(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｆｅ：１５〜２５％、Ｍｏ：１〜５％、Ｎｂ：４〜６％、Ｔｉ：０．５〜１．５％、Ａｌ：０．１〜１．０％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中にγ”相が析出分散している組織を有するＮｉ基合金からなることを特徴とする磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピン。
【請求項２】
請求項１記載のＮｉ基合金からなり塑性加工により作製したことを特徴とする磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば、デジタルリニア―テープ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＬｉｎｅａｒＴａｐｅ、以下、ＤＬＴという）などの単リールタイプの磁気記録テープカートリッジにおいて磁気テープ端部に取付けられるリーダーバックル用高強度非磁性ピンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、重要な情報やデータが急激な勢いで増加していることは一般に知られているところであるが、一方、大地震、テロによる爆破などにより大量の重要な情報やデータが瞬時にして失われる可能性が増加していることも確かであり、これら重要な情報やデータが失われることによる経済損失は計り知れない。従って、近年、これら重要な情報やデータを保存し管理するためのバックアップ装置が種々開発されている。
このバックアップ装置には大量のデータを安価に保存できる磁気記録テープ方式が有力である。例として、ＤＬＴｔａｐｅ（米国Ｑｕａｎｔｕｍ社の商標）ドライブが使用され、図１の平面説明図に示されるように、テープカートリッジ１に巻取られて収納されている磁気テープ２を巻戻し、巻戻された磁気テープ２はガイドローラ３によりヘッド５に接触するように供給され、さらにガイドローラ３によりテイクアップリール４に供給して巻き取られるようになっている。
【０００３】
テープカートリッジ１に巻取られている磁気テープ２の先端には、図２に示されるように、鉤部８が設けられたバックル部６とピン７とからなるリーダーバックル９が取付けられており、磁気テープ２の先端をピン７に接合することにより取付けられている。この鉤部８が設けられたバックル部６は摺動性に優れた樹脂からなり、ピン７はＳＵＳ４２０Ｆなどのマルテンサイト系ステンレス鋼などでで作られている。このピンはいろいろな構造のものがあり、切削などいろいろな方法で加工されているが、現在使用されているピンの一つとして図３の平面図に示されている中央部に短太部１０を有する形状構造のピン７が知られており、このピン７の短太部１０は切削加工によって作られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、テープカートリッジ１に巻取られて収納されている磁気テープ２を巻戻し、巻戻された磁気テープ２はガイドローラ３によりヘッド５に接触するように供給され、さらにガイドローラ３によりテイクアップリール４に供給して巻き取られるようになっているが、リーダーバックル９のピン７もテープ２と共にガイドローラ３によりヘッド５に接触するように供給されるので、リーダーバックル９のピン７の径は細いほど好ましい。しかしピン７の径が細過ぎると、磁気テープ２の先端に取付けられているリーダーバックル６の鉤部８に引っ掛けてテープカートリッジ１から磁気テープ２を引き出す際に、一時的に大きな力がピン７にかかり、この磁気テープ２を引き出す時に一時的にかかる力は３０Ｎにも達するところから、ピン７が折損または変形する危惧があった。
【０００５】
さらに、情報やデータを記録した磁気テープは再びテープカートリッジに収納して保管されるが、長期間保管されると、使用者の汗が付着した場合や、空調の不十分な保管場所に保管された場合にピン７の表面が腐食し、さらにこの表面の腐食が粒界に沿って内部に腐食が進行する粒界腐食を起こし、記録された情報やデータを取り出す際に腐食部分から折損または変形する危惧があり、さらに、ピン７がマルテンサイト系ステンレス鋼などのような軟磁性材料で作製されていると、ピン７が磁化すると、磁性を帯びたピン７は磁気記録テープに悪影響を及ぼし、最悪の場合は磁気記録された情報やデータを消去してしまう恐れがあった。
さらに、磁気記録媒体は常にコスト削減が求められており、そこに使用される部品に対してもコスト削減が求められている。
【０００６】
【課題を解決する手段】
