(57)【要約】【課題】耐衝撃性、平坦度、めっき面の平滑性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金基板およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】Ｓｉ：０．０３質量％未満、Ｆｅ：０．０３質量％未満、Ｍｇ：３．５質量％を超え４．５質量％未満、Ｃｒ：０．２０質量％未満、を含有するとともに、Ｃｕ：０．０１質量％を超え０．２０質量％未満、Ｚｎ：０．０１質量％を超え０．４０質量％未満、の少なくともいずれか一方を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、平坦度が５μｍ以下であり、かつ、基板表面における等軸粒の面積率は３０％以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０３質量％未満、Ｆｅ：０．０３質量％未満、Ｍｇ：３．５質量％を超え４．５質量％未満、Ｃｒ：０．２０質量％未満、を含有するとともに、Ｃｕ：０．０１質量％を超え０．２０質量％未満、Ｚｎ：０．０１質量％を超え０．４０質量％未満、の少なくともいずれか一方を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、
平坦度が５μｍ以下であり、
かつ、基板表面における等軸粒の面積率は３０％以下であることを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム合金基板。
【請求項２】
耐力が１４０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金基板。
【請求項３】
２７０℃で３０分間の加熱処理前後における平坦度の変化量が１μｍ以下であることを特徴とする請求項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基板。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法であって、
請求項１に記載のアルミニウム合金を、鋳造、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、成形し、
２００〜２９０℃で１〜５時間保持するという条件で積み付け焼鈍を施す
ことを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイルパソコンやノートパソコン、ポータブルオーディオプレーヤーなどに搭載されるハードディスクドライブの磁気ディスクの基板として用いられる磁気ディスク用アルミニウム合金基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（以下、適宜、「ＨＤＤ」という）は、円環状のディスク上に磁性膜等を形成した磁気ディスクと、この磁気ディスクを回転させるスピンドリルモータと、磁気ディスク上に位置し情報の読み書きを行う磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを先端部に固定しているスイングアームと、このスイングアームの基端部と接続されたボイスコイルモータと、を有して構成されている。
そして、モバイルパソコンやノートパソコン、ポータブルオーディオプレーヤーなどのモバイル機器に搭載されるＨＤＤとしては、所謂、２．５インチＨＤＤや、２．５インチ以下のＨＤＤ（以下、適宜、「小型ＨＤＤ」という）が用いられている。
【０００３】
従来、モバイル機器向けの小型ＨＤＤの磁気ディスク用基板としては、表面硬度が高く、耐衝撃性に優れるガラス基板が用いられてきた。
しかし、ガラス基板は製造コスト面において改善の余地があったため、小型ＨＤＤの磁気ディスク用基板として、ガラス基板よりも製造コスト面で優位であるアルミニウム合金基板の採用が検討されており、以下に示すような様々なアルミニウム合金基板が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、Ｍｇを４．５質量％以上６．０質量％以下含有するアルミニウム合金板が開示されている。また、特許文献２には、Ｍｇを６質量％以上１５質量％以下含有するアルミニウム合金板が開示されている。
そして、特許文献１および特許文献２に開示されるアルミニウム合金板は、Ｍｇ含有量を前記範囲に規定することにより、耐衝撃性の向上が図られている。
【０００５】
また、特許文献３には、デスクトップパソコンなどで用いられる磁気ディスクの代表的なアルミニウム合金基板が開示されており、Ｍｇ含有量は４質量％前後である。
そして、特許文献３に開示されているアルミニウム合金基板は、Ｍｇをはじめとした各成分を所定範囲に規定することにより、めっき面の平滑性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０２４１５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３０５３号公報
