磁盘用铝合金基板及其制造方法、以及使用该磁盘用铝合金基板的磁盘与流程

文档序号:20920848发布日期:2020-05-29 14:07阅读:215来源:国知局
本发明涉及具有良好的颤振(fluttering)特性的磁盘用铝合金基板及其制造方法,以及使用该磁盘用铝合金基板的磁盘。
背景技术
::被用于计算机的存储装置的磁盘使用具有良好的镀敷性,并且机械特性及加工性优异的基板来制造。例如,由以jis5086(含有mg:3.5~4.5mass%、fe:0.50mass%以下、si:0.40mass%以下、mn:0.20~0.70mass%、cr:0.05~0.25mass%、cu:0.10mass%以下、ti:0.15mass%以下、以及zn:0.25mass%以下,剩余部分由al及不可避免的杂质构成)铝合金为基础的基板等制造而成。一般的磁盘的制造通过如下方式进行:首先,制作圆环状铝合金基板,并对该铝合金基板实施镀敷,接着,使磁性体附着于该铝合金基板的表面。例如,利用上述jis5086合金的铝合金制磁盘通过以下的制造工序来制造。首先,铸造预定化学成分的铝合金材料,并对其铸坯进行热轧,接着,实施冷轧,制作具有作为磁盘所需厚度的轧制材料。对于该轧制材料,优选根据需要在冷轧的期间等实施退火。接着,将该轧制材料冲切为圆环状,为了除去由上述制造工序产生的应变等,将制成圆环状的铝合金板层叠,一边从上下的两面加压一边实施退火,进行使其平坦化的加压退火,制作出圆环状铝合金基板。针对以这种方式制作的圆环状铝合金基板,实施作为前处理的切削加工、磨削加工、脱脂、刻蚀及浸锌处理(zn置换处理),接着,作为基底处理,对作为硬质非磁性金属的ni-p进行无电解镀,并在对该镀层表面实施抛光后,将磁性体溅射于ni-p无电解镀层表面,从而制造出铝合金制磁盘。可是,近年来,由于多媒体等的需要,对磁盘要求大容量化及高密度化,进一步要求高速化。为了大容量化,被搭载于存储装置的磁盘的片数在増加,随之也要求磁盘的薄壁化。然而,随着薄壁化、以及高速化,伴随着刚性的降低以及高速旋转所导致的流体力的増加,激振力会増加,从而易于发生盘颤(diskflutter)。其原因在于,当使磁盘以高速旋转时,在盘间会产生不稳定的气流,因该气流会导致磁盘发生振动(颤振)。这种现象被认为因以下原因而发生:当基板的刚性较低时,磁盘的振动会变大,而磁头无法追随该变化。当颤振发生时,作为读取部的磁头的定位误差会増加。因此,强烈要求减少盘颤。此外,由于磁盘的高密度化,每1比特的磁区域日益被微细化。随着该微细化,容易发生磁头的定位误差的偏离所导致的读取错误,从而强烈要求减少作为磁头的定位误差的主要原因的盘颤。根据这种实际情况,近年来,强烈期望具有盘颤较小的特性的磁盘用铝合金基板,并进行了研究。例如,提出了一种方案,其将具有与盘相对的板的气流抑制部件安装在硬盘驱动器内。专利文献1提出了一种磁盘装置,该磁盘装置在致动器的上游侧设置有空气扰流器。该空气扰流器会使吹向磁盘上的致动器的空气流变弱,从而降低磁头的紊流振动。此外,空气扰流器会使磁盘上的气流变弱,从而抑制盘颤。并且,在专利文献2中,提出了一种如下的方法:使铝合金板含有较多有助于提高其刚性的si,从而提高其刚性。然而,在专利文献1公开的方法中,因设置的空气扰流器与磁盘用基板的间隔的差异,颤振抑制效果会不同,由于需要部件的高精度,所以导致部件成本的増大。另外,专利文献2所示的使其较多含有si的方法在提高刚性方面是有效的,能够减小出现颤振的300~1500hz附近的较宽的峰的变位。然而,现状是:并不能减小1500~2000hz附近的较宽的峰的变位,无法得到作为目标的颤振特性。[现有技术文献][专利文献]专利文献1:日本特开2002-313061号公报专利文献2:国际公开第2016/068293号技术实现要素:[发明要解决的课题]本发明鉴于上述实际情况而完成,其目的在于提供一种盘的颤振特性优异的磁盘用铝合金基板及其制造方法、以及使用该磁盘用铝合金基板的磁盘。[用于解决技术课题的技术手段]即,本发明在方案1中,涉及一种磁盘用铝合金基板,其特征在于,由铝合金构成,该铝合金含有从由fe:0.05~3.00mass%、mn:0.05~3.00mass%、si:0.05~18.00mass%、ni:0.05~8.00mass%、cr:0.05~3.00mass%以及zr:0.05~3.00mass%构成的组中选择的1种或2种以上,剩余部分由al和不可避免的杂质构成;与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向以及成90°的方向上的杨氏弹性模量为67gpa以上。本发明在方案2中,特征如下:在方案1中,所述铝合金还含有cu:0.003~8.000mass%。