(57)【要約】【課題】ディスクフラッタを抑制でき、優れた研削加工性を有する磁気ディスク基板及びその製造方法並びにこの磁気ディスク基板から作製された磁気ディスクを提供する。【解決手段】磁気ディスク基板は、Ｆｅ：０．００５〜０．６００質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分と、Ａｌマトリクス中に第二相粒子が分散した金属組織と、を有している。第二相粒子のうち、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数が５００００個／ｍｍ2以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．００５〜０．６００質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分と、
Ａｌマトリクス中に第二相粒子が分散した金属組織と、を有し、
前記第二相粒子のうち、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数が５００００個／ｍｍ2以下である、磁気ディスク基板。
【請求項２】
前記Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅの量が０．００１０〜０．０３００質量％である、請求項１に記載の磁気ディスク基板。
【請求項３】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｍｎ：０．１〜３．０質量％、Ｍｇ：０．１〜０．４質量％、Ｎｉ：０．１〜３．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％、Ｚｒ：０．０１〜１．００質量％のうち１種または２種以上を含有している、請求項１または２に記載の磁気ディスク基板。
【請求項４】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｃｕ：０．００５〜１．０００質量％を含有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項５】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｚｎ：０．００５〜１．０００質量％を含有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項６】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｔｉ、Ｂ、Ｖのうち１種または２種以上を含有しており、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計が０．００５〜０．５００質量％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項７】
厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値が０．１０×１０-3以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板と、
前記磁気ディスク基板の表面を覆うＮｉ−Ｐめっき皮膜と、
前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上に積層された磁性体層とを有する、磁気ディスク。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載された磁気ディスク基板の製造方法であって、
前記化学成分を備えた鋳塊を作製し、
圧延中の前記鋳塊の温度が２００〜４３０℃となり、かつ、前記鋳塊の温度が当該範囲内にある時間が３０分以上となる条件で前記鋳塊に熱間圧延を行って熱延板を作製し、
前記熱延板に１パス以上の冷間圧延を行って冷延板を作製し、
前記冷延板に打ち抜き加工を行って円環状を呈するディスクブランクを作製し、
前記ディスクブランクを厚み方向の両側から加圧しながら加熱して加圧焼鈍を行い、
前記ディスクブランクに切削加工及び研削加工を順次施して前記磁気ディスク基板を作製する、磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項１０】
前記鋳塊を作製した後に、前記鋳塊を２５０〜４３０℃の温度に０．５〜６０時間保持して均質化処理を行い、次いで前記鋳塊に前記熱間圧延を行って前記熱延板を作製する、請求項９に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項１１】
前記冷間圧延における１パス目の前及びパス間の少なくとも一方において、バッチ式熱処理炉により前記熱延板を３００〜５００℃の温度に０．１〜３０時間保持して焼鈍を行う、請求項９または１０に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項１２】
前記冷間圧延における１パス目の前及びパス間の少なくとも一方において、連続式熱処理炉を用い、炉内の滞在時間が６０秒以内となり、かつ、温度が４００〜６００℃となるように前記熱延板を加熱して焼鈍を行う、請求項９または１０に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク基板及びその製造方法並びに磁気ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と省略する。）は、コンピュータや映像記録装置等の電子機器における記憶装置として多用されている。ＨＤＤには、データを記録するための磁気ディスクが組み込まれている。磁気ディスクは、アルミニウム合金からなり円環状を呈する磁気ディスク基板と、磁気ディスク基板の表面を覆うＮｉ−Ｐめっき皮膜と、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上に積層された磁性体層とを有している。磁気ディスク基板を構成するアルミニウム合金としては、例えば、ＪＩＳ  Ａ５０８６合金などが使用されている。
【０００３】
近年、サーバやデータセンター等の業務用、及び、パーソナルコンピュータや映像記録装置等の家庭用のいずれの用途においても、ＨＤＤに記録する情報量が多くなってきている。かかる状況に対応してＨＤＤの容量を大きくするため、ＨＤＤ１台あたりに組み込まれる磁気ディスクの枚数を増やすとともに、個々の磁気ディスクにおける記録密度を高めることが求められている。ＨＤＤ１台あたりに組み込む磁気ディスクの枚数を増やすためには、個々の磁気ディスクの厚みを薄くする必要がある。しかし、磁気ディスクの厚みを薄くすると、剛性の低下を招くという問題がある。
【０００４】
また、ＨＤＤからのデータの読み出し及びＨＤＤへのデータの書き込みを高速に行うため、磁気ディスクの回転速度を速くすることが望まれている。しかし、磁気ディスクの回転速度を早くすると、磁気ディスク同士の間に形成される気流が不安定化しやすくなる。その結果、気流に起因する励振力が磁気ディスクに作用し、磁気ディスクが厚み方向に振動する、いわゆるディスクフラッタが発生しやすくなるという問題がある。ディスクフラッタが発生すると、磁気ヘッドが磁気ディスクの振動に十分に追従できなくなるおそれがある。この場合、磁気ディスク上における磁気ヘッドの位置が所望の位置からずれやすくなり、読み取りエラーや書き込みエラーの発生を招くおそれがある。
【０００５】
特に、前述したような厚みが薄く、記録密度の高い磁気ディスクにおいては、１ビット当たりの専有面積が狭いため、磁気ヘッドの位置を高精度に制御する必要がある。しかし、磁気ディスクの厚みが薄くなると剛性が低下するため、ディスクフラッタがより発生しやすい上に、ディスクフラッタが発生した際の磁気ディスクの振幅が大きくなりやすい。それ故、ＨＤＤの容量を大きくする上で、ディスクフラッタの発生を抑制することが重要な課題となっている。
【０００６】
ディスクフラッタの発生を抑制する技術として、例えば特許文献１には、磁気ディスク装置内の特定の位置に、磁気ディスクの回転によって生じる気流の磁気ヘッドへの衝突を規制する風よけ体を設ける技術が提案されている。
【０００７】
また、例えば特許文献２には、０．５質量％以上２４．０質量％以下のＳｉと、０．０１質量％以上３．００質量％以下のＦｅと、を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する磁気ディスク用アルミニウム合金基板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３１３０６１号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１６／０６８２９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の風よけ体のような、気流を制御するための部品をＨＤＤ内に設ける場合、部品点数の増大を招く。更に、この種の部品は、磁気ディスクとの間隔によってディスクフラッタを抑制する効果が大きく変動するため、部品の寸法精度を高くする必要がある。それ故、この場合には、ＨＤＤの製造コストが増大しやすいという問題がある。