【特許文献３】特開平１１−１０６８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された技術は、Ｍｇ含有量が多いため、熱間割れの感受性の高さを解決する必要がある。したがって、特許文献１では、１パス当たりの圧延率を低く設定しているが、そのために圧延パス数を増やす必要があり、工業生産効率の点で劣ってしまうという問題が生じる。また、特許文献２では、双ロール鋳造などの特殊な圧延方法を用いているが、新たな設備投資費用が必要となってしまうという問題が生じる。
さらに、特許文献１および特許文献２に開示された技術は、Ｍｇ含有量が多いことから、粒界へのＭｇの偏析により粒界にピットが生じ易く、表面欠陥の防止が難しいため、めっき面の平滑性の点において、改善の余地が存在する。
【０００８】
また、特許文献３に開示された技術は、外部からの衝撃に関して考慮していない技術であるため、耐力が１００〜１２０ＭＰａ程度しかなく、落下時の衝撃により変形が起こり易いことから、耐衝撃性の点において、改善の余地が存在する。
【０００９】
さらに、前記した耐衝撃性およびめっき面の平滑性に加えて、ＨＤＤに搭載される基板の高記録密度化を確保するため、基板には優れた平坦度が要求される。
【００１０】
そこで、本発明は、耐衝撃性、平坦度、めっき面の平滑性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金基板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の発明者らは、基板の成分組成や基板表面における等軸粒の面積率等が、耐衝撃性、平坦度、めっき面の平滑性に影響を与えることを見出し、本発明を創出した。
【００１２】
すなわち、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板は、Ｓｉ：０．０３質量％未満、Ｆｅ：０．０３質量％未満、Ｍｇ：３．５質量％を超え４．５質量％未満、Ｃｒ：０．２０質量％未満、を含有するとともに、Ｃｕ：０．０１質量％を超え０．２０質量％未満、Ｚｎ：０．０１質量％を超え０．４０質量％未満、の少なくともいずれか一方を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、平坦度が５μｍ以下であり、かつ、基板表面における等軸粒の面積率は３０％以下であることを特徴とする。
【００１３】
この磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、Ｓｉ含有量およびＦｅ含有量を所定の範囲に規定していることから、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物やＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物の析出が抑制され、めっき面の平滑性の低下を防止することができる。また、Ｍｇ含有量を所定の範囲に規定していることから、ピットの発生を防止しながら、耐力を向上させることにより、優れた耐衝撃性を発揮することができる。また、Ｃｒ含有量を所定の範囲に規定していることから、Ａｌ−Ｃｒ系金属間化合物の晶出が抑制され、めっき面の平滑性の低下を防止することができる。また、所定の含有量のＣｕおよびＺｎの少なくともいずれか一方を含有することで、ＮｉＰめっき面のノジュールの発生を抑制し、めっき面の平滑性を向上させることができる。また、等軸粒の面積率を所定の範囲に規定していることから、耐力を確保し、優れた耐衝撃性を発揮することができる。また、平坦度を所定値以下に規定することにより、磁気ヘッドの浮上高さが安定し、ハードディスクドライブに搭載される基板の高記録密度化を図ることができる程度の平坦度を確保することができる。
なお、この磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、Ｍｇ含有量を所定の範囲に規定していることから、熱間割れの感受性が高まることを回避することができるため、従前の設備による熱間圧延が可能となり、その結果、特許文献１および特許文献２に記載された技術のように、工業生産効率の点で劣ってしまったり、新たな設備投資費用が必要となったりという事態を回避することもできる。
【００１４】
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板は、耐力が１４０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１５】
この磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、耐力を所定値以上に規定することにより、優れた耐衝撃性の発揮という効果を確実なものとすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板は、２７０℃で３０分間の加熱処理前後における平坦度の変化量が１μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
この磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、所定の加熱処理前後における平坦度の変化量を所定値以下に規定することにより、磁性膜の成膜（スパッタ）時における熱や、ＨＤＤ動作時に発生する熱の影響を受けても平坦度が悪化せず、優れた平坦度を維持することができる。
【００１８】