本发明在方案3中,特征如下:在方案1或2中,所述铝合金还含有从由mg:0.05~0.90mass%和zn:0.005~8.000mass%构成的组中选择的1种或2种。本发明在方案4中,特征如下:在方案1至3的任一项中,所述铝合金还含有合计含量为0.005~0.500mass%的、从ti、b和v构成的组中选择的1种或2种以上。本发明在方案5中,特征如下:在方案1至4的任一项中,与所述基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向以及成90°的方向上的损耗系数和板厚(mm)之积为0.7×10-3(mm)以上。本发明在方案6中,涉及一种磁盘,特征如下:在如方案1至5中任一项所述的磁盘用铝合金基板的表面,设置有无电解镀ni-p处理层和其上的磁性体层。本发明在方案7中,涉及一种如方案1至5中任一项所述的磁盘用铝合金基板的制造方法,其特征在于,包括:半连续铸造工序,使用所述铝合金通过半连续铸造法来铸造铸坯;热轧工序,对铸坯进行热轧;冷轧工序,对热轧板进行冷轧;盘坯冲切工序,将冷轧板冲切为圆环状;加压退火工序,对冲切后的盘坯进行加压退火;以及切削磨削工序,对加压退火后的盘坯实施切削加工和磨削加工;在所述冷轧工序中,将上侧辊和下侧辊的转速差设为5%以下,将轧制速度设为1000m/分以下。本发明在方案8中,一种如方案1至5中任一项所述的磁盘用铝合金基板的制造方法,其特征在于,包括:连续铸造工序,使用所述铝合金通过连续铸造法来铸造铸造板;冷轧工序,对连续铸造后的铸造板进行冷轧;盘坯冲切工序,将冷轧板冲切为圆环状;加压退火工序,对冲切后的盘坯进行加压退火;加压退火工序,对冲切后的盘坯进行加压退火;以及切削磨削工序,对加压退火后的盘坯实施切削加工和磨削加工;在所述冷轧工序中,将上侧辊和下侧辊的转速差设为5%以下,将轧制速度设为1000m/分以下。[发明效果]根据本发明,可以提供盘的颤振特性优异的磁盘用铝合金基板及其制造方法、以及使用该磁盘用铝合金基板的磁盘。附图说明图1是表示本发明的磁盘用铝合金基板及磁盘的制造方法的流程图。图2是表示用于测量杨氏弹性模量的、与基板的轧制方向成0°的方向上的测量用样品的俯视图。图3是表示用于测量杨氏弹性模量的、与基板的轧制方向成45°的方向上的测量用样品的俯视图。图4是表示用于测量杨氏弹性模量的、与基板的轧制方向成90°的方向上的测量用样品的俯视图。具体实施方式本发明人们着眼于基板的颤振特性和基板的原料的关系,并针对这些特性和基板(磁盘材料)的特性的关系而进行了深入调查研究。结果,发现fe含量与基板的杨氏弹性模量的面内偏差对颤振特性造成较大影响,最终通过将与轧制方向成0°的方向、成45°的方向以及成90°的方向的杨氏弹性模量设为规定的范围,从而达成颤振特性的提高。具体而言,本发明人们发现一种磁盘用铝合金基板,其含有从由fe含量为0.05~3.00mass%(以下,简记为“%”)、mn:0.05~3.00%、si:0.05~18.00%、ni:0.05~8.00%、cr:0.05~3.00%以及zr:0.05~3.00%构成的组中选择的1种或2种以上,与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向以及成90°的方向的杨氏弹性模量为67gpa以上,该磁盘用铝合金基板的颤振特性得到提高。基于这些发现,本发明人们得以完成本发明。a.本发明的磁盘用铝合金基板下面,针对本发明的磁盘用铝合金基板(下面,记为“本发明的铝合金基板”或者简记为“铝合金基板”)进行详细说明。1.合金组成以下,针对利用本发明的al-fe系、al-mn系、al-si系、al-ni系、al-cr系、al-zr系合金的磁盘用铝合金基板的铝合金成分及其含量进行说明。fe:fe主要作为第二相粒子(al-fe系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的fe含量为小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,当fe含量超过3.00%时,会生成许多粗大的al-fe系金属间化合物颗粒。al-fe系金属间化合物相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的al-fe系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,铝合金中的fe含量设为0.05~3.00%的范围。fe含量优选为0.10~1.80%,更优选为0.20~1.50%的范围。