【００１０】
特許文献２の磁気ディスク用アルミニウム合金基板は、Ｓｉの添加によってＡｌマトリクス中にＳｉを含む第二相粒子を形成している。そして、Ｓｉを含む第二相粒子によって磁気ディスク用アルミニウム合金基板の剛性を向上させることができる。しかし、この第二相粒子はＡｌマトリクスに比べて硬いため、基板の作製過程において行う研削加工の加工性を悪化させ、ひいては基板の製造コストの増大を招くおそれがある。
【００１１】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、ディスクフラッタを抑制でき、優れた研削加工性を有する磁気ディスク基板及びその製造方法並びにこの磁気ディスク基板から作製された磁気ディスクを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、Ｆｅ（鉄）：０．００５〜０．６００質量％、Ｓｉ（シリコン）：０．４質量％以下を含有し、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物からなる化学成分と、
Ａｌマトリクス中に、Ａｌ以外の元素を含む第二相粒子が分散した金属組織と、を有し、
前記第二相粒子のうち、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数が５００００個／ｍｍ2以下である、磁気ディスク基板にある。
【００１３】
本発明の他の態様は、前記の態様の磁気ディスク基板と、
前記磁気ディスク基板の表面を覆うＮｉ−Ｐ（ニッケル−リン）めっき皮膜と、
前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上に積層された磁性体層とを有する、磁気ディスクにある。
【００１４】
本発明のさらに他の態様は、前記の態様の磁気ディスク基板の製造方法であって、
前記化学成分を備えた鋳塊を作製し、
圧延中の前記鋳塊の温度が２００〜４３０℃となり、かつ、前記鋳塊の温度が当該範囲内にある時間が３０分以上となる条件で前記鋳塊に熱間圧延を行って熱延板を作製し、
前記熱延板に１パス以上の冷間圧延を行って冷延板を作製し、
前記冷延板に打ち抜き加工を行って円環状を呈するディスクブランクを作製し、
前記ディスクブランクを厚み方向の両側から加圧しながら加熱して焼鈍を行い、
前記ディスクブランクに切削加工及び研削加工を順次施して前記磁気ディスク基板を作製する、磁気ディスク基板の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
前記磁気ディスク基板は、前記特定の化学成分と、Ａｌマトリクス中にＡｌ以外の元素を含む第二相粒子が分散した金属組織と、を有している。これにより、前記ディスク基板に励振力が加わった際に、厚み方向への磁気ディスク基板の振動を低減し、ディスクフラッタを抑制することができる。第二相粒子がディスクフラッタを抑制することができる理由については現時点では必ずしも明確になっていないが、例えば、振動エネルギーがＡｌマトリクスと第二相粒子との界面に吸収されることによって、磁気ディスクの厚み方向への振動が低減されるというメカニズムが推測されている。
【００１６】
また、前記磁気ディスク基板は、化学成分を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌマトリクス中に存在する第二相粒子の粒径を小さくすることができる。そして、種々の粒径を有する第二相粒子のうち１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数を５００００個／ｍｍ2以下に規制することにより、振動を抑制する効果を得つつ、粗大な第二相粒子による研削加工性の悪化を回避することができる。
【００１７】
以上のように、前記の態様によれば、ディスクフラッタを抑制でき、優れた研削加工性を有する磁気ディスク基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例における、フラッタリング特性の評価方法の説明図である。
【図２】実施例における、損失係数の測定装置の要部を示す側面図である。
【図３】実施例における、減衰自由振動の波形の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．磁気ディスク基板
前記磁気ディスク基板の化学成分、金属組織及びその限定理由は、以下の通りである。
【００２０】
・Ｆｅ（鉄）：０．００５〜０．６００質量％
Ｆｅの一部は第二相粒子中に含まれている。前述したように、第二相粒子がＡｌマトリクス中に分散していることにより、磁気ディスク基板の振動を抑制する作用を奏することができる。また、Ｆｅの残部はＡｌマトリクス中に固溶している。Ａｌマトリクス中に固溶したＦｅは、固溶強化によってアルミニウム合金の強度を向上させる作用を有している。
【００２１】
Ｆｅの含有量を０．００５質量％以上とすることにより、第二相粒子及びＡｌマトリクス中に固溶したＦｅの量を十分に多くし、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。これらの効果をより高める観点からは、Ｆｅの含有量を０．０１０質量％以上とすることが好ましい。Ｆｅの含有量が０．００５質量％未満の場合には、ディスクフラッタを抑制する効果及び強度向上の効果が低くなるおそれがある。
【００２２】
一方、Ｆｅの含有量が多くなると、Ａｌマトリクス中に粗大な第二相粒子が形成されやすい。第二相粒子はＡｌマトリクスに比べて硬いため、粗大な第二相粒子の割合が多くなると、研削加工中に磁気ディスク基板が削りにくくなる。それ故、この場合には、研削加工性の悪化を招くおそれがある。また、粗大な第二相粒子が多くなると、磁気ディスク基板の製造過程において圧延性の低下を招くおそれもある。
【００２３】
更に、粗大な第二相粒子は、例えば磁気ディスク基板の製造過程において行う切削加工や研削加工等の際に脱落しやすい。また、かかる第二相粒子は、その後の磁気ディスクの製造過程において行うエッチング処理やジンケート処理等の際にも脱落しやすい。これらの工程で粗大な第二相粒子が脱落すると、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離を招くおそれがある。
【００２４】
Ｆｅの含有量を０．６００質量％以下、好ましくは０．４００質量％以下、さらに好ましくは０．２００質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００２５】
Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅの量は、０．００１０〜０．０３００質量％であることが好ましい。Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅの量を０．００１０質量％、より好ましくは０．００５０質量％以上とすることにより、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅの量を０．０３００質量％以下、より好ましくは０．０２００質量％以下とすることにより、Ａｌマトリクス中の第二相粒子の数を適度に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタをより効果的に抑制することができる。
【００２６】
前記磁気ディスク基板中には、必須成分としてのＦｅの他に、更に、任意成分としてＭｎ（マンガン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｔｉ（チタン）、Ｂ（ホウ素）、Ｖ（バナジウム）等が含まれていてもよい。
【００２７】
・Ｍｎ：０．１〜０．３質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｍｎ：０．１〜０．３質量％を含有していてもよい。Ｍｎは、Ａｌマトリクス中にＭｎを含む第二相粒子を形成することができる。Ｍｎを含む第二相粒子は、Ｆｅを含む第二相粒子と同様に、ディスクフラッタを抑制する作用を有している。また、Ｍｎを含む第二相粒子は、磁気ディスク基板の強度を向上させる作用を有している。
【００２８】
Ｍｎの含有量を０．１質量％以上とすることにより、Ｍｎを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。
【００２９】