本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法は、前記磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法であって、前記アルミニウム合金を、鋳造、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、成形し、２００〜２９０℃で１〜５時間保持するという条件で積み付け焼鈍を施すことを特徴とする。
【００１９】
この磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法によれば、積み付け焼鈍の対象が前記組成からなる基板であるため、耐衝撃性やめっき面の平滑性に優れた磁気ディスク用アルミニウム合金基板を製造することができる。また、積み付け焼鈍を所定の条件に規定することにより、優れた平坦度を発揮できるだけでなく、磁性膜の成膜（スパッタ）時における熱や、ＨＤＤ動作時に発生する熱の影響を受けても優れた平坦度を維持することが可能な磁気ディスク用アルミニウム合金基板を製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、アルミニウム合金基板の成分組成や基板表面における等軸粒の面積率を規定することにより、優れた耐衝撃性、めっき面の平滑性を発揮することができる。
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、平坦度を所定値以下に規定することにより、高記録密度化を図ることができる程度の平坦度を確保することができる。
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板によれば、所定の加熱処理前後における平坦度の変化量を所定値以下に規定することにより、熱の影響を受けても平坦度が悪化せず、優れた平坦度を維持することができる。
【００２１】
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法によれば、積み付け焼鈍の対象を所定の組成からなるアルミニウム合金基板に規定するとともに、積み付け焼鈍を所定の条件に規定することにより、耐衝撃性、平坦度、めっき面の平滑性、平坦度の熱的安定性の全てにおいて優れた磁気ディスク用アルミニウム合金基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】磁気ディスク用アルミニウム合金基板の画像解析のデータであり、（ａ）は、等軸粒の面積率が０％の場合の画像データ、（ｂ）は、等軸粒の面積率が１３％の場合の画像データ、（ｃ）は、等軸粒の面積率が９５％を超える場合の画像データ、である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板およびその製造方法を実施するための形態について、詳細に説明する。
【００２４】
［磁気ディスク用アルミニウム合金基板］
本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板（以下、適宜、アルミニウム合金基板または基板という）は、所定量のＳｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒを含有するとともに、所定量のＣｕとＺｎの少なくとも一方を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、平坦度が所定値以下であり、かつ、基板表面における等軸粒の面積率が所定値以下であることを特徴とする。
また、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板は、耐力が所定値以上であることが好ましく、さらに、所定の加熱処理前後の平坦度の変化量が所定値以下であることが好ましい。
以下、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の各合金成分、等軸粒の面積率、耐力、平坦度、および加熱処理前後の平坦度の変化量について、数値限定した理由を説明する。
【００２５】
（Ｓｉ：０．０３質量％未満）
Ｓｉは、通常、地金不純物としてアルミニウム合金中に混入する元素であり、鋳造時にＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物の形で存在する。
Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物は、均質化熱処理時に固溶し、熱間圧延中に再析出する。そして、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物の大きさと数は均熱、熱延条件の他、合金中のＳｉ含有量にも依存し、Ｓｉ含有量が０．０３質量％以上の場合、３μｍを超える粗大なＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物が析出し易くなる。その結果、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物は、めっき前処理のエッチングにおいて溶解してピット（窪み、凹部）となるため、めっき処理によって形成されるめっき面の平滑性を低下させてしまう。また、前記エッチングでＭｇのみが溶解してＳｉが残る箇所もあるが、めっき前処理のジンケート処理においてＳｉ上ではＺｎの置換反応が起こらないため、このような箇所では無電解ＮｉＰめっき処理でめっき膜が成長しない。その結果、ＮｉＰめっき膜の密着性が不足し、磁性膜の成膜時等の加熱によりＮｉＰめっき膜にフクレが生じ、めっき面の平滑性を低下させてしまう。