mn:mn主要作为第二相粒子(al-mn系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的mn含量小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,当mn含量超过3.00%时,会生成许多粗大的al-mn系金属间化合物颗粒。al-mn系金属间化合物相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的al-mn系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,铝合金中的mn含量设为0.05~3.00%的范围。mn含量优选为0.10~1.80%,更优选为0.20~1.50%的范围。si:si主要作为第二相粒子(si颗粒或mg-si系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的si含量小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,当si含量超过18.00%时,会生成许多粗大的第二相粒子。第二相粒子相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的第二相粒子在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,铝合金中的si含量设为0.05~18.00%的范围。si含量优选为0.10~15.00%,更优选为0.20~13.00%的范围。ni:ni主要作为第二相粒子(al-ni系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的ni含量小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,当ni含量超过8.00%时,会生成许多粗大的al-ni系金属间化合物颗粒。al-ni系金属间化合物相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的al-ni系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,铝合金中的ni含量设为0.05~8.00%的范围。ni含量优选为0.10~1.80%,更优选为0.20~1.50%的范围。cr:cr主要作为第二相粒子(al-cr系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的cr含量小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,当cr含量超过3.00%时,会生成许多粗大的al-cr系金属间化合物颗粒。al-cr系金属间化合物相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的al-cr系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,将铝合金中的cr含量设为0.05~3.00%的范围。cr含量优选为0.10~1.80%,更优选为0.20~1.50%的范围。zr:zr主要作为第二相粒子(al-zr系金属间化合物等),一部分固溶于基体而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量、损耗系数或强度的效果。当铝合金中的zr含量小于0.05%时,不能得到充分的杨氏弹性模量。另一方面,zr含量超过3.00%时,会生成许多粗大的al-zr系金属间化合物颗粒。al-zr系金属间化合物相比于铝基体硬度高,因而成为难切削、磨削加工时的研磨速率降低的原因,招致生产成本的增大。另外,这种粗大的al-zr系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时会脱落而产生较大凹陷,从而使得产生镀层凹坑导致的镀层表面的平滑性降低以及发生镀层剥离。此外,也会发生轧制工序中的加工性降低。因此,铝合金中的zr含量设为0.05~3.00%的范围。zr含量优选为0.10~1.80%,更优选为0.20~1.50%的范围。为了进一步提高磁盘用铝合金基板的颤振特性以及强度、镀敷性,也可以是,作为第一选择性元素,还含有cu:0.003~8.000%。另外,也可以是,作为第二选择性元素,还含有从由mg:0.05~0.90%以及zn:0.005~8.000mass%构成的组中选择的1种或2种。并且,也可以是,作为第三选择性元素,还含有从由合计含量为0.005~0.500%的ti、b和v构成的组中选择的1种或2种以上。下面,针对这些选择元素进行说明。cu:cu主要作为第二相粒子(al-cu系金属间化合物等)而存在,发挥提高铝合金基板的杨氏弹性模量和强度的效果。