一方、Ｍｎの含有量が多くなると、Ａｌマトリクス中に粗大な第二相粒子が形成されやすい。その結果、Ｆｅの場合と同様に、研削加工性の悪化、圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を招くおそれがある。Ｍｎの含有量を３．０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、前述した作用効果を奏することができる。
【００３０】
・Ｓｉ：０．４質量％以下
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｓｉ：０．４質量％以下を含有していてもよい。Ｓｉによる作用効果及び含有量の限定理由は、Ｍｎと同様である。即ち、Ｓｉは、Ａｌマトリクス中にＳｉを含む第二相粒子を形成し、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００３１】
Ｓｉの含有量は、０．１質量％以上であることが好ましい。この場合には、Ｓｉを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ｓｉの含有量を０．４質量％以下、より好ましくは０．３質量％以下とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を抑制することができる。その結果、研削加工性の悪化、圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を回避しつつ前述した作用効果を奏することができる。
【００３２】
・Ｍｇ：０．１〜０．４質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｍｇ：０．１〜０．４質量％を含有していてもよい。Ｍｇによる作用効果及び含有量の限定理由は、Ｍｎと同様である。即ち、Ｍｇは、Ａｌマトリクス中にＭｇを含む第二相粒子を形成し、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００３３】
Ｍｇの含有量を０．１質量％以上とすることにより、Ｍｇを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ｍｇの含有量を０．４質量％以下、より好ましくは０．３質量％以下とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を抑制することができる。その結果、研削加工性の悪化圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を回避しつつ前述した作用効果を奏することができる。
【００３４】
・Ｎｉ：０．１〜３．０質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｎｉ：０．１〜０．４質量％を含有していてもよい。Ｎｉによる作用効果及び含有量の限定理由は、Ｍｎと同様である。即ち、Ｎｉは、Ａｌマトリクス中にＮｉを含む第二相粒子を形成し、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００３５】
Ｎｉの含有量を０．１質量％以上とすることにより、Ｎｉを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ｎｉの含有量を３．０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以下とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を抑制することができる。その結果、研削加工性の悪化、圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を回避しつつ前述した作用効果を奏することができる。
【００３６】
・Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％を含有していてもよい。Ｃｒによる作用効果及び含有量の限定理由は、Ｍｎと同様である。即ち、Ｃｒは、Ａｌマトリクス中にＣｒを含む第二相粒子を形成し、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００３７】
Ｃｒの含有量を０．０１質量％以上、より好ましくは０．１０質量％以上とすることにより、Ｃｒを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ｃｒの含有量を１．００質量％以下、より好ましくは０．５０質量％以下とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を抑制することができる。その結果、研削加工性の悪化、圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を回避しつつ前述した作用効果を奏することができる。
【００３８】
・Ｚｒ：０．０１〜１．００質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｚｒ：０．０１〜１．００質量％を含有していてもよい。Ｚｒによる作用効果及び含有量の限定理由は、Ｍｎと同様である。即ち、Ｚｒは、Ａｌマトリクス中にＺｒを含む第二相粒子を形成し、ディスクフラッタを抑制するとともに磁気ディスク基板の強度を向上させることができる。
【００３９】
Ｚｒの含有量を０．０１質量％以上、より好ましくは０．１０質量％以上とすることにより、Ｚｒを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。また、Ｚｒの含有量を１．００質量％以下、より好ましくは０．５０質量％以下とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を抑制することができる。その結果、研削加工性の悪化、圧延性の低下、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を回避しつつ前述した作用効果を奏することができる。
【００４０】
・Ｃｕ：０．００５〜１．０００質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｃｕ：０．００５〜１．０００質量％を含有していてもよい。Ｃｕは、Ａｌマトリクス中にＣｕを含む第二相粒子を形成することができる。Ｃｕを含む第二相粒子は、磁気ディスク基板のヤング率を高めることによりディスクフラッタを抑制する作用を有している。また、Ｃｕを含む第二相粒子は、磁気ディスク基板の強度を向上させる作用を有している。
【００４１】
更に、Ｃｕは、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、磁気ディスク基板の表面に、ち密で厚みが薄く、かつ厚みのバラつきが小さいジンケート皮膜を付着させることができる。そして、このようなジンケート皮膜を形成することにより、後に行う無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理によって表面粗さの小さいＮｉ−Ｐめっき皮膜を形成することができる。
【００４２】
Ｃｕの含有量を０．００５質量％以上とすることにより、Ｃｕを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。更に、この場合には、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の表面粗さをより小さくすることができる。
【００４３】
一方、Ｃｕの含有量が多くなると、Ａｌマトリクス中に粗大な第二相粒子が形成されやすい。その結果、Ｆｅの場合と同様に、圧延性の低下、研削加工性の悪化、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を招くおそれがある。Ｃｕの含有量を１．０００質量％以下、より好ましくは０．５００質量％以下、更に好ましくは０．３００質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、前述した作用効果を奏することができる。
【００４４】
・Ｚｎ：０．００５〜１．０００質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｚｎ：０．００５〜１．０００質量％を含有していてもよい。Ｚｎは、Ａｌマトリクス中にＺｎを含む第二相粒子を形成することができる。Ｚｎを含む第二相粒子は、磁気ディスク基板のヤング率を高めることによりディスクフラッタを抑制する作用を有している。また、Ｚｎを含む第二相粒子は、磁気ディスク基板の強度を向上させる作用を有している。
【００４５】