したがって、Ｓｉの含有量は、０．０３質量％未満とする。
【００２６】
（Ｆｅ：０．０３質量％未満）
Ｆｅは、Ｓｉと同様、通常、地金不純物としてアルミニウム合金中に混入する元素であり、アルミニウム合金基板中にＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物として存在する。
Ｆｅの含有量が０．０３質量％以上となると、このＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物が１０μｍを超える粗大な金属間化合物となってアルミニウム合金基板の表面に析出する。そして、このようなアルミニウム合金基板に切削加工、研削加工等の鏡面加工を施すと、このＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物は表面から脱落しピットの発生原因となる。また、めっき前処理のエッチングにおいても、Ａｌ−Ｆｅ系金属間化合物は溶解してピットとなり、めっき面の平滑性を低下させてしまう。
したがって、Ｆｅの含有量は、０．０３質量％未満とする。
【００２７】
（Ｍｇ：３．５質量％を超え４．５質量％未満）
Ｍｇは、耐力の向上に寄与する元素である。
Ｍｇの含有量が３．５質量％以下であると耐力が不十分となる。一方、４．５質量％以上であると熱間圧延が困難になって、生産性が悪化する。さらに、粒界にＭｇが偏析することにより、めっき前処理工程においてピットが生じやすくなる。
したがって、Ｍｇの含有量は３．５質量％を超え４．５質量％未満とする。
【００２８】
（Ｃｒ：０．２０質量％未満）
Ｃｒは、鋳塊を作製する工程および鋳塊を均質化熱処理する工程において、微細な金属間化合物として析出し、結晶粒成長を抑制する効果があり、再結晶粒の異常成長を抑え組織を均質化する効果がある。
Ｃｒの含有量が０．２０質量％以上となると、結晶粒を安定化する効果が大きすぎるため、冷間圧延後に焼鈍した場合、等軸な再結晶組織とならず、圧延方向に伸びた変形組織が残存した組織となるため、組織の異方性が大きくなり、ＮｉＰめっき面の平滑性が悪化する。さらに、初晶として粗大なＡｌ−Ｃｒ系金属間化合物が晶出し、アルミニウム合金基板作製時の研削加工等で脱落し、ＮｉＰめっき面のピットの発生原因となる。
したがって、Ｃｒの含有量は、０．２０質量％未満とする。
【００２９】
（Ｃｕ：０．０１質量％を超え０．２０質量％未満）
Ｃｕは、アルミニウム合金基板のＮｉＰめっき性を向上させる効果がある。
Ｃｕはアルミニウム合金基板中に均一に固溶し、めっき前処理のジンケート処理において、ジンケート浴中のＺｎイオンをアルミニウム合金基板の表面へ均一に微細析出させる。これによってＮｉＰめっき面のノジュールの発生を抑制することができる。Ｃｕの含有量が０．０１質量％以下では、この効果が小さい。一方、Ｃｕの含有量が０．２０質量％以上であると、粒界にＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系金属間化合物が析出するため、めっき前処理のエッチングにおいて粒界部が過エッチングを受け、ＮｉＰめっき面のノジュールやピットの発生が多大となる。
したがって、Ｃｕの含有量は、０．０１質量％を超え０．２０質量％未満とする。
【００３０】
（Ｚｎ：０．０１質量％を超え０．４０質量％未満）
Ｚｎも、アルミニウム合金基板のＮｉＰめっき性を向上させる効果がある。
ＺｎもＣｕと同様に、アルミニウム合金基板中に均一に固溶し、めっき前処理のジンケート処理において、ジンケート浴中のＺｎイオンをアルミニウム合金基板の表面へ均一に微細析出させる。これによってＮｉＰめっき面のノジュールの発生を抑制することができる。また、含有量の増加に伴いＺｎがアルミニウム合金基板中に均一に析出して、めっき前処理のエッチングでのエッチング起点、およびジンケート処理時のＺｎイオン析出拠点になる。このため、結晶粒による段差を抑制する効果を有する。Ｚｎの含有量が０．０１質量％以下では、これらの効果が小さい。一方、Ｚｎの含有量が０．４０質量％以上になると、Ｚｎの析出核が大きくなるのに伴い、めっき前処理のエッチングで形成される窪みも大きくなるので、めっき処理によって形成されるめっき面の平滑性が悪化する。さらに、粒界にＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系金属間化合物が析出するため、めっき前処理のエッチングにおいて粒界部が過エッチングを受け、ＮｉＰめっき面のノジュールの発生が多大となる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系金属間化合物も溶解してピットとなって、それがめっき後も残存する。
したがって、Ｚｎの含有量は、０．０１質量％を超え０．４０質量％未満とする。
【００３１】
なお、アルミニウム合金基板が、ＣｕおよびＺｎのうち２つとも含有する場合、各成分は、それぞれの含有量の上限値を外れないことが好ましい。ただし、前記所定範囲の含有量の成分を１つでもアルミニウム合金基板が含有する場合、他方の成分は前記下限値を外れても、ＮｉＰめっき性を向上させるという前記の効果を発揮することができる。