此外,会减少浸锌处理时的al溶解量。进而,使浸锌被膜均匀、较薄、致密地附着,发挥提高下个工序即镀敷工序中的平滑性的效果。通过使铝合金中的cu含量为0.003%以上,从而能够进一步改善提高铝合金基板的杨氏弹性模量及强度的效果以及提高平滑性的效果。此外,通过使铝合金中的cu含量为8.000%以下,从而会抑制粗大的al-cu系金属间化合物颗粒大量生成。由此,能够进一步抑制金属间化合物大量生成引起的研磨速率降低导致的生产成本的增大。另外,能够抑制这种粗大的al-cu系金属间化合物颗粒在刻蚀时、浸锌处理时、切削加工时或磨削加工时脱落而产生较大凹陷的情况,并进一步提高使镀层表面的平滑性提高的效果,此外,能够进一步抑制镀层剥离的发生。另外,能够进一步抑制轧制工序中加工性降低。因此,优选将铝合金中的cu含量设为0.003~8.000%的范围,更优选设为0.005~0.900%的范围。mg:mg使浸锌处理时的浸锌被膜均匀、较薄、且致密地附着,因此在浸锌处理工序的下个工序即基底处理工序中,发挥改善由ni-p形成的镀层表面的平滑性和密接性的效果。铝合金中的mg含量为0.05%以上,从而使浸锌被膜均匀、较薄、致密地附着,能够进一步提高改善镀敷的平滑性的效果。另外,铝合金中的mg含量为0.90%以下,从而可以使浸锌被膜变得均匀、进一步抑制镀层表面的平滑性降低,另外,能够抑制杨氏弹性模量或损耗系数的降低。因此,铝合金中的mg含量优选设为0.05~0.90%的范围,更优选设为0.05~0.50%的范围。zn:zn使浸锌处理时的al溶解量减少,并且使浸锌被膜均匀、较薄、且致密地附着,发挥提高下个工序即镀敷工序中的平滑性及密接性的效果。另外,形成其他添加元素和第二相粒子,发挥提高杨氏弹性模量和强度的效果。铝合金中的zn含量为0.005%以上,从而减少浸锌处理时的al溶解量,并且使浸锌被膜均匀、较薄、致密地附着,能够进一步提高改善镀敷的平滑性的效果。另外,铝合金中的zn含量为8.000%以下,从而能够进一步抑制浸锌被膜变得均匀、镀层表面的平滑性降低,另外,能够进一步抑制镀层剥离产生。另外,可以进一步抑制轧制工序的加工性降低。因此,铝合金中的zn含量优选设为0.005~8.000%的范围,更优选设为0.100~0.900%的范围。ti、b、vti、b和v在铸造时的凝固过程中,会形成第二相粒子(tib2等硼化物、或是al3ti或ti-v-b颗粒等),因为它们会成为晶粒核,所以能够使晶粒微细化。结果,镀敷性得到改善。此外,由于晶粒会微细化,能够减小第二相粒子的尺寸的不均匀性,发挥减低磁盘的强度和颤振特性的波动的效果。但是,当ti、b和v的合计含量小于0.005%时,不会得到上述效果。另一方面,即使ti、b和v的合计含量超过0.500%,其效果也会饱和,不会得到进一步的显著的改善效果。因此,优选在添加ti、b和v的情况下的ti、b及v的合计含量为0.005~0.500%的范围,更优选的是,设为0.005~0.100%的范围。另外,所谓合计量,在仅含有ti、b及v中的任意1种的情况下,是指这1种的量,在含有任意2种的情况下,是指这2种的合计量,在含有全部3种的情况下,是指这3种的合计量。其他元素:此外,本发明中使用的铝合金的剩余部分由al以及不可避免的杂质构成。在此,作为不可避免的杂质,可以举出ga、sn等,只要分别小于0.05%,且合计小于0.10%,就不会损害作为在本发明中得到的铝合金基板的特性。2.铝合金基板的杨氏弹性模量接着,针对铝合金基板的杨氏弹性模量进行说明。在本发明的铝合金基板中,将与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上的杨氏弹性模量规定为67gpa以上。在本发明的铝合金基板中,通过将与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上的杨氏弹性模量设为67gpa以上,来谋求颤振特性的提高。因此,在铝合金基板中,为了方便,可以将杨氏弹性模量作为表示颤振特性提高效果的强弱的指数而加以利用。通过提高铝合金基板的杨氏弹性模量,基板的刚性得以提高,激振力减小,颤振特性提高,但是,因为杨氏弹性模量因基板的方向而不同,所以即使仅特定方向上的杨氏弹性模量提高也不能得到足够的颤振特性,需要提高所有方向上的杨氏弹性模量。杨氏弹性模量为最高的方向和最低的方向一般是与轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向中的某一方向,因此杨氏弹性模量在与轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向中一个或两个方向上小于67gpa的情况下,不能得到足够的颤振特性。