更に、Ｚｎは、磁気ディスクの製造過程においてジンケート処理を行った際に、Ａｌの溶解量を低減することができる。また、磁気ディスク基板の表面に、ち密で厚みが薄く、かつ厚みのバラつきが小さいジンケート皮膜を付着させることができる。これらの結果、後に行う無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理によって表面粗さの小さいＮｉ−Ｐめっき皮膜を形成することができる。
【００４６】
Ｚｎの含有量を０．００５質量％以上、より好ましくは０．１００質量％以上とすることにより、Ｚｎを含む第二相粒子の数を十分に多くすることができる。その結果、ディスクフラッタを抑制する効果をより高めるとともに、磁気ディスク基板の強度をより向上させることができる。更に、この場合には、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の表面粗さをより小さくすることができる。
【００４７】
一方、Ｚｎの含有量が多くなると、Ａｌマトリクス中に粗大な第二相粒子が形成されやすい。その結果、Ｆｅの場合と同様に、圧延性の低下、研削加工性の悪化、磁気ディスク基板の表面粗さの増大及びＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離などの問題を招くおそれがある。Ｚｎの含有量を１．０００質量％以下、より好ましくは０．７００質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、前述した作用効果を奏することができる。
・Ｔｉ、Ｂ、Ｖ：合計０．００５〜０．５００質量％
前記磁気ディスク基板は、任意成分として、Ｔｉ、Ｂ、Ｖのうち１種または２種以上を含有していてもよい。溶湯中にこれらの元素が含まれている場合、鋳塊の凝固過程において、これらの元素を含む第二相粒子が形成される。これらの第二相粒子は、溶湯の凝固が進行する際に凝固核となり、磁気ディスク基板の結晶粒を微細化することができる。
【００４８】
そして、磁気ディスク基板の結晶粒を微細化することにより、第二相粒子の大きさのバラつきを低減し、ひいては磁気ディスク基板の強度のバラつき及びディスクフラッタを抑制する効果のバラつきを低減することができる。また、磁気ディスク基板の結晶粒を微細化することにより、磁気ディスクの製造過程において行う無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理の際に、めっきの付着性を改善することができる。これらの作用効果を確実に得る観点からは、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計を０．００５質量％以上とすることが好ましい。
【００４９】
一方、これらの元素の含有量の合計が０．５００質量％を超える場合には、含有量に見合った作用効果を得ることが難しい。そのため、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計は、０．５００質量％以下であることが好ましく、０．１００質量％以下であることがより好ましい。
【００５０】
・その他の元素
前記磁気ディスク基板中には、前述した元素以外の元素が含まれていてもよい。かかる元素としては、例えば、Ｇａ（ガリウム）やＳｎ（スズ）等がある。これらの元素の含有量が過度に多くなると、前記磁気ディスク基板の作用効果が損なわれるおそれがある。かかる問題を回避する観点から、Ｇａ及びＳｎの含有量をそれぞれ０．１０質量％未満に規制し、かつ、Ｇａの含有量とＳｎの含有量との合計を０．２０質量％以下に規制することが好ましい。
【００５１】
・金属組織
前記磁気ディスク基板は、Ａｌマトリクス中にＡｌ以外の元素を含む第二相粒子が分散した金属組織を有している。第二相粒子は、例えば、Ａｌ3Ｆｅ、Ａｌ6Ｆｅ、Ａｌ6（Ｆｅ、Ｍｎ）、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｆｅ等のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物、Ｍｇ2Ｓｉ等のＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物、Ａｌ6Ｍｎ等のＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物、Ａｌ3Ｎｉ等のＡｌ−Ｎｉ系金属間化合物、Ａｌ2Ｃｕ等のＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物、Ａｌ7Ｃｒ等のＡｌ−Ｃｒ系金属間化合物、Ａｌ3Ｚｒ等のＡｌ−Ｚｒ系金属間化合物、単体Ｓｉ等から構成されている。第二相粒子としてのこれらの金属間化合物や単体Ｓｉは、晶出物であってもよいし、析出物であってもよい。
【００５２】
Ａｌマトリクス中に分散した第二相粒子は、種々の粒径を有している。前述したように、第二相粒子がＡｌマトリクス中に分散していることにより、ディスクフラッタを抑制することができる。その反面、第二相粒子はＡｌマトリクスよりも硬いため、粗大な第二相粒子の数が多くなると研削加工性の悪化を招くおそれがある。
【００５３】
前記磁気ディスク基板は、種々の粒径を有する第二相粒子のうち、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数を５００００個／ｍｍ2以下とすることにより、研削加工性の悪化を回避しつつディスクフラッタを抑制する効果を得ることができる。研削加工性の悪化をより確実に回避する観点からは、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数を３００００個／ｍｍ2以下とすることが好ましく、１００００個／ｍｍ2以下とすることがより好ましい。
【００５４】
前述した作用効果を得る観点からは、Ａｌマトリクス中の１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数は０個／ｍｍ2であってもよい。なお、前述した化学成分を有する磁気ディスク基板においては、通常、Ａｌマトリクス中に存在する１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数は１００個／ｍｍ2以上となる。
【００５５】
また、前記磁気ディスク基板におけるＡｌマトリクス中には、１．５μｍ未満の最長径を有する第二相粒子が分散している。Ａｌマトリクス中にこのような比較的小さな第二相粒子が存在していることにより、ディスクフラッタを効果的に抑制することができる。また、これらの第二相粒子は、１．５μｍ以上の最長径を有する比較的大きな第二相粒子に比べて研削加工性に及ぼす悪影響が小さい。それ故、前述した化学成分を有する磁気ディスク基板において形成される第二相粒子の範囲では、１．５μｍ未満の最長径を有する第二相粒子がＡｌマトリクス中に多数分散していても、研削加工性の悪化を招くおそれはない。
【００５６】
前述した「１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数」は、以下のようにして算出することができる。まず、磁気ディスク基板の板面を研磨した後、電子線マイクロアナライザを用いて当該板面の組成像を取得する。組成像の視野面積は、磁気ディスク基板全体の金属組織を代表できる程度に大きければよい。具体的には、例えば視野面積を１．０ｍｍ2以上とすることにより、磁気ディスク基板全体の金属組織を代表した組成像を取得することができる。
【００５７】
画像解析装置を用いて得られた組成像を解析し、視野内に存在する第二相粒子の輪郭線を抽出する。そして、個々の第二相粒子について、輪郭線上の点のうち互いの距離が最も距離が離れた２点を決定する。この２点間の距離を、各第二相粒子の最長径とする。このようにして視野内に存在する第二相粒子の最長径を決定した後、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数を数え、１ｍｍ2当たりの数に換算することにより、前述した「１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数」を得ることができる。
【００５８】
また、「１．５μｍ未満の最長径を有する第二相粒子の数」についても、前述の方法と同様の方法により得ることができる。つまり、組成像に基づいて視野内に存在する第二相粒子の最長径を決定した後、１．５μｍ未満の最長径を有する第二相粒子の数を数え、１ｍｍ2当たりの数に換算することにより、前述した「１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数」を得ることができる。
【００５９】
・厚み