【００３２】
（残部：Ａｌおよび不可避的不純物）
残部は、Ａｌおよび不可避的不純物である。上記のＳｉ、ＦｅおよびＣｒ以外の不可避的不純物としては、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｎ、Ｓｃ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃ、Ｉｎ、Ｎａ、Ｃａ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｒなどを挙げることができ、これらを本発明のアルミニウム合金基板に悪影響を与えない範囲、例えば、それぞれ０．０１質量％以下であって、総計０．０１質量％以下であれば、これらを単独又は複数含有してもよい。
【００３３】
（等軸粒の面積率：３０％以下）
等軸粒とは、結晶粒のうち、基板の圧延方向における粒径と、圧延方向に直行する板幅方向における粒径とがほぼ等しい等軸な結晶である。詳細には、等軸粒とは、アルミニウム合金基板表面の結晶粒のうち、圧延方向の粒径に対する板幅方向の粒径の比（板幅方向の粒径／圧延方向の粒径）が、０．７〜１．３となるものである。
アルミニウム合金基板の製造において、冷間圧延後の基板表面の結晶粒組織は、圧延方向に伸張した細長い粒からなるが、その後の焼鈍（積み付け焼鈍）により軟化が進行するにしたがい、圧延方向と板幅方向との結晶粒径のほぼ等しい等軸な再結晶粒が出現し、軟化とともに、その割合が増す。よって、軟化の度合いは、基板表面における等軸粒の面積率で示すことができ、その面積率が３０％以下であれば、残留歪みが十分残っており、耐衝撃性に必要な強度である耐力１４０ＭＰａを満たすことができる。
したがって、基板表面における等軸粒の面積率は、３０％以下とする。
【００３４】
なお、基板表面における等軸粒の面積率（＝基板表面の所定面積における等軸粒の合計面積／前記所定面積×１００）の測定は、基板表面を機械研磨後、室温で電解エッチングを行い、電解エッチングを行った表面を光学顕微鏡により撮影し、撮影した画像を市販の画像解析ソフト（例えば、ＩＭＡＧＥ  ＰＲＯ  Ｐｌｕｓ  Ｖｅｒ６）で解析するという方法で行うことができる。
また、基板表面における等軸粒の面積率は、Ｍｇの含有量、積み付け焼鈍の温度および時間により制御することができる。
【００３５】
（耐力）
基板の耐力は、耐衝撃性に影響を与えるものである。
ここで、耐衝撃性としては、基板をＨＤＤの内部に設置した状態で、１ｍの高さから落下させた場合に、基板がほとんど塑性変形しないレベル（詳細には、平坦度の変化が１μｍ以下）の耐衝撃性が要求される。そして、耐衝撃性は前記のとおり基板の耐力に依存し、前記レベルの耐衝撃性を得るためには、基板の耐力は１４０ＭＰａ以上である必要がある。一方、基板の耐力が２００ＭＰａを超えると、平坦度の熱的安定性が悪くなる可能性がある。
したがって、耐力は、１４０ＭＰａ以上であるのが好ましい。また、耐力は、２００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。
【００３６】
なお、耐力（０．２％耐力）は、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準じて引張試験を行い測定することができる。
また、耐力は、Ｍｇの含有量、積み付け焼鈍の温度および時間により制御することができる。
【００３７】
（平坦度）
平坦度とは、基板の平らな度合いであり、水平な基準面に基板を置いた際の最大高さから最小高さ部分の差分に相当する。
平坦度が５μｍを超えると、磁気ディスク上に位置する磁気ヘッドの浮上高さが安定せず、磁気ヘッドでの信号の読み取り精度が悪化する。
したがって、平坦度は５μｍ以下であるのが好ましい。
【００３８】
なお、平坦度は、半導体レーザーによる干渉縞により測定することができる。そして、平坦度は、例えば、ＮＩＤＥＫ社製のＦＴ−１７を用いてＰ−Ｖ値を測定することで得ることができる。
また、平坦度は、積み付け焼鈍の温度および時間により制御することができる。
【００３９】
（加熱処理前後の平坦度の変化量）
加熱処理前後の平坦度の変化量とは、加熱処理前の平坦度を基準として、加熱処理後の平坦度がどの程度変化したかを示すものである。
ここで、加熱処理とは、２７０℃で３０ｍｉｎの加熱処理であり、近年の低温化した磁性膜の成膜（スパッタ）工程における加熱処理を想定したものである。
アルミニウム合金基板の積み付け焼鈍後の磁性膜の成膜工程において、基板の平坦度が悪化しないことが要求されるとともに、ＨＤＤは動作時に７０℃前後まで温度が上昇し、その環境下に数年間保持されていても平坦度が大きく変化しないことも要求される。よって、アルミニウム合金基板には、２７０℃で３０ｍｉｎというめっき後の加熱工程を模擬した条件であるとともに、ＨＤＤの動作環境よりも苛酷な条件の下、平坦度には熱的安定性が求められる。
したがって、加熱処理（２７０℃、３０ｍｉｎ）前後の平坦度の変化量は、１μｍ以下であるのが好ましい。
【００４０】
なお、加熱処理前後の平坦度の変化量は、積み付け焼鈍の温度および時間により制御することができる。
【００４１】
（磁気ディスク）