因此,将与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上所有杨氏弹性模量规定为67gpa以上。此外,与基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上的杨氏弹性模量优选为69gpa以上。此外,该杨氏弹性模量的上限值并没有特别的限定,根据合金组成或制造方法等自行确定,在本发明中为85gpa左右。3.基板的损耗系数和板厚(mm)之积另外,优选地,与铝合金基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上的损耗系数(-)和板厚(mm)之积为0.7×10-3(mm)以上。所述铝合金基板随着板厚变厚而刚性升高,能够提高颤振特性。此外,所述铝合金基板在与轧制方向成0°的方向、成45°的方向、成90°的方向上的损耗系数的值越大,在早期越使振动减弱,能够提高颤振特性。因此,在铝合金基板中,为了方便,可以将损耗系数与板厚(mm)之积的值作为表示颤振特性提高效果的程度的指数加以利用。通过将与铝合金基板的轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向上的损耗系数(-)和板厚(mm)之积的值设为0.7×10-3(mm)以上,较优选0.8×10-3(mm)以上、更优选0.9×10-3(mm)以上,能够更有效地提高颤振特性。此外,从得到上述的作用效果的观点出发,损耗系数和板厚(mm)的积的值并没有上限。在具有前述的化学成分的铝合金基板中,一般损耗系数和板厚(mm)之积的值为10.0×10-3(mm)以下。损耗系数是将取衰减自由振动波形的相邻振幅之比的自然对数的值除以π而得到的,如果将时刻tn的第n个振幅an、同样地第n+1、…、n+m个振幅设为an+1、…、an+m,则损耗系数用{(1/m)×in(an/an+m)}/π表示。4.颤振特性接着是颤振特性,颤振特性也会因硬盘驱动器的电动机特性而受到影响。在本发明中,颤振特性在空气中优选为30nm以下,更优选为10nm以下。可判断的是,只要为30nm以下,就可耐受一般的hdd的相关使用。在超过30nm的情况下,读取部即磁头的定位误差会増加。在此,因为根据所使用的硬盘驱动器,所需的颤振特性会不同,所以只要针对该颤振特性而适当决定金属间化合物的分布状态即可。它们通过以下方式得到:分别对包含上述的添加元素的含量、以及以下所述的铸造时的冷却速度的铸造方法、以及之后的热处理和加工的热历程及加工过程进行适当调整。在本发明的实施方式中,优选铝合金基板的厚度为0.35mm以上。当铝合金基板的厚度小于0.35mm时,则基板有可能因安装硬盘驱动器时等发生的下落等所引起的加速力而变形。但是,只要能够通过进一步增加屈服强度来抑制变形,就不限于此。此外,当铝合金基板的厚度超过1.80mm时,虽然颤振特性得到改善,但可搭载于硬盘内的盘片数会减少,因此并不优选。因此,铝合金基板的厚度更优选设为0.35~1.80mm,进一步优选设为0.50~1.30mm。另外,能够通过向硬盘内填充氦气来降低流体力。这是因为,氦气的气体粘度与空气相比较小,约为其1/8。通过使气体的流体力变小,可降低伴随硬盘的旋转的气体流动所产生的颤振。b.本发明的铝合金基板的制造方法以下,详细说明本发明的铝合金基板的制造工序的各工序和工艺条件。按照图1的流程,对使用铝合金基板的磁盘的制造方法进行说明。在此,(a)的铝合金熔液的熔炼(步骤s101)~冷轧(步骤s105)、以及(b)的铝合金熔液的熔炼(步骤s101)、铝合金的连续铸造(步骤s102)及冷轧(步骤s105)为制造铝合金板的工序,盘坯的制作(步骤s106)~磁性体的附着(步骤s111)为将被制造出来的铝合金板制成磁盘的工序。首先,针对制造铝合金板的工序进行说明。首先,按照常规方法通过加热/熔融来熔炼具有上述成分组成的铝合金材料的熔液(步骤s101)。接着,通过半连续铸造(dc铸造)法或连续铸造(cc铸造)法,由所熔炼的铝合金材料的熔液铸造铝合金(步骤s102)。在此,dc铸造法和cc铸造法如下。在dc铸造法中,通过喷管注入的熔液由底部块体、被水冷后的模具壁、以及被直接喷出到铸坯(铸块)的外周部的冷却水夺去热量,从而发生凝固,并作为铸坯而被拉出到下方。在cc铸造法中,将熔液通过铸造喷嘴供给到一对辊(或者带式连铸机、块式连铸机)之间,并利用辊的夺取热量来直接铸造薄板。dc铸造法与cc铸造法的较大区别在于铸造时的冷却速度。在冷却速度较大的cc铸造法中,第二相粒子的尺寸与dc铸造相比较小,这是其特征。如图1的(a)所示,根据需要,针对被dc铸造的铝合金铸坯,实施均质化处理(步骤s103)。