前記磁気ディスク基板の厚みは、例えば、０．３５〜１．３０ｍｍの範囲から適宜選択することができる。前記磁気ディスク基板の厚みを０．３５ｍｍ以上、好ましくは０．５０ｍｍ以上とすることにより、前記磁気ディスク基板の強度を十分に高くすることができる。その結果、ハードディスクドライブに衝撃が加わった際等に、磁気ディスクの変形を抑制することができる。また、前記磁気ディスク基板の厚みを１．３０ｍｍ以下、好ましくは１．００ｍｍ以下とすることにより、ＨＤＤ内により多くの磁気ディスクを組み込むことができる。その結果、ＨＤＤの容量をより大きくすることができる。
【００６０】
・損失係数
前記磁気ディスク基板における厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値は０．１０×１０-3以上であることが好ましい。前記磁気ディスク基板は、厚みが厚くなるほど剛性が高くなり、ディスクフラッタを効果的に抑制することができる。また、前記磁気ディスク基板は、損失係数ηの値が大きくなるほど振動を早期に減衰させ、ディスクフラッタを効果的に抑制することができる。
【００６１】
従って、前記磁気ディスク基板においては、便宜上、厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値をディスクフラッタの抑制効果の強弱を表す指数として利用することができる。前記磁気ディスク基板における厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値を０．１０×１０-3以上、より好ましくは０．２０×１０-3以上、さらに好ましくは０．５０×１０-3以上とすることにより、ディスクフラッタをより効果的に抑制することができる。なお、前述した作用効果を得る観点からは、厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値に上限はない。前述した化学成分を有する磁気ディスク基板においては、通常、厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値は１０．０×１０-3以下となる。
【００６２】
・強度
前記磁気ディスク基板は、大気中において２８０℃に３時間保持した後の耐力が７０ＭＰａ以上となる強度特性を有していることが好ましい。磁気ディスクの製造過程においては、磁気ディスク基板の温度が２８０℃程度まで上昇することがある。かかる温度上昇によって磁気ディスク基板が軟化すると、例えば搬送時や電子機器への取り付け時においてＨＤＤに衝撃が加わった場合等に、磁気ディスクが変形しやすくなるおそれがある。前記特定の強度特性を備えた磁気ディスク用基板を使用することにより、磁気ディスクの製造過程における磁気ディスク基板の強度の低下を抑制することができる。その結果、磁気ディスクの変形を抑制することができる。
【００６３】
磁気ディスクの変形をより効果的に抑制する観点からは、前記磁気ディスク基板は、大気中において２８０℃に３時間保持した後の耐力が８０ＭＰａ以上となる強度特性を有することがより好ましく、９０ＭＰａ以上となる強度特性を有することがさらに好ましい。なお、前述した作用効果を得る観点からは、２８０℃に３時間保持した後の磁気ディスクの耐力に上限はない。前述した化学成分を有する磁気ディスク基板においては、通常、２８０℃に３時間保持した後の磁気ディスクの耐力は２８０ＭＰａ以下となる。
【００６４】
Ｂ．磁気ディスク基板の製造方法
前記磁気ディスク基板は、例えば、以下の方法により作製することができる。
【００６５】
・鋳塊の作成
まず、前記化学成分を備えた鋳塊を作製する。鋳造方法としては、連続鋳造や半連続鋳造等の公知の方法を採用することができる。連続鋳造においては、互いに間隔をあけて配置された一対の鋳造ロールの間に溶湯を注ぎ入れる。この溶湯が鋳造ロールによって素早く冷却され、凝固することにより連続的に鋳塊を作製することができる。なお、連続鋳造においては、鋳造ロールに替えて、ベルトキャスタやブロックキャスタを用いてもよい。また、半連続鋳造においては、溶湯を水冷された筒状のモールド内に注ぎ込み、溶湯を凝固させながらモールド内に形成された鋳塊をモールドから引き出すことにより、鋳塊の作成を半連続的に行うことができる。
【００６６】
連続鋳造は、半連続鋳造に比べて溶湯の冷却速度を早くすることができる。そのため、連続鋳造によって鋳塊を作製することにより、半連続鋳造に比べて第二相粒子の粒径を小さくすることができる。
【００６７】
・均質化処理
鋳塊を作製した後、必要に応じて鋳塊を加熱して均質化処理を行ってもよい。均質化処理を行う場合、鋳塊の保持温度を２５０〜４３０℃の範囲内とすることが好ましく、２８０〜３８０℃の範囲内とすることがより好ましい。また、鋳塊の保持時間を０．５〜６０時間の範囲内とすることが好ましく、１〜５０時間の範囲内とすることがより好ましい。均質化処理における保持温度及び保持時間を前記特定の範囲とすることにより、鋳塊を十分に均質化し、磁気ディスク基板へのＮｉ−Ｐめっき皮膜の付着性及びディスクフラッタの抑制効果のバラつきをより効果的に抑制することができる。
【００６８】
均質化処理における保持温度及び保持時間の少なくとも一方が前記特定の範囲を下回る場合には、鋳塊の均質化が不十分となるおそれがある。均質化処理における保持温度が前記特定の範囲を超える場合には、鋳塊中に粗大な第二相粒子が形成されやすくなる。その結果、磁気ディスク基板の研削加工性の悪化を招くおそれがある。均質化処理における保持時間が前記特定の範囲を超えた場合には、磁気ディスク基板の生産性の悪化を招くおそれがある。
【００６９】
・熱間圧延
次に、圧延中の前記鋳塊の温度が２００〜４３０℃となり、かつ、前記鋳塊の温度が当該範囲内にある時間が３０分以上となる条件で鋳塊に熱間圧延を行って熱延板を作製する。これにより、Ａｌマトリクス中への第二相粒子の形成を促進するとともに、Ａｌマトリクス内に既に存在する第二相粒子の成長を抑制することができる。その結果、粗大な第二相粒子の数を低減することができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、圧延中の鋳塊の温度が２２０〜４００℃となる条件で鋳塊に熱間圧延を行うことが好ましい。また、鋳塊の温度が前記特定の範囲にある時間が６０分以上となる条件で鋳塊に熱間圧延を行うことが好ましい。
【００７０】
圧延中に鋳塊の温度が２００℃未満となる場合には、鋳塊の変形抵抗が過度に高くなるため、鋳塊に割れが発生するおそれがある。また、圧延中に鋳塊の温度が４３０℃を超える場合には、Ａｌマトリクス中に存在する第二相粒子の成長が促進されるため、粗大な第二相粒子の数が多くなりやすい。その結果、磁気ディスク基板の研削加工性の悪化を招くおそれがある。
【００７１】
また、鋳塊の温度が前記特定の範囲内にある時間が３０分未満の場合には、Ａｌマトリクス内に固溶した元素の析出が不十分となり、第二相粒子の数が少なくなりやすい。その結果、ディスクフラッタが発生しやすくなるおそれがある。なお、前述した作用効果を得る観点からは、鋳塊の温度が前記特定の範囲内にある時間に上限はないが、生産性の悪化を回避する観点からは、鋳塊の温度が前記特定の範囲内にある時間を３００分以下とすることが好ましい。
【００７２】
・冷間圧延
熱間圧延を行った後、得られた熱延板に１パス以上の冷間圧延を行って冷延板を作製する。冷延板の厚みは、所望する磁気ディスク基板の厚みに応じて適宜設定すればよい。例えば、冷延板の厚みは０．３５〜１．３ｍｍの範囲から適宜設定することができる。
【００７３】
・焼鈍
前記の態様の製造方法においては、冷間圧延における１パス目の前及びパス間の少なくとも一方において、必要に応じて焼鈍処理を行ってもよい。焼鈍処理は、バッチ式熱処理炉を用いて行ってもよいし、連続式熱処理炉を用いて行ってもよい。バッチ式熱処理炉を用いる場合、熱延板を３００〜５００℃の温度に０．１〜３０時間保持して焼鈍を行うことが好ましい。また、連続式熱処理炉を用いる場合、炉内の滞在時間が６０秒以内となり、かつ、温度が４００〜６００℃となるように熱延板を加熱して焼鈍を行うことが好ましい。このような条件で焼鈍処理を行うことにより、冷間圧延時の加工性を回復させることができる。
【００７４】
・打ち抜き加工、加圧焼鈍、切削加工及び研削加工
以上により得られた冷延板に打ち抜き加工を行って円環状を呈するディスクブランクを作製する。その後、ディスクブランクを厚み方向の両側から加圧しながら加熱して加圧焼鈍を行うことにより、ディスクブランクのゆがみを低減し、平坦度を向上させる。加圧焼鈍における保持温度は、例えば、１００〜３８０℃の範囲から適宜選択することができる。また、加圧焼鈍における保持時間は、例えば、３０分以上とすることができる。
【００７５】
加圧焼鈍を行った後、ディスクブランクに切削加工及び研削加工を順次行い、所望の形状を有する磁気ディスク基板を作製する。これらの加工を行った後、必要に応じて、加工時の歪を除去する歪取り熱処理を行ってもよい。歪取り熱処理においては、例えば、磁気ディスク基板を２５０〜４００℃の温度に５〜１５分間保持すればよい。
【００７６】
Ｃ．磁気ディスク
