(57)【要約】      （修正有）【課題】薄くしてもフラッタリングを低減することを可能とし、機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板を提供する。【解決手段】磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている。アルミニウム合金基板は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｒ等それぞれを特定の範囲内で含む。アルミニウム合金基板は、合金組織において、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度が３００個／ｍｍ２以下である。ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上である。磁気記録媒体用基板１は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、
前記アルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｍｎを０．０５質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｚｎを０．３０質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｚｒを０．０３質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含み、
前記アルミニウム合金基板は、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度が３００個／ｍｍ２以下であり、
前記ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上であり、
前記磁気記録媒体用基板は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項２】
前記磁気記録媒体用基板のヤング率をＥ［ＧＰａ］、前記磁気記録媒体用基板の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］とした場合、Ｅ／ρが２９以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項３】
アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、
前記ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上であり、
前記磁気記録媒体用基板のヤング率をＥ［ＧＰａ］、前記磁気記録媒体用基板の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］とした場合、Ｅ／ρが２９以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項４】
前記磁気記録媒体用基板は、ヤング率が７９ＧＰａ以上８７ＧＰａ以下の範囲内であり、密度が２．７ｇ／ｃｍ３以上３．０ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項５】
前記磁気記録媒体用基板は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３または４に記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板が用いられている磁気記録媒体を６枚以上有することを特徴とするハードディスクドライブ。
【請求項７】
前記ハードディスクドライブにおけるハードディスクドライブケースの内部雰囲気が大気であることを特徴とする請求項６に記載のハードディスクドライブ。
【請求項８】
前記ハードディスクドライブは、３．５インチのハードディスクドライブであることを特徴とする請求項６または７に記載のハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体用基板およびハードディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブに用いられる磁気記録媒体は、記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲ（magneto resistive）ヘッドやＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）技術が導入されて以来、磁気記録媒体の面記録密度の上昇は、更に激しさを増している。
【０００３】
また、近年のインタ−ネット網の発展やビッグデータの活用の拡大から、データセンターにおけるデータの蓄積量も増大を続けている。そして、データセンターのスペース上の問題から、データセンターの単位体積当たりの記憶容量を高める必要性が生じている。すなわち、規格化されたハードディスクドライブの一台当たりの記憶容量を高めるため、磁気記録媒体の一枚当たりの記憶容量を高めることに加え、ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすことが試みられている。
【０００４】
磁気記録媒体用基板としては、主に、アルミニウム合金基板とガラス基板が用いられている。このうち、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べて、靱性が高く、製造が容易であることから、外径が比較的大きい磁気記録媒体に用いられている。３．５インチのハードディスクドライブの磁気記録媒体に用いられるアルミニウム合金基板の厚さは、通常、１．２７ｍｍであるため、ドライブケースの内部には、最大で５枚の磁気記録媒体を納めることができる。
【０００５】
ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすため、磁気記録媒体に用いられる基板を薄くすることが試みられている。
【０００６】
しかしながら、基板を薄くした場合、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べて、フラッタリングが生じやすい。
【０００７】
フラッタリングとは、磁気記録媒体を高速回転させた場合に生じる磁気記録媒体のばたつきであり、フラッタリングが大きくなると、ハードディスクドライブを安定に読み取ることが困難になる。
【０００８】
例えば、ガラス基板においては、フラッタリングを抑制するために、磁気記録媒体用基板の材料として、比弾性（比ヤング率）の高い材料を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、３．５インチのハードディスクドライブのドライブケースの内部にヘリウムガスを充填することで、フラッタリングを低減し、これにより、アルミニウム合金基板を薄くし、ドライブケースの内部に６枚以上の磁気記録媒体を収納することが試みられている。
【００１０】
磁気記録媒体用基板は、一般的には、以下の工程によって製造される。先ず、厚さ２ｍｍ以下程度のアルミニウム合金板をドーナツ状に打ち抜いて所望の寸法にする。次に、打ち抜かれたアルミニウム合金板に対して、内外径の面取り加工およびデータ面の旋削加工を施した後、旋削加工後のアルミニウム合金板の表面粗さやうねりを下げるために、砥石による研削加工を施し、アルミニウム合金基板とする。その後、表面硬さの付与と表面欠陥の抑制を目的として、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰめっきを施す。次に、ＮｉＰめっき被膜が形成されたアルミニウム合金基板の両面（データ面）に対して、研磨加工を施す。
【００１１】
磁気記録媒体用基板は、大量生産品であり、高いコストパフォーマンスが求められるため、アルミニウム合金には、高い機械加工性と廉価性が求められる。
【００１２】
特許文献２には、Ｍｇ：０．３〜６質量％、Ｓｉ：０．３〜１０質量％、Ｚｎ：０．０５〜１質量％およびＳｒ：０．００１〜０．３質量％を含み、残部がＡｌおよび不純物からなるアルミニウム合金が開示されている。
【００１３】
また、特許文献３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Ａｌと不可避的不純物からなる磁気ディスク用アルミニウム合金基板が開示されている。
【００１４】
また、特許文献４には、Ｚｒ０．１ｗｔ％以下を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度において焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧延板を製造する磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法が開示されている。ここで、Ａｌ−Ｍｇ系合金は、Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０．０１〜０．１ｗｔ％含有し、さらに、Ｃｒ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｍｎ０．０３〜０．３ｗｔ％の１種または２種を含有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１５−２６４１４号公報
【特許文献２】特開２００９−２４２６５号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／０６８２９３号
【特許文献４】特開平６−１４５９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、規格化されたハードディスクドライブケースに納める磁気記録媒体の枚数を増やす、すなわち、薄くしてもフラッタリングを低減することを可能とし、機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板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】
【００１７】
（１）アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、前記アルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｍｎを０．０５質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｚｎを０．３０質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｚｒを０．０３質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含み、前記アルミニウム合金基板は、合金組織において、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度が３００個／ｍｍ２以下であり、前記ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上であり、前記磁気記録媒体用基板は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
（２）前記磁気記録媒体用基板のヤング率をＥ［ＧＰａ］、前記磁気記録媒体用基板の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］とした場合、Ｅ／ρが２９以上であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体用基板。
（３）アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、前記ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上であり、前記磁気記録媒体用基板のヤング率をＥ［ＧＰａ］、前記磁気記録媒体用基板の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］とした場合、Ｅ／ρが２９以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
（４）前記磁気記録媒体用基板は、ヤング率が７９ＧＰａ以上８７ＧＰａ以下の範囲内であり、密度が２．７ｇ／ｃｍ３以上３．０ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることを特徴とする（３）に記載の磁気記録媒体用基板。
（５）前記磁気記録媒体用基板は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であることを特徴とする（３）または（４）に記載の磁気記録媒体用基板。
（６）（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板が用いられている磁気記録媒体