进行均质化处理时,优选以280~620℃进行0.5~60小时的加热处理,更优选以300~620℃进行1~24小时的加热处理。均质化处理时的加热温度小于280℃或者加热时间小于0.5小时时,均质化处理不充分,有可能每块铝合金基板的衰减比的偏差增大,颤振特性的偏差也增大。均质化处理时的加热温度超过620℃时,铝合金铸坯可能会发生熔融。即使均质化处理时的加热时间超过60小时,其效果饱和,也无法得到更显著的改善效果。接着,在被dc铸造的铝合金铸坯中,通过热轧工序将根据需要实施了均质化处理、或者、没有实施均质化处理的铸坯制成板材(图1的(a)的步骤s104)。热轧时,并不特别限定其条件,但优选将热轧开始温度设为250~600℃,优选将热轧结束温度设为230~450℃。接着,通过冷轧将以如上的方式对dc铸造所铸造的铸坯进行热轧后的轧制板、或者、以cc铸造法铸造的铸造板制成1.8mm至0.35mm左右的铝合金板(步骤s105)。通过冷轧,加工成所需的产品板厚。将冷轧时与板接触的辊的上侧和下侧的辊的转速差设为5%以下。在此,上侧辊和下侧的辊的转速差是指,当在上侧辊或下侧辊中将转速较快一方的辊的最大转速设为rmax,将转速较慢一方的辊的最小转速设为rmin,将二者的辊的平均转速设为rave时,以{(rmax-rmin)/rave}×100(%)来表示。上述转速差超过5%时,结晶组织的各向异性增大。在铝合金的情况中,杨氏弹性模量因结晶组织的方位而不同,因此各向异性增大时,某一方向的杨氏弹性模量会升高,某一方向的杨氏弹性模量会降低,所以上侧和下侧的辊的转速差为5%以下。该转速差优选为3%以下,更优选为0%。另外,冷轧时的轧制速度设为1000m/分以下。轧制速度超过1000m/分时,结晶组织的各向异性增大。在铝合金的情况中,杨氏弹性模量因结晶组织的方位而不同,因此各向异性增大时,某一方向的杨氏弹性模量会升高,某一方向的杨氏弹性模量会降低。冷轧时的轧制速度优选为500m/分以下。此外,该冷轧时的轧制速度的下限值并没有特别地限定,小于5m/分时生产性显著降低而不优选。冷轧的轧制率并没有特别的限定,根据所需的产品板强度或板厚设定即可,优选将轧制率设为10~95%。可以在冷轧之前,或者在冷轧的过程中,为了确保冷轧加工性而实施退火处理。在实施退火处理的情况下,例如如果是间歇式的加热,则优选在300~500℃、0.1~30小时的条件下进行,如果是连续式的加热,则优选在400~600℃下保持0~60秒的条件下进行。在此,保持时间为0秒是指,在到达希望的保持温度后立即进行冷却。接着,针对将通过上述的方式所制造的铝合金板制造为磁盘的工序进行说明。为将铝合金板作为磁盘用进行加工,将铝合金板冲切为圆环状,制作盘坯(步骤s106)。接着,将盘坯在大气中,例如以100~380℃进行30分钟以上的加压退火,制作平坦化的坯料(步骤s107)。接着,对坯料按顺序实施切削加工、磨削加工、以及优选地以250~400℃的温度、5~15分钟的除应力加热处理,制作铝合金基板(步骤s108)。经过上述的各工序,可以得到本发明的铝合金基板。接着,对铝合金基板表面实施脱脂、酸蚀刻处理、剥黑膜处理后,实施浸锌处理(zn置换处理)(步骤s109)。脱脂处理阶段优选的是,使用市售的ad-68f(上村工业制)脱脂液等,以温度40~70℃、处理时间3~10分、浓度200~800ml/l的条件进行脱脂。酸蚀刻处理阶段优选的是,使用市售的ad-107f(上村工业制)蚀刻液等,以温度50~75℃、处理时间0.5~5分钟、浓度20~100ml/l的条件进行酸蚀刻。酸蚀刻处理之后,在已应用化合物除去工序的情况下,作为常规的剥黑膜处理,优选的是,使用hno3,以温度15~40℃、处理时间10~120秒、浓度:10~60%的条件进行剥黑膜处理。在没有应用化合物除去工序的情况下,可以取代剥黑膜处理、或者在此基础上另外实施上述化合物除去处理。优选地,第一浸锌处理阶段使用市售的ad-301f-3x(上村工业制)的浸锌处理液等,以温度10~35℃、处理时间0.1~5分、浓度100~500ml/l的条件进行。优选地,在第一浸锌处理阶段之后,使用hno3,在温度15~40℃、处理时间10~120秒、浓度:10~60%的条件下进行zn剥离处理。其后,以与第一浸锌处理相同的条件实施第二浸锌处理阶段。对经第二浸锌处理的铝合金基材表面,作为基底电镀处理,实施无电解的镀ni-p处理工序(图1的(a)、(b)的s110)。优选地,无电解的镀ni-p处理使用市售的nimudenhdx(上村工业制)电镀液等,以温度80~95℃、处理时间30~180分、ni浓度3~10g/l的条件进行电镀处理。通过这样的无电解的镀ni-p处理工序,得到经基底电镀处理的磁盘用的铝合金基板。c.