前記磁気ディスク基板を備えた磁気ディスクは、例えば、以下の構成を有している。即ち、磁気ディスクは、磁気ディスク基板と、
前記磁気ディスク基板の表面を覆うＮｉ−Ｐめっき皮膜と、
前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上に積層された磁性体層とを有している。
【００７７】
磁気ディスク基板は、更に、ダイヤモンドライクカーボンなどの炭素系材料からなり、磁性体層上に積層された保護層と、潤滑油からなり、保護層上に塗布された潤滑層とを有していてもよい。
【００７８】
・フラッタリング特性
ＨＤＤ内の雰囲気が空気である場合、前記磁気ディスクのフラッタリング特性、つまり、ディスクフラッタ発生時における磁気ディスクの厚み方向への振幅は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、３０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、ＨＤＤ内の雰囲気がヘリウムである場合、前記磁気ディスクのフラッタリング特性、３０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。ＨＤＤ内の雰囲気に応じてフラッタリング特性を前述のごとく規制することにより、ディスクフラッタ発生時における磁気ヘッドの位置ずれを許容範囲内に収め、読み取りエラーや書き込みエラーの発生を抑制することができる。
【００７９】
ディスクフラッタ発生時における磁気ディスクの厚み方向への振幅を小さくするためには、前記磁気ディスクを、ヘリウムが充填されたＨＤＤに組み込んで使用することが好ましい。ヘリウムは空気に比べて約１／８程度の粘度を有している。そのため、ヘリウム雰囲気中で磁気ディスクを回転させた場合、空気中に比べてヘリウムの流体力を低減することができる。その結果、磁気ディスクに加わる励振力をより低減し、ディスクフラッタの発生をより効果的に抑制することができる。
【００８０】
Ｄ．磁気ディスクの製造方法
前記磁気ディスクは、例えば、以下の方法により作製することができる。
【００８１】
・めっき前処理
前述した磁気ディスク基板の表面にＮｉ−Ｐめっき皮膜を形成する前に、脱脂洗浄、エッチング及びデスマット処理を含むめっき前処理を実施する。具体的には、まず、前述した磁気ディスク基板の表面に付着した加工油等の油分を除去するための脱脂洗浄を行う。脱脂洗浄の後、酸を用いて磁気ディスク基板にエッチングを行う。その後、エッチングによって生じたスマットを磁気ディスク基板から除去するデスマット処理を行う。これらの処理における処理条件は、処理液の種類に応じて適宜設定することができる。
【００８２】
・ジンケート処理
めっき前処理を行った後、磁気ディスク基板の表面にＺｎ皮膜を形成するジンケート処理を行う。ジンケート処理においては、ＡｌをＺｎに置換する亜鉛置換めっきを行うことにより、Ｚｎ皮膜を形成することができる。ジンケート処理としては、１回目の亜鉛置換めっきを行った後、磁気ディスク基板の表面に形成されたＺｎ皮膜を一旦剥離し、再度亜鉛置換めっきを行ってＺｎ皮膜を形成する、いわゆるダブルジンケート法を採用することが好ましい。ダブルジンケート法によれば、１回目の亜鉛置換めっきによって形成されるＺｎ皮膜に比べてち密なＺｎ皮膜を磁気ディスク基板の表面に形成することができる。その結果、後に行う無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理においてＮｉ−Ｐめっき皮膜の欠陥を低減することができる。
【００８３】
・Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の形成
ジンケート処理によって磁気ディスク基板の表面にＺｎ皮膜を形成した後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理を行うことにより、Ｚｎ皮膜をＮｉ−Ｐめっき皮膜に置換することができる。その後、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を研磨することにより、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の表面を平滑にする。
【００８４】
・磁性体層、保護層及び潤滑層の形成
平滑化したＮｉ−Ｐめっき皮膜上に、スパッタリングによって磁性体を付着させて磁性体層を形成する。磁性体層は、単一の層から構成されていてもよいし、互いに異なる組成を有する複数の層から構成されていてもよい。スパッタリングを行った後、ＣＶＤによって磁性体層上に炭素系材料からなる保護層を形成する。その後、保護層上に潤滑油を塗布して潤滑層を形成する。以上により、磁気ディスクを得ることができる。
【実施例】
【００８５】
前記磁気ディスク及びその製造方法の例を説明する。なお、本発明に係る磁気ディスク及びその製造方法の具体的な態様は、以下に示す実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で実施例から適宜構成を変更することができる。
【００８６】
・磁気ディスク基板の作製
以下の方法により、本例において評価に使用する磁気ディスク基板（試験材Ａ１〜Ａ６２）を作製することができる。まず、表１〜表３に示す化学成分を有する溶湯を調製する。なお、表１中の記号「Ｂａｌ．」は、残部であることを示す記号である。
【００８７】
この溶湯を、連続鋳造（つまり、ＣＣ）または半連続鋳造（つまり、ＤＣ）のいずれかの方法によって鋳造し、鋳塊を作製する。具体的には、表４〜表７に示すように、試験材Ａ４０、Ａ４１、Ａ６０を作製するに当たっては、連続鋳造によって厚み１５ｍｍの鋳塊を作製する。また、試験材Ａ１〜Ａ３９、Ａ４２〜Ａ５９、Ａ６１〜Ａ６２を作製するに当たっては、半連続鋳造によって厚み２３０ｍｍの鋳塊を作製した後、鋳塊の表面から深さ１５ｍｍの範囲を面削し、鋳塊の表面に存在する偏析層を除去する。
【００８８】
また、試験材Ａ１〜Ａ２、Ａ６〜Ａ６２を作製するに当たっては、鋳塊を作製した後に、鋳塊を３７０℃の温度に１０時間保持して均質化処理を行う。その後、表４〜表７に示す条件で鋳塊に熱間圧延を行い、熱延板を作製する。試験材Ａ１、Ａ３、Ａ４０を作製するに当たっては、熱間圧延を行った後、冷間圧延の１パス目を行う前に、バッチ式熱処理炉を用いて熱延板を３６０℃の温度に２時間保持して焼鈍を行う。
【００８９】
その後、熱延板に１パス以上の冷間圧延を行い、厚み０．８ｍｍの冷延板を作製する。この冷延板に打ち抜き加工を施し、外径９６ｍｍ、内径２４ｍｍの円環状を呈するディスクブランクを作製する。
【００９０】
得られたディスクブランクを０．５ＭＰａの圧力で厚み方向の両側から加圧しつつ２８０℃の温度に３時間保持して加圧焼鈍を行う。加圧焼鈍後のディスクブランクにおける外周端面及び内周端面に切削加工を施し、ディスクブランクの外径を９５ｍｍに、内径を２５ｍｍにする。その後、ディスクブランクの各板面に、研削量が７０μｍとなるように研削加工を施す。以上により、磁気ディスク基板（試験材Ａ１〜Ａ６２）を得ることができる。
【００９１】
各試験材における金属組織の評価方法、Ａｌマトリクス中に固溶したＦｅの量の測定方法、研削加工性の評価方法、フラッタリング特性の評価方法、強度の測定方法及び損失係数の測定方法を以下に説明する。
【００９２】
・金属組織の評価方法
研削加工後の各試験材の板面を、研磨量が１０μｍとなるように研磨する。この板面を、電子線マイクロアナライザにより倍率１０００倍で観察し、組成像を取得する。画像解析装置を用いて組成像中に存在する最長径１．５ｍｍ以上の第二相粒子の数を数える。表５〜表７に、各試験材における最長径１．５ｍｍ以上の第二相粒子の数を示す。
【００９３】
・Ａｌマトリクス中に固溶したＦｅの量の測定方法
本例では、各試験材に含まれるＦｅの総質量から第二相粒子中に含まれるＦｅの質量を差し引いた値を、Ａｌマトリクス中に固溶したＦｅの量とする。表５〜表７に、各試験材におけるＡｌマトリクス中に固溶したＦｅの量を示す。第二相粒子中に含まれるＦｅの質量については、以下の方法により測定することができる。
【００９４】
まず、試験材から２ｇの小片を採取する。ビーカーに５０ｍｌのフェノールを注ぎ入れた後、フェノールの温度が１７０〜１８０℃となるようにビーカーを加熱する。次いで、ビーカー内に小片を投入し、３０分程度攪拌を行うことによりＡｌマトリクスをフェノール中に溶解させる。
【００９５】
Ａｌマトリクスをフェノール中に溶解させた後、ビーカーの加熱を停止し、フェノール溶液を冷却する。次いで、固化防止のため、フェノール溶液にベンジルアルコールを添加する。この溶液をポリテトラフルオロエチレン製のメンブランフィルター（孔径０．１μｍ）により濾過することにより、第二相粒子をフィルター上に残った固形物として回収することができる。
【００９６】
