例えば、８０℃／時間とすることができる。

【0052】

［サブストレート］
本実施形態に係るサブストレートは、前記のブランクからなり、ブランクの端面が切削加工され、主面が研削加工された外形を有する。サブストレートは、前記のブランクと同様に、所定の含有量の範囲でＳｉ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉを含有し、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの含有量の合計が所定の範囲に制限されており、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比の値、および、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比の値が、それぞれ、所定値の範囲に限定された化学組成である。

【0053】

サブストレートについての、表面における金属間化合物の絶対最大長、ヤング率、耐力などの特性値は、ブランクについての特性値と同等となる。ブランクについて求めた特性値をサブストレートについての特性値と見做すことができるし、サブストレートについて求めた特性値をブランクについての特性値と見做すこともできる。

【0054】

［サブストレートの製造方法］
本実施形態に係るサブストレートは、磁気ディスク用の基板を製造する一般的な条件の製造方法および設備によって製造することができる。例えば、ブランクの端面を切削加工する端面加工工程と、ブランクの主面を研削加工する研削加工工程と、をこの順に含む製造方法によって、サブストレートを製造することができる。

【0055】

［磁気ディスクの製造方法］
磁気ディスクは、磁気ディスクを製造する一般的な条件の製造方法および設備によって製造することができる。例えば、サブストレートの表面を酸エッチング処理し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成した後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の表面を研磨する。次いで、サブストレートの表面に、下地層、磁性層、保護膜などを形成することにより、磁気ディスクを製造することができる。

【0056】

なお、ブランク、サブストレートなどの製造条件の詳細については、例えば、特許第３４７１５５７号公報や、特許第５１９９７１４号公報に記載されている。ブランク、サブストレートなどの製造は、これらの文献を参照して行うことが可能である。

【実施例】

【0057】

以下、本発明の実施例を示して本発明について具体的に説明を行う。但し、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。

【0058】

表１に示す化学組成のアルミニウム合金を用いて、Ｎｏ．１〜１８に係るサブストレートを以下のようにして製造した。表１の各成分に関する「−」は、該当する成分が添加されてなく、その成分の含有量が検出限界値未満であることを示している。また、表１の「Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｎｉ」は、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの含有量の合計を示し、「Ｆｅ／Ｎｉ」は、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比の値、「Ｍｎ／Ｎｉ」は、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比の値を示す。

【0059】

サブストレートは、鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間圧延工程、冷間圧延工程、打ち抜き工程、矯正焼鈍工程、端面加工工程、研削加工工程をこの順で行って製造した。各工程の具体的な条件は次のとおりである。

【0060】

鋳造工程は、７５０℃で材料を溶解して行った。得られた鋳塊は、２ｍｍ／片面の面削を施した。

【0061】

均質化熱処理工程は、５４０℃で８時間行った。なお、均質化熱処理した鋳塊を炉から取り出した後に５分以内に熱間圧延を開始した。

【0062】

熱間圧延工程は、開始温度を５２０〜５４０℃とし、終了温度を３００〜３３０℃とし、熱間圧延後の板厚が３ｍｍとなるように行った。

【0063】

冷間圧延工程は、冷間圧延後の板厚が１ｍｍとなるように行った。

【0064】

打ち抜き工程は、冷間圧延板を内径２４ｍｍ、外径９６ｍｍの円環状に打ち抜いて行った。

【0065】

矯正焼鈍工程は、焼鈍温度を４００℃とし、焼鈍時間を３時間として行った。また、昇温速度は、８０℃／時間、降温速度は、８０℃／時間とした。

【0066】

端面加工工程は、ブランクの内径と外径を各１ｍｍずつ切削加工して行った。

【0067】

研削加工工程は、両面研削機に予めセットされたキャリアのポケット内に端面加工を施したブランクをセットし、ＰＶＡ砥石（日本特殊研砥株式会社製 ４０００番）によって目標の板厚になるまで研削加工を施して行った。

【0068】

製造した各サブストレートについて、表面における金属間化合物の絶対最大長、筋状欠陥の有無、ヤング率、耐力、表面に形成した無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性を、以下のようにして評価した。