そこで、本発明者らは、これらの課題を解決すべく研究を行った。その結果、質量％（以下、％は質量％を示す）で、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｆｅ：１５〜２５％、Ｍｏ：１〜５％、Ｎｂ：４〜６％、Ｔｉ：０．５〜１．５％、Ａｌ：０．１〜１．０％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合金は、非磁性であって耐食性に優れ、さらに比較的加工性に優れているので微細で精密な塑性加工が可能であって図４に示されるような２個の短太部１０’を塑性加工により比較的容易に形成することができるので従来の切削加工よりも短時間でかつ安価に成形することができ、塑性加工後に熱処理するとγ”相が析出して強度、耐折損性が大幅に向上するところから、高強度および耐折損性を必要とする磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用ピン材として極めて好ましい、という知見を得たのである。
【０００７】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）質量％で、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｆｅ：１５〜２５％、Ｍｏ：１〜５％、Ｎｂ：４〜６％、Ｔｉ：０．５〜１．５％、Ａｌ：０．１〜１．０％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中にγ”相が析出分散している組織を有するＮｉ基合金からなる磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピン、
（２）前記（１）記載のＮｉ基合金からなり、塑性加工により作製した磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピン、に特徴を有するものである。
【０００８】
次に、この発明の磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピンを製造するためのＮｉ基合金の合金組成における各元素の限定理由について詳述する。
【０００９】
Ｃｒ
Ｃｒは、Ｎｉ基合金からなるピンの耐食性を向上させるとともに硬さ分布を一層均一にする作用があるので含有させるが、その含有量が１５％未満では不十分であり、一方、２２％を越えて添加すると加工性が低下するので好ましくない。したがって、Ｃｒの含有量は１５〜２２％に定めた。Ｃｒの含有量の一層好ましい範囲は１７〜２０％である。
【００１０】
Ｆｅ
Ｆｅは、Ｎｉ基合金からなるピンの鍛造加工性を向上させる作用を有するので添加するが、その添加量が１５％未満では不十分であり、一方、２５％を越えて添加すると耐食性が低下するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量は１５〜２５％に定めた。Ｆｅ含有量の一層好ましい範囲は１６〜２１％である。
【００１１】
Ｍｏ
Ｍｏは、Ｎｉ基合金からなるピンの素地中に固溶して強度および耐変形性を向上させる作用を有するので添加するが、その添加量は１％未満では所望の効果が得られず、一方、５％を越えて添加すると、加工性が悪くなるので好ましくない。したがって、Ｍｏの含有量は１〜５％（一層好ましくは２．５〜３．５％）に定めた。
【００１２】
Ｎｂ
Ｎｂは、Ｎｉ基合金からなるピンを熱処理することにより素地中に微細なγ”相（Ｎｉ3Ｎｂ相）として析出し、このγ”相が微細であるために耐衝撃性および耐欠損性を損なうことなく析出強化して強度が向上し、更に変形を抑制させる成分であるので含有させるが、その含有量が４％未満では不十分であり、一方、６％を越えて添加すると加工性が低下するので好ましくない。したがって、Ｎｂの含有量は４〜６％に定めた。
【００１３】
Ｔｉ
Ｔｉは、Ｎｉ基合金からなるピンの耐食性を向上させると共に、Ｎｉ基合金溶解製造時および熱処理時に窒化物を形成し、かかる窒化物の形成により耐欠損性の低下を防止する作用を有するので添加するが、その含有量が０．５％未満では所望の効果が得られず、一方、１．５％を越えて添加すると延性が低下するので好ましくない。したがって、Ｔｉの含有量は０．５〜１．５％に定めた。
【００１４】
Ａｌ
Ａｌは、Ｎｉ基合金からなるピンの耐食性を向上させると共に、製造時の脱酸効果を高める作用を有するので添加するが、その含有量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、１％を越えて添加すると延性が低下するので好ましくない。したがって、Ａｌの含有量は０．１〜１％に定めた。
【００１５】
組織
Ｎｉ合金素地中に析出させるγ”相は非磁性体であり、このγ”相を析出させることにより強度および靭性を向上させることができるので、Ｎｉ合金からなるピンは素地中にγ”相が析出した組織となるようにする。
【００１６】
この発明のＮｉ基合金からなる磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピンを製造するには、まず、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｆｅ：１５〜２５％、Ｍｏ：１〜５％、Ｎｂ：４〜６％、Ｔｉ：０．５〜１．５％、Ａｌ：０．１〜１．０％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合金を溶解・鍛造してビレットを作製し、このビレットを熱間溝ロール圧延したのち所定の太さに引抜き加工してＮｉ基合金からなる線材を作製し、この線材を所定の長さに切断してピン素材を作製し、このピン素材を図５の断面説明図に示されるように、ピン素材１７の中央部を、両面に窪み１３を有する金型１１により把持固定したのちピン素材１７を両端部から押し型１２によりピン素材１７の軸方向に平行な方向に据え込み加工して図６の断面説明図に示されるように中央部に２個の突起１０，１０を有するピン７を形成し、次いでこれを金型１１および押し型１２から取り出してバレル仕上げしたのち、温度：６００〜７８０℃にて合計で５〜２４時間保持の一次熱処理を行い、γ”相を析出させて作られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施例