次に、第二相粒子に１０％ＮａＯＨ水溶液及び王水（つまり、濃塩酸と濃硝酸とを３：１の体積比で混合した溶液）を順次加え、第二相粒子を溶解させる。第二相粒子中にＳｉが含まれている場合、１０％ＮａＯＨ水溶液によってＳｉを溶解させることができる。また、王水により第二相粒子中のＦｅを溶解させることができる。このようにして得られた水溶液におけるＦｅの濃度を誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ）によって定量分析することにより、第二相粒子中に含まれるＦｅの質量を測定することができる。
【００９７】
・研削加工性の評価方法
試験材の製造過程において、加圧焼鈍を行った後、切削加工及び研削加工を行う前のディスクブランクを採取する。このディスクブランクに同一の条件で研削加工を行った時の加工速度に基づいて研削加工性の評価を行うことができる。本例では、両面研削機（スピードファム株式会社製「ＤＳＭ９Ｂ−５Ｌ／Ｐ−Ｖ」）を用いてこれらのディスクブランクに研削加工を行う。研削加工はドレッシングを行った後に実施し、加工時間は５分間とする。研削による厚みの減少量（μｍ）を加工時間（分）で除することにより、研削速度（μｍ／分）を算出することができる。
【００９８】
表５〜表７には、各試験材について５回の研削加工を行い、得られた加工速度の平均値を示す。また、表５〜表７における研削加工性欄中の「判定」欄には、加工速度の平均値が１０μｍ／分以上の場合に記号「Ａ」、５μｍ／分以上１０μｍ／分未満の場合に記号「Ｂ」、５μｍ／分未満の場合に記号「Ｄ」をそれぞれ記載した。研削加工性の評価においては、加工速度の平均値が５μｍ／分以上である記号Ａ及び記号Ｂの場合を、加工速度が十分に早いため合格と判定し、５μｍ／分未満である記号Ｄの場合を、加工速度が遅いため不合格と判定した。
【００９９】
・フラッタリング特性の評価
フラッタリング特性の評価においては、まず、各試験材の表面にＮｉ−Ｐめっき皮膜を形成し、磁気ディスクを模擬した模擬ディスクを作製する。模擬ディスクの作製方法は以下の通りである。まず、めっき前処理として、各試験材に脱脂洗浄、エッチング及びデスマット処理を順次行い、試験材の表面を清浄化する。次いで、ジンケート処理としてのダブルジンケート法により試験材の表面にＺｎ皮膜を形成する。その後、無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理により、Ｚｎ皮膜を厚さ１０．３μｍのＮｉ−Ｐめっき皮膜に置き換える。バフを用い、研磨量が１．１μｍとなるようにＮｉ−Ｐめっき皮膜の表面を研磨する。
【０１００】
以上により得られた複数枚の模擬ディスク１２を、図１に示すようにＨＤＤ１の筐体１１（Ｓｅａｇａｔｅ社製「ＳＴ２０００」）に組み込む。なお、本例のＨＤＤ１の筐体１１には模擬ディスク１２の振動を計測するための観察窓１３が設けられており、複数の模擬ディスク１２のうち最も外側に配置された模擬ディスク１２１を観察することができるように構成されている。また、スクイーズプレートは予めＨＤＤ１の筐体１１から取り外されている。
【０１０１】
図には示さないが、模擬ディスク１２を組み込んだ筐体１１のスピンドルモータ１４にモータドライバ（テクノアライブ株式会社製「ＳＬＤ１０２」）を直結し、模擬ディスク１２を７２００ｒｐｍで回転させる。この状態で、レーザードップラー振動計１５（株式会社小野測器製「ＬＶ１８００」から最も外側に配置された模擬ディスク１２１にレーザ光Ｌを照射し、模擬ディスク１２１の振動を計測する。
【０１０２】
このようにして得られた模擬ディスク１２の振動波形をフーリエ変換し、振動のスペクトルを得る。そして、振動のスペクトルに基づいて決定した、周波数３００〜１５００Ｈｚの範囲内における振幅の最大値をフラッタリング特性の値とする。なお、模擬ディスク１２に替えて、磁性体層、保護層及び潤滑層を備えた磁気ディスクを用いてフラッタリング特性を測定することも可能である。
【０１０３】
各試験材におけるフラッタリング特性を表５〜表７に示す。表５〜表７における「フラッタリング特性」欄には、前述した振幅の最大値が３０ｎｍ以下の場合に記号「Ａ」、３０ｎｍ超４０ｎｍ以下の場合に記号「Ｂ」、４０ｎｍ超５０ｎｍ以下の場合に記号「Ｃ」、５０ｎｍを超える場合に記号「Ｄ」をそれぞれ記載した。
【０１０４】
なお、試験材Ａ５０〜Ａ５９については、無電解Ｎｉ−Ｐめっき処理を行った後、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜が磁気ディスク基板から剥離するため、フラッタリング特性の評価を行うことができない。それ故、これらの試験材については、記号「−」を記載した。
【０１０５】
フラッタリング特性の評価において、前述した振幅の最大値は、Ｎｏｎ−Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ  Ｒｕｎ  Ｏｕｔ（ＮＲＲＯ）と呼ばれる磁気ディスクの回転に同期しない振動の指標として利用することができる。この振動の振幅が大きくなると、磁気ヘッドの位置が所望の位置からずれやすくなり、読み取りエラーや書き込みエラーの発生を招くおそれがある。本例では、振幅の最大値が５０ｎｍ以下である記号Ａ〜Ｃの場合を、ＮＲＲＯが小さく、ディスクフラッタを十分に抑制できているため合格と判定し、５０ｎｍを超える記号Ｄの場合を、ＮＲＲＯが大きく、ディスクフラッタの抑制が不十分であるため不合格と判定した。
【０１０６】
・強度の評価方法
試験材の製造過程において、冷間圧延を行った後の冷延板を採取する。この冷延板を２８０℃の温度に３時間保持し、加圧焼鈍を模擬した熱処理を行う。冷延板を一旦冷却した後、再び冷延板を２８０℃の温度に３時間保持し、磁気ディスクの製造過程における加熱を模擬した熱処理を行う。
【０１０７】
これらの熱処理を行った後、冷延板から、長手方向と圧延方向とが平行になるようにしてＪＩＳ  Ｚ２２４１：２０１１に規定された５号試験片を採取する。以上により得られた試験片を用い、ＪＩＳ  Ｚ２２４１：２０１１の規定に従って引張試験を行う。得られた応力−歪曲線から各試験材の耐力を算出することができる。
【０１０８】
なお、引張試験には、冷延板から作製した５号試験片の他に、磁気ディスクから作製した試験片を用いることもできる。この場合、まず、磁気ディスクにおけるＮｉ−Ｐめっき皮膜及びその上に積層された層を剥離して磁気ディスク基板を分離する。この磁気ディスク基板の表面を１０μｍ研削した後、２８０℃の温度に３時間保持して熱処理を行う。その後、磁気ディスク基板から５号試験片に準じた形状を有する試験片を作製すればよい。試験片の寸法は、具体的には、平行部の幅を５±０．１４ｍｍ、試験片の原標点距離を１０ｍｍ、肩部の半径を２．５ｍｍ、平行部長さを１５ｍｍとする。
【０１０９】
表５〜表７に、各試験材について２回の引張試験を行い、各回の試験結果から得られる耐力の平均値を示す。また、表５〜表７における強度欄中の「判定」欄には、耐力の平均値が９０ＭＰａ以上の場合に記号「Ａ」、８０ＭＰａ以上９０ＭＰａ未満の場合に記号「Ｂ」、７０ＭＰａ以上８０ＭＰａ未満の場合に記号「Ｃ」、８０ＭＰａ未満の場合に記号「Ｄ」をそれぞれ記載した。強度の評価においては、耐力の平均値が７０ＭＰａ以上である記号Ａ〜Ｃの場合を、強度が十分に高いため合格と判定し、７０ＭＰａ未満である記号Ｄの場合を、強度が低いため不合格と判定した。
【０１１０】
・損失係数の測定方法
前述した強度の測定と同様の方法により、冷延板または磁気ディスクから長さ６０ｍｍ、幅８ｍｍの短冊試験片を作製する。本例では、減衰法によりこの短冊試験片の損失係数を測定する。
【０１１１】
損失係数の測定には、自由共振式内部摩擦測定装置（日本テクノプラス株式会社製「ＪＥ−ＲＴ」）を用いることができる。図２に示すように、測定装置２は、駆動電極２１と、駆動電極２１に対面した振幅センサ２２とを有している。駆動電極２１と振幅センサ２２との間に短冊試験片Ｓを水平に配置し、振動の節となる位置において細線２３により短冊試験片Ｓを固定する。この状態で駆動電極２１に交流電流を流して短冊試験片Ｓにクーロン力を作用させることにより、短冊試験片Ｓを振動させることができる。そして、振幅センサ２２を用いて短冊試験片Ｓの振幅を測定することにより、振動の波形を得ることができる。
【０１１２】
本例では、駆動電極２１に交流電流を流して短冊試験片Ｓを強制的に振動させた後、交流電流を止め、短冊試験片Ｓを復元力により自由に振動させる。短冊試験片Ｓの振動は、図３に示す波形のように、周期Ｔで周期的に振動しながら振幅が指数関数的に減衰する、いわゆる減衰自由振動となる。なお、減衰自由振動においては、大気による抵抗や、短冊試験片内部の転位や粒界等に由来する内部摩擦等によって振動エネルギーの損失が生じるために振幅が指数関数的に減少すると考えられている。
【０１１３】