磁気ディスクは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内部に搭載される円環状を呈する記録媒体である。
本発明に係るアルミニウム合金基板は、磁気ディスク用であり、この磁気ディスクとしては、直径が３．５インチと２．５インチ、２．５インチよりも小さな１．８インチといったもの等、様々な大きさのものが存在する。
ここで、ＨＤＤの磁気ディスクは、精工な記録媒体であるため、ある程度の耐衝撃性が要求されるが、磁気ディスクの中でも外径が２．５インチ以下の磁気ディスクはモバイル機器のＨＤＤに用いられることから、耐衝撃性が特に要求される。
言い換えると、本発明に係るアルミニウム合金基板は、磁気ディスクの中でも、外径が２．５インチ以下、特に、２．５インチ（内径：１９ｍｍ、外径：６６ｍｍ）の磁気ディスクに適用するのが好ましく、顕著な効果（耐衝撃性）を発揮することとなる。
【００４２】
次に、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法について説明する。
［磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法］
本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法は、所定の成分組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を製造（鋳造）した後、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延を行って所定の板厚のアルミニウム合金基板を製造し、打ち抜いて円環状（成形）とし、これに積み付け焼鈍（矯正焼鈍）を施す、というものである。
本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法において特徴となる積み付け焼鈍を中心に説明する。
【００４３】
（積み付け焼鈍）
積み付け焼鈍とは、円環状に打ち抜いた複数枚のアルミニウム合金基板を、高平坦度のスペーサ間に積み付けし、全体を加圧しながら焼鈍するというものである。
【００４４】
従来、磁性膜の成膜（スパッタ）温度が３００℃程度と高かったことから、成膜工程で基板の内部歪みが開放さることにより、突起等が生じてしまうといった事態を回避するため、３００℃以上の温度で積み付け焼鈍（矯正焼鈍）を行うほか、成膜工程までの端面加工後、研磨後およびめっき後において、３００℃近傍で焼鈍を行うという処理が行われてきた。
しかし、近年、磁性膜の成膜温度が低温化（例えば、２００℃以下）しており、従来の積み付け温度やめっき後の加熱温度よりも低温化することによる高強度化が達成できるようになった。
よって、積み付け焼鈍の条件を以下のように規定した。
【００４５】
積み付け焼鈍の温度（保持温度）は、２００℃未満であると、平坦度の矯正が難しくなるとともに、熱的な安定性が低下してしまう。一方、２９０℃を超えると軟化が顕著になり、耐力１４０ＭＰａ以上を達成するのが困難となってしまう。また、積み付け焼鈍の時間（保持時間）は、１時間未満であると、平坦度の矯正が難しくなるとともに、熱的な安定性が低下してしまう。一方、５時間を超えると、焼鈍温度が２９０℃以上と比較的高温の場合には軟化が顕著になり耐力１４０ＭＰａ以上を達成するのが困難となってしまう。
したがって、積み付け焼鈍の温度は、２００〜２９０℃であり、積み付け焼鈍の時間は１〜５時間である。
なお、保持温度までの昇温速度や、保持温度からの降温速度については、特に限定されないが、昇温速度は、３０〜２００℃／ｈ、降温速度は、３０〜２００℃／ｈが好ましい。
【００４６】
本発明に係るアルミニウム合金基板の製造方法のうち、積み付け焼鈍以前に行われる鋳造、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、円環状への打ち抜きといった工程については、一般的な方法で行えばよい。
例えば、均質化熱処理については、５００〜５８０℃で４時間以上保持し、熱間圧延については、５００〜５２０℃の温度で熱間圧延を開始し、３〜５ｍｍまで行い、冷間圧延については、１００℃以下の温度で最終製品の板厚まで行えばよい。
【００４７】
なお、積み付け焼鈍を施した後のものはブランクと呼ばれるが、このブランクの表面を研削して鏡面加工を施し、焼鈍およびグラインド加工を施すことで、グラインド（ＧＲ）サブストレートを製造することができる。また、このＧＲサブストレートに、酸エッチング処理、デスマット処理およびジンケート処理を行った後、無電解ＮｉＰめっきを行うことによりめっきサブストレートを製造することができる。その後、このめっきサブストレートの表面を研磨してスパッタリング等により磁性膜を成膜し、ライナー（潤滑剤）を塗布することにより磁気ディスクを製造することができる。
【００４８】
本発明に係るアルミニウム合金基板の製造方法は、以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、明示していない条件については、従来公知の条件を用いればよく、前記各工程での処理によって得られる効果を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることは言うまでもない。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明に係る磁気ディスク用アルミニウム合金基板について、本発明の要件を満たす実施例と本発明の要件を満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。