磁盘最后,通过研磨使基底电镀处理后的磁盘用的铝合金基板的表面平滑,通过溅射使由基底层、磁性层、保护膜以及润滑层等形成的磁性介质附着于表面,制成本发明的磁盘(步骤s111)。此外,在制成铝合金板(s105)后,由于没有像冷轧那样的组织变化的工序,因而不存在化合物的分布或成分变化。因此,也可以取代铝合金基板(s108)地、使用铝合金板(s105)或盘坯(步骤s106)、铝合金基板(步骤s110)、磁盘(步骤s111),进行化合物的分布或成分等的评价。实施例下面,基于实施例进一步详细说明本发明,但本发明并不限定于此。针对铝合金基板的实施例进行说明。按照常规方法熔融表1~3所示的成分组成的各合金材料,熔炼铝合金熔液(步骤s101)。表1~3中的“-”表示小于测量界限值。[表1]表1[表2]表2[表3]表3接着,在表4~6的条件下,除no.a40~42、49~51以及ac16、21~23以外,通过dc法铸造铝合金熔液,制作厚度200mm的铸坯,对其两面进行了10mm的表面切削(图1的(a)的步骤s102)。no.a40~42、49~51以及ac16、21~23通过cc法铸造铝合金熔液,制作厚度8mm的铸造板(图1的(b)的步骤s102)。接着,对no.a3~5和a40~42以及ac16以外,在380℃下实施2小时的均质化处理(图1的(a)的步骤s103)。接着,对a40~42、49~51以及ac16、21~23以外,将热轧开始温度设为380℃,将热轧结束温度设为300℃,进行热轧,制成厚度3mm的热轧板(图1的(a)的步骤s104)。[表4]表4[表5]表5[表6]表6在针对no.a1、a3的合金热轧后,在针对a40的合金cc铸造后,以360℃、2小时的条件实施了退火(间歇式)处理。以如上的方式制作的a1~a39、a43~a48、ac1~ac15、ac17~ac19的热轧板、以及a40~a42、49~51及ac16、21~23的cc铸造板在表4~6的条件下通过冷轧,轧制成最终板厚的0.8mm,制成铝合金板(步骤s105)。由该铝合金板铸模外径96mm、内径24mm的圆环状的铝合金板,制作盘坯(步骤s106)。对以这种方式制作的盘坯,在0.5mpa的压力下以270℃施以3小时的加压平坦化处理(步骤s107)。接着,对加压平坦化处理后的盘坯进行端面加工(切削加工),使外径成为95mm,内径成为25mm,进行磨光加工(将表面磨削成为50μm的加工),制作出铝合金基板(步骤s108)。其后,利用ad-68f(商品名,上村工业制),以60℃进行5分钟的脱脂后,利用ad-107f(商品名,上村工业制),以65℃进行1分钟的酸蚀刻,进而在30%hno3水溶液(室温)中进行20秒的剥黑膜(步骤s109)。在通过这种方式调整了表面状态后,将盘坯浸渍在ad-301f-3x(商品名,上村工业制)的20℃的浸锌处理液中0.5分钟,从而对表面实施浸锌处理(步骤s109)。另外,浸锌处理总计进行两次,在浸锌处理之间,将盘坯浸渍在室温的30%hno3水溶液中20秒,从而对表面进行剥离处理。在利用无电解镀ni-p处理液(nimudenhdx(商品名,上村工业制))来在经浸锌处理的表面无电解镀敷19.7μm厚度的ni-p后,利用毛布来进行加工研磨(研磨量1.7μm))(步骤s110)。针对上述的磨削加工后的铝合金基板(步骤s108)、以及镀敷处理研磨(步骤s110)工序后的铝合金基板,进行了以下评价。此外,针对各样品,将3张盘实施至镀敷处理,但是因为在比较例7、9~15的盘中,3张全部发生了镀层剥离,所以在这些比较例中无法进行杨氏弹性模量的测定、损耗系数的测定、以及盘颤的测定。〔盘颤的测定〕使用镀敷处理研磨(步骤s110)工序后的铝合金基板,进行盘颤的测定。盘颤的测定是通过在空气的存在下,将铝合金基板设置在市售的硬盘驱动器上来进行的。关于驱动器,使用seagate制st2000(商品名),关于电动机驱动,通过将technoalive制sld102(商品名)与电机直接耦合来对其进行驱动。转速设为7200rpm,关于盘,始终设置有多张,对于其上部的磁盘的表面,利用作为激光多普勒测速仪的小野测器制lv1800(商品名)来观察表面的振动。利用小野测器制fft分析装置ds3200(商品名)来对观察到的振动进行频谱分析。观察是通过在硬盘驱动器的盖上开孔来从该孔观察盘表面的方式来进行的。此外,取下被设置于市售的硬盘的可压缩板来进行评价。颤振特性的评价根据出现颤振的1500~2000hz的较宽的峰的最大变位(盘颤振(nm))来进行。可以知道,该较宽的峰被称为nrro(non-repeatablerunout:不可重复摆动),对磁头的定位误差存在较大影响。关于颤振特性的评价,在空气中,将在10nm以下的情况记作a(优),将超过10nm且为20nm以下记作b(良),将超过20nm且为30nm以下记作c(可),将大于30nm的情况记作d(差)。