以上により得られた減衰自由振動の波形に基づき、まず、以下の方法により対数減衰率δを算出する。初めに、減衰自由振動の波形から、ｎ周期目（但し、ｎは正の整数）及びｎ＋ｍ周期目（但し、ｍは２以上の整数）を任意に選択し、ｎ周期目の振幅ａnの値と、ｎ＋ｍ周期目の振幅ａn+mの値を取得する。対数減衰率δは、ｋ周期目の振幅ａkと、その次の周期の振幅ａk+1との比の値の自然対数ｌｎ（ａk／ａk+1）であるから、振幅ａnと、振幅ａn+mとの比の自然対数ｌｎ（ａn／ａn+m）は、下式のように展開することができる。
ｌｎ（ａn／ａn+m）＝ｌｎ｛（ａn／ａn+1）×（ａn+1／ａn+2）×・・・×（ａn+m-1／ａn+m）｝＝ｍδ
【０１１４】
それ故、対数減衰率δの値は、ｎ周期目の振幅ａnの値と、ｎ＋ｍ周期目の振幅ａn+mの値を用いて下式のように表すことができる。
δ＝（１／ｍ）・ｌｎ（ａn／ａn+m）
【０１１５】
そして、対数減衰率δの値を円周率πで除することにより、損失係数ηを算出することができる。
η＝δ／π＝（１／πｍ）・ｌｎ（ａn／ａn+m）
【０１１６】
表５〜表７に、各試験材における厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値を示す。
【０１１７】
【表１】
2020009512.tif 000003
【０１１８】
【表２】
2020009512.tif 000004
【０１１９】
【表３】
2020009512.tif 000005
【０１２０】
【表４】
2020009512.tif 000006
【０１２１】
【表５】
2020009512.tif 000007
【０１２２】
【表６】
2020009512.tif 000008
【０１２３】
【表７】
2020009512.tif 000009
【０１２４】
表５〜表７に示したように、試験材Ａ１〜Ａ４７は、前記特定の化学成分及び金属組織を有している。そのため、これらの試験材は、優れた研削加工性及び十分な強度を有するとともに、ディスクフラッタを抑制することができる。
【０１２５】
試験材Ａ４８〜Ａ４９は、Ｆｅの含有量が前記特定の範囲よりも少ないため、ディスクフラッタを抑制することが難しい。また、これらの試験材は、試験材Ａ１〜Ａ４７に比べて強度が低くなる。
【０１２６】
試験材Ａ５０は、Ｆｅの含有量が前記特定の範囲よりも多いため、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の剥離が生じやすい。それ故、試験材Ａ５０を磁気ディスク基板として使用することは困難である。
試験材Ａ５１は、試験材Ａ５０よりも更にＦｅの含有量が多いため、試験材Ａ５０と同様にＮｉ−Ｐめっき皮膜の剥離が生じやすい。また、試験材Ａ５１は、Ａｌマトリクス中に粗大な第二相粒子が多数形成されるため、研削加工性の悪化を招くおそれがある。
【０１２７】
試験材Ａ５２〜Ａ５９は、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、ＺｒまたはＺｎのいずれかの含有量が前記特定の範囲よりも多いため、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の剥離が生じやすい。それ故、これらの試験材を磁気ディスク基板として使用することは困難である。
試験材Ａ６０〜Ａ６２は、鋳塊の温度が２００〜４３０℃の範囲内にある時間が短く、熱間圧延における入熱量が不足しているため、第二相粒子の析出量が少なくなりやすい。そのため、これらの試験材は、ディスクフラッタを抑制することが難しい。
【符号の説明】
【０１２８】
１  ハードディスクドライブ
１１  筐体
１２  模擬ディスク
１３  観察窓
１４  スピンドルモータ
１５  レーザードップラー振動計
【図１】
2020009512.tif 000010
【図２】
2020009512.tif 000011
【図３】
2020009512.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月5日(2019.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．００５〜０．６００質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分と、
Ａｌマトリクス中に第二相粒子が分散した金属組織と、を有し、
前記第二相粒子のうち、１．５μｍ以上の最長径を有する第二相粒子の数が５００００個／ｍｍ2以下であり、
前記Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅの量が０．００１０〜０．０３００質量％であり、
厚みｔ［ｍｍ］と損失係数ηとの積の値が０．１０×１０-3以上である、磁気ディスク基板。
【請求項２】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｍｎ：０．１〜３．０質量％、Ｍｇ：０．１〜０．４質量％、Ｎｉ：０．１〜３．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％、Ｚｒ：０．０１〜１．００質量％のうち１種または２種以上を含有している、請求項１に記載の磁気ディスク基板。
【請求項３】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｃｕ：０．００５〜１．０００質量％を含有している、請求項１又は２に記載の磁気ディスク基板。
【請求項４】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｚｎ：０．００５〜１．０００質量％を含有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項５】
前記磁気ディスク基板は、更に、Ｔｉ、Ｂ、Ｖのうち１種または２種以上を含有しており、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計が０．００５〜０．５００質量％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板と、
前記磁気ディスク基板の表面を覆うＮｉ−Ｐめっき皮膜と、
前記Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上に積層された磁性体層とを有する、磁気ディスク。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載された磁気ディスク基板の製造方法であって、
前記化学成分を備えた鋳塊を作製し、
圧延中の前記鋳塊の温度が２００〜４３０℃となり、かつ、前記鋳塊の温度が当該範囲内にある時間が３０分以上となる条件で前記鋳塊に熱間圧延を行って熱延板を作製し、
前記熱延板に１パス以上の冷間圧延を行って冷延板を作製し、
前記冷延板に打ち抜き加工を行って円環状を呈するディスクブランクを作製し、
前記ディスクブランクを厚み方向の両側から加圧しながら加熱して加圧焼鈍を行い、
前記ディスクブランクに切削加工及び研削加工を順次施して前記磁気ディスク基板を作製する、磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項８】
前記鋳塊を作製した後に、前記鋳塊を２５０〜４３０℃の温度に０．５〜６０時間保持して均質化処理を行い、次いで前記鋳塊に前記熱間圧延を行って前記熱延板を作製する、請求項７に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項９】
前記冷間圧延における１パス目の前及びパス間の少なくとも一方において、バッチ式熱処理炉により前記熱延板を３００〜５００℃の温度に０．１〜３０時間保持して焼鈍を行う、請求項７または８に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項１０】
前記冷間圧延における１パス目の前及びパス間の少なくとも一方において、連続式熱処理炉を用い、炉内の滞在時間が６０秒以内となり、かつ、温度が４００〜６００℃となるように前記熱延板を加熱して焼鈍を行う、請求項７または８に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記磁気ディスク基板は、前記特定の化学成分と、Ａｌマトリクス中にＡｌ以外の元素を含む第二相粒子が分散した金属組織と、Ａｌマトリクス中に固溶しているＦｅ量と、厚みと損失係数との積と、を有している。これにより、前記ディスク基板に励振力が加わった際に、厚み方向への磁気ディスク基板の振動を低減し、ディスクフラッタを抑制することができる。第二相粒子がディスクフラッタを抑制することができる理由については現時点では必ずしも明確になっていないが、例えば、振動エネルギーがＡｌマトリクスと第二相粒子との界面に吸収されることによって、磁気ディスクの厚み方向への振動が低減されるというメカニズムが推測されている。