［供試材の作製］
表１に示す組成のアルミニウム合金を溶解した後、不活性ガスの吹き込みにより脱水素処理を行った。そして、板厚５０ｍｍのスラブを鋳造して面削した後、５４０℃で４時間の均質化熱処理を行った。その後、均質化熱処理したスラブを熱間圧延し、板厚が３ｍｍとなる熱間圧延板を作製した。そして、この熱間圧延板を冷間圧延し、最終板厚が０．８２ｍｍとなる冷間圧延板を作製した。
【００５０】
作製した冷間圧延板を、２．５インチサイズの円環状（内径：１９ｍｍ、外径：６６ｍｍ）に打ち抜いた後、表１に示す各条件で積み付け焼鈍（昇温速度は共通して８０℃／ｈ）を行い２．５インチタイプのブランクを作製した。なお、引張試験用として、ブランクとは別にＪＩＳ５号試験片が取れる大きさの冷間圧延板をブランクと同様の条件で積み付け焼鈍を行い、圧延方向が長手方向となるようにＪＩＳ５号引張試験片を切り出し、ＪＩＳＺ２２４１の規定に準じて、株式会社島津製作所（ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ） 製床置形万能引張試験機ＡＧ−Ｉにて引張試験を行い、耐力を求めた。クロスヘッド速度は５ｍｍ／分で、試験片が破断するまで一定の速度で行い、それぞれ５回測定して平均値で算出した。
作製したブランクは、その後、砥石による研削加工によりブランクの表面を片面２０μｍ研削して鏡面加工することでＧＲサブストレートを作製した。
【００５１】
次いで、このようにして作製したＧＲサブストレートを、めっき前処理液（上村工業製ＡＤ−６８Ｆ）に浸漬し、５０℃、５分間の脱脂を行った。その後、めっき前処理液（上村工業製ＡＤ−１０１Ｆ）で６８℃、２分間の酸エッチングを行い、３０％硝酸でデスマット処理を行った。デスマット処理を行ったＧＲサブストレートに、ジンケート処理液（上村工業製ＡＤ−３０１Ｆ−３Ｘ）を用いて２０℃、３０秒間のジンケート処理を行い、一旦、３０％硝酸でＺｎを溶解させた後に、再度、２０℃、１５秒間のジンケート処理を行った。その後、ジンケート処理を行ったＧＲサブストレートを、無電解ＮｉＰめっき液（上村工業製ＨＤＸ）に浸漬し、９０℃、２時間の無電解ＮｉＰめっき処理を行い、片面１０μｍ程度の無電解ＮｉＰめっき膜を形成させることで、めっきサブストレートを作製した。そして、無電解ＮｉＰめっき膜を形成しためっきサブストレートの表面をコロイダルシリカ系の研磨剤（フジミ製ＤＩＳＫＬＩＴＥ  Ｚ５６０１Ａ）とパッドを用いて研磨することで、磁性膜の成膜を行う前の状態のめっきサブストレートを作製した。
【００５２】
［供試材の特性］
（等軸粒の面積率）
等軸粒の面積率は、積み付け焼鈍後の供試材（ブランク）の表面（約１０×１０ｍｍ）を、機械研磨後、室温で電解エッチング（室温、ほうフッ化水素酸３５ｖｏｌ％を用いて２０Ｖ、９０秒間）を行い、電解エッチングを行った表面を光学顕微鏡により１００倍で撮影し、撮影した画像を市販の画像解析ソフト（例えば、ＩＭＡＧＥ  ＰＲＯ  Ｐｌｕｓ  Ｖｅｒ６）で解析し算出した。
なお、等軸粒の面積率については、積み付け焼鈍後の供試材（ブランク）を測定対象としたが、鏡面加工したＧＲサブストレートを測定対象としても、めっきサブストレート（めっき後の加熱工程を模した加熱処理（２７０℃、３０ｍｉｎ保持）を施したもの、および、施していないもの）のめっき部分を除去したものを測定対象としても、ほぼ同じ結果となる。
供試材の一部の画像データを図１（ａ）〜（ｃ）に示す。図１（ａ）は、供試材Ｎｏ．４の画像データ、図１（ｂ）は、供試材Ｎｏ．８の画像データ、図１（ｃ）は、供試材Ｎｏ．１６の画像データである。
【００５３】
（耐力）
耐力は、次の引張試験に基づいて測定した。
引張試験は、前記のとおり積み付け焼鈍後の供試材から長手方向が引張方向となるようにＪＩＳ Ｚ２２０１に準拠する５号の引張試験片を作製した。この試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準じて、株式会社島津製作所（ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ） 製床置形万能引張試験機ＡＧ−Ｉにて引張試験を行い、耐力（０．２％耐力）を測定した。なお、クロスヘッド速度は５ｍｍ／分で、試験片が破断するまで一定の速度で行い、それぞれ５回測定して平均値で算出した。
【００５４】
［評価試験］
（耐衝撃性）
耐衝撃性の評価は、ＨＤＤに供試材（めっきサブストレート）を設置した状態で、１ｍの高さから落下させた時の供試材の平坦度の変化量に基づいて行った。平坦度の変化量が１μｍ以下の場合は良好（○）、１μｍを超える場合は不良（×）と評価した。
なお、ＨＤＤとしては、市販の２．５インチＨＤＤ（ＨＧＳＴ  Ｔｒａｖｅｌｓｔｅｒ  ５Ｋ３２０）を用い、当該ＨＤＤを分解し、スピンドル部分にネジで供試材（めっきサブストレート）を固定し、耐衝撃性の評価試験を行った。また、平坦度の測定は、ＮＩＤＥＫ社製のＦＴ−１７を用い、後記の評価試験でも同様の装置を用いて測定した。
【００５５】
（平坦度）