【0069】

（表面における金属間化合物の絶対最大長）
金属間化合物の絶対最大長は、次のようにして測定した。日本電子株式会社製ＦＥ−ＳＥＭ（Field Emission Scanning Electron Microscope、型式ＪＳＭ−７００１Ｆ）を用い、加速電圧を１５ｋＶとし、２００倍で２０視野の組成像を撮像した。そして、付属の分析システム “Analysis Station 3, 8, 0, 31”と、粒子解析ソフト“ＥＸ−３５１１０ 粒子解析ソフトウェア Ver. 3.84”とを用い、ＦＥ−ＳＥＭで得られた組成像上で認識できる金属間化合物の絶対最大長を測定した。絶対最大長が１５μｍ以下のものを「◎」、１５μｍを超え２０μｍ以下のものを「○」、２０μｍを超えるものを「×」と評価した。そして、◎および○を合格、×を不合格と判定した。

【0070】

（筋状欠陥）
筋状欠陥の発生の有無は、研削したサブストレートの表面を倍率が１００倍の光学顕微鏡によって観察し、金属間化合物の脱落によるピットが筋を成して分布している領域が、複数視野において観察されるか否かを、目視で確認することによって評価した。なお、この領域は、倍率が１０００倍以上のＳＥＭ−ＥＤＳ（Scanning Electron Microscope - Energy Dispersion Spectroscopy）による測定で、２０〜３０μｍのＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物が筋状に集中していることが観察され、表面粗さの測定で、幅が数十μｍ、深さが数μｍの筋状のピットを生じていることが観察される領域である。

【0071】

（ヤング率）
ヤング率は、ＪＩＳ Ｚ ２２８０：１９９３（金属材料の高温ヤング率試験方法）に準拠して、圧延方向を長手方向とする６０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ厚の試験片を作製し、その試験片を用いて、大気雰囲気下、室温で自由共振法により測定した。試験装置としては、日本テクノプラス社製ＪＥ−ＲＴ型を用いた。ヤング率が８０ＧＰａ以上のものを「◎」、７５ＧＰａ以上８０ＧＰａ未満のものを「○」、７５ＧＰａ未満のものを「×」と評価した。◎および○を合格、×を不合格と判定した。

【0072】

（耐力）
耐力は、冷間圧延工程で得た冷間圧延板の一部を切り出し、矯正焼鈍に相当する４００℃、３時間の焼鈍を行った後、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１（金属材料引張試験方法）に準拠して、圧延方向を長手方向とするＪＩＳ５号試験片を作製し、引張試験を行うことにより測定した。耐力が１２０ＭＰａ以上のものを「◎」、９０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ未満のものを「○」、９０ＭＰａ未満のものを「×」と評価した。◎および○を合格、×を不合格と判定した。

【0073】

（表面に形成した無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性）
製造したサブストレートをアルカリ洗浄剤（上村工業株式会社製ＡＤ−６８Ｆ）を用いて７０℃、５分間の脱脂処理し、純水で洗浄した。次いで、ソフトエッチング剤（上村工業株式会社製ＡＤ−１０１Ｆ）を用いて６８℃、２分間の酸エッチング処理を行い、純水で洗浄した。そして、３０％硝酸でデスマット処理を行い、続けて、ジンケート処理液（上村工業株式会社製ＡＤ−３０１Ｆ−３Ｘ）を用いて２０℃、３０秒間のジンケート処理を行った。その後、一旦、３０％硝酸で亜鉛を溶解させた後に、再度、ジンケート処理液（上村工業株式会社製ＡＤ−３０１Ｆ−３Ｘ）を用いて２０℃、１５秒間のジンケート処理を行った。そして、Ｎｉ−Ｐめっき液（上村工業株式会社製ニムデン（登録商標）ＨＤＸ）を使用し、９０℃、２時間の無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理を行い、厚さが１０μｍ程度の無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成した。無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成したサブストレートのめっき表面をブルカー社製ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ Ｘ３（非接触３次元光干渉型表面形状粗さ計）を用いて、対物レンズ×５０、ＦＯＶ×１、ＶＳＩモードで測定した。めっき膜表面において、幅３μｍ以上、深さ１μｍ以上のピットの密度が０〜４個／ｍｍ^２のものを「◎」、５〜１０個／ｍｍ^２のものを「○」、１１個／ｍｍ^２以上のものを「×」と評価した。◎および○を合格、×を不合格と判定した。なお、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成したサブストレートのめっき表面を、コロイダルシリカ系のスラリー（株式会社フジミインコーポレーティッド製ＤＩＳＫＬＩＴＥ Ｚ５６０１Ａ）と、パッド（カネボウ株式会社（現アイオン株式会社）製のＮ００５８ ７２Ｄ）とを使用して研磨し、その表面を測定しても、研磨していない場合と同等の評価が得られた。