〔杨氏弹性模量〕从上述磨削加工后的铝合金基板(步骤s108)中,提取60mm×8mm的样品,测量杨氏弹性模量。提取与轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向的样品的方法如图2~4所示。使用日本techno-plus株式会社制造的je-rt型装置在室温下进行杨氏弹性模量的测定。此外,也可以是,从剥离加压平坦化处理后的盘坯或铝合金基板的镀层、并将表面研磨10μm后的基板中提取试验片,进行杨氏弹性模量的测定评价。〔损耗系数×板厚〕从磨削加工后的铝合金基板(步骤s108)中,提取60mm×8mm的样品,通过衰减法测量损耗系数,计算损耗系数×板厚(mm)。提取与轧制方向成0°的方向、成45°的方向及成90°的方向的样品的方法如图2~4所示。使用日本techno-plus株式会社制造的je-rt型装置在室温下进行损耗系数的测定。此外,也可以是,从剥离加压平坦化处理后的盘坯或铝合金基板的镀层、并将表面研磨10μm后的基板中提取试验片,测定损耗系数,进行损耗系数×板厚(mm)的评价。将以上的评价结果在表7~9中示出。[表7]表7[表8]表8[表9]表9如表7、8所示,在实施例1~51中,满足在本发明中规定的特性,可以得到良好的颤振特性。与此相反,在比较例1中,因铝合金的fe含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例2中,因铝合金的mn含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例3中,因铝合金的si含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例4中,因铝合金的ni含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例5中,因铝合金的cr含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例6中,因铝合金的zr含量过少,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例7中,因铝合金的cu含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例8中,因铝合金的mg含量过多,0°方向、45°方向及90°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例9中,因铝合金的zn含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例10中,因铝合金的fe含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例11中,因铝合金的mn含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例12中,因铝合金的si含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例13中,因铝合金的ni含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例14中,因铝合金的cr含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例15中,因铝合金的zr含量过多,如前所述发生了镀层剥离,不能评价颤振特性,不宜作为磁盘。在比较例16、17中,因冷轧工序中的上侧辊和下侧辊的转速差过大,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例18、19中,因冷轧工序中的轧制速度过大,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例20中,因铝合金的mg含量过多,0°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例21中,因冷轧工序中的上侧辊和下侧辊的转速差过大,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。在比较例22、23中,因冷轧工序中的轧制速度过大,45°方向上的杨氏弹性模量小,颤振特性差。[工业可利用性]根据本发明,可以得到具有良好的颤振特性的磁盘用铝合金基板及其制造方法、以及使用该磁盘用铝合金基板的磁盘。当前第1页12当前第1页12
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