平坦度の評価は、積み付け焼鈍後の供試材（ブランク）表面の平坦度の測定値に基づいて行った。平坦度が５μｍ以下の場合は良好（○）、５μｍを超える場合を不良（×）と評価した。
【００５６】
（めっき面の平滑性）
めっき面の平滑性の評価は、めっきポリッシュ後の供試材（めっきサブストレート）の表面を光学顕微鏡で面積観察（１ｃｍ２）した結果に基づいて行った。幅１μｍ以上のピット（凹部）あるいはフクレ（凸部）がない場合を良好（○）、１個以上あった場合を不良（×）と評価した。
【００５７】
（平坦度の熱的安定性）
平坦度の熱的安定性の評価は、磁性膜の成膜工程を模した加熱処理（２７０℃、３０ｍｉｎ保持）前後の平坦度の変化量に基づいて行った。平坦度の変化量が１μｍ以下の場合を良好（○）、１μｍを超える場合を不良（×）と評価した。
【００５８】
アルミニウム合金の成分、供試材の製造条件、供試材の特性、および、評価試験の結果を表１に示す。なお、表１において、本発明の構成を満たさないものについては、数値に下線を引いて示す。また、表１において、「＜１」とは、１未満を示し、「＞９５」とは、９５超えを示す。
【００５９】
【表１】
2014210968.tif 000003
【００６０】
［結果の検討］
供試材Ｎｏ．１〜６については、本発明の規定する要件を全て満たしていることから、耐衝撃性、平坦度、平滑性について良好という結果となった。その中でも、供試材Ｎｏ．１〜５については、平坦度の熱的安定性についても良好という結果となった。
【００６１】
供試材Ｎｏ．７は、Ｓｉの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、粗大なＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物が存在し、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．８は、Ｆｅの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、粗大なＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物が存在し、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．９は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する数値範囲の下限から外れるとともに、等軸粒の面積率が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、耐力が低く、耐衝撃性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１０は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、熱間圧延中に割れが生じ、圧延を続けることができなかった。
供試材Ｎｏ．１１は、Ｃｕ、Ｚｎの含有量とも本発明で規定する数値範囲の下限から外れるため、ジンケート面が粗く、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１２は、Ｃｕの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、粒界が過エッチングを受け、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１３は、Ｚｎの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、酸エッチング後に粒界にピットが発生し、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１４は、Ｃｒの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、粗大なＡｌ−Ｃｒ系金属間化合物が存在し、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１５は、積み付け焼鈍の温度が低かったため、平坦度、平坦度の熱的安定性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１６は、積み付け焼鈍の温度が高く、等軸粒の面積率が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、耐力が低く、耐衝撃性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１７は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるため、めっき面にピットが生じたことで、平滑性が不良という結果となった。
供試材Ｎｏ．１８は、Ｚｎの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限から外れるとともに、積み付け焼鈍の温度が高かったため、耐力が低く、耐衝撃性が不良という結果となった。
【００６２】
なお、供試材Ｎｏ．１７は、特許文献１に記載されたアルミニウム合金基板を想定したものであり、供試材Ｎｏ．１８は、特許文献３に記載されたアルミニウム合金基板を想定したものである。
【図１】
2014210968.tif 000004