【0074】

表１に、各サブストレートについて、表面における金属間化合物の絶対最大長、筋状欠陥の有無、ヤング率、耐力、表面に形成した無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性の評価の結果を示す。

【0075】

【表1】

【0076】

表１に示すように、Ｎｏ．１〜５は、化学組成が適正に制御されているため、金属間化合物が分布しているものの、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍ以下になっており、また、筋状欠陥の発生もなくなっている。その結果、高いヤング率と、平滑な無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜を形成可能なめっき性とを備えるサブストレートが得られている。特に、Ｎｏ．３〜５は、Ｃｒが適正な含有量で含まれているため、めっき膜表面のピットの密度が一層低減し、高い耐力と共に、より優れためっき性を備えるサブストレートが得られている。

【0077】

これに対して、Ｎｏ．６は、Ｆｅの含有量が０．５０質量％未満であったため、高いヤング率が得られなかった。

【0078】

また、Ｎｏ．７は、Ｆｅの含有量が１．５０質量％を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0079】

また、Ｎｏ．８は、Ｍｎの含有量が０．５０質量％未満であったため、高いヤング率や耐力が得られなかった。

【0080】

また、Ｎｏ．９は、Ｍｎの含有量が１．５０質量％を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、筋状欠陥も発生し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0081】

また、Ｎｏ．１０は、Ｎｉの含有量が１．００質量％未満であったため、高いヤング率や耐力が得られなかった。

【0082】

また、Ｎｏ．１１は、Ｎｉの含有量が２．００質量％を超えていたため、粗大な金属間化合物が生じ、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0083】

また、Ｎｏ．１２は、Ｓｉの含有量が０．１０質量％を超えていたため、単体Ｓｉなどが生じ、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0084】

また、Ｎｏ．１３は、Ｃｒの含有量が０．２３質量％を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0085】

また、Ｎｏ．１４は、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉの合計量が４．３０質量％を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、筋状欠陥も発生し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0086】

また、Ｎｏ．１５は、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比が０．４０未満であったため、高いヤング率が得られなかった。

【0087】

また、Ｎｏ．１６は、Ｆｅの含有量とＮｉの含有量との比が１．００を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、筋状欠陥も発生し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0088】

また、Ｎｏ．１７は、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比が０．３０未満であったため、粗大なＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物が生じ、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【0089】

また、Ｎｏ．１８は、Ｍｎの含有量とＮｉの含有量との比が０．９０を超えていたため、金属間化合物の絶対最大長が２０μｍを超え、筋状欠陥も発生し、無電解Ｎｉ−Ｐめっき膜の平滑性が低くなった。

【要約】

【課題】剛性が高く、表面に平滑性が高いめっき膜を形成することも可能な磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートを提供する。
【解決手段】磁気ディスク用アルミニウム合金板、磁気ディスク用アルミニウム合金ブランクおよび磁気ディスク用アルミニウム合金サブストレートは、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以上１．５０質量％以下、Ｎｉ：１．００質量％以上２．００質量％未満を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記Ｆｅ、前記Ｍｎおよび前記Ｎｉの合計量が４．３０質量％以下、前記Ｆｅの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．４０〜１．００、前記Ｍｎの含有量と前記Ｎｉの含有量との比が０．３０〜０．９０である。
【選択図】なし