表１に示される成分組成を有するＮｉ基合金を真空溶解し、得られた溶湯を鋳型に鋳込み、直径：１２０ｍｍ、長さ：２４０ｍｍの寸法を有するインゴットを作製し、得られたインゴットを温度：１２００℃に加熱し、熱間加工によって直径：５ｍｍの素線を作製した。さらに冷間線引きと焼鈍を繰り返して直径：０．６０ｍｍのＮｉ基合金線材を作製した。
【００１８】
このようにして得られたＮｉ基合金線材を長さ：３０ｍｍに切断してピン素材を作製し、このピン素材の中央部を把持固定したのちピン素材の両端部からピン素材の軸方向に平行な方向に据え込み加工して、中央部に直径：０．７２ｍｍの突起を２個形成し、次いでバレル仕上げを行ったのち、真空雰囲気中にて表１〜２に示される温度および時間保持の熱処理を行うことによりγ”相を析出させて本発明ピン１〜１８および比較ピン１〜１０を作製した。
【００１９】
従来例
さらに、直径：０．６０ｍｍのＳＵＳ４２０Ｆからなるステンレス鋼線材を用意し、この線材を長さ：３０ｍｍとなるように切断してピン素材を作製し、得られたピン素材から実施例と同様にして据え込み加工して、中央部に直径：０．７２ｍｍの突起を２個形成し、次いでバレル仕上げを行ったのち、ＪＩＳＧ４３０３（１９９８）に記載のＳＵＳ４２０Ｆの焼入れ焼き戻し熱処理を行うことにより従来ピン１を作製した。
さらに、直径：２ｍｍのＳＵＳ４２０Ｆからなるステンレス鋼線材を用意し、この線材から精密旋盤を用いて図３に示されるような中央部に直径：０．７２ｍｍの１個の短太部を有する直径：０．６０ｍｍのピンを形成し、次いでバレル仕上げを行ったのちＪＩＳＧ４３０３（１９９８）に記載のＳＵＳ４２０Ｆの焼入れ焼き戻し熱処理を行うことにより従来ピン２を作製した。
【００２０】
実施例で作製したＮｉ基合金線材および従来例で用意したステンレス鋼線材にそれぞれ表１〜２に示される条件の熱処理を施したのち、引張試験を行ない、引張強さ、０．２％耐力および伸びを測定してその結果を表３に示し、さらに実施例で作製した本発明ピン１〜１８および比較ピン１〜１０並びに従来例で作製した従来ピン１〜２を用いて下記の試験を行なった。
【００２１】
衝撃試験
本発明ピン１〜１８、比較ピン１〜１０および従来ピン１〜２の両端を支持し、これらピンの中央に０．３ｋｇの重しを１０ｃｍの高さから落下させて衝突させ、折損の有無およびピンの変形量(曲がりの高さ)を測定し、その結果を表３に示した。
【００２２】
耐食試験
本発明ピン１〜１８、比較ピン１〜１０および従来ピン１〜２の半分を温度：５０℃の５％ＮａＣｌ水溶液に２４時間浸漬したのち取り出して変色を伴う腐食の発生の有無を目視にて観察し、その結果を表３に示した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
【表３】
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【００２６】
表１〜３に示される結果から、本発明ピン１〜１８は、従来ピン１〜２に比べて強度、耐折損性および耐食性に優れていることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、この発明の磁気記録テープカートリッジのリーダーバックル用高強度非磁性ピンは従来のピンよりも信頼性に優れ、したがって磁気記録産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープカートリッジに巻取られて収納されている磁気テープを巻戻してテイクアップリールに巻き取られる状態を示す平面説明図である。
【図２】リーダーバックルの斜視図である。
【図３】ピンの平面説明図である。
【図４】ピンの平面説明図である。
【図５】ピン素材を金型および押し型に装入した状態を示す断面説明図である。
【図６】金型および押し型により据え込み加工を終了した状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  テープカートリッジ
２  磁気テープ
３  ガイドローラ
４  テイクアップリール
５  ヘッド
６  バックル部
７  ピン
８  鉤部
９  リーダーバックル
１０  短太部
１１  金型
１２  押し型
１３  窪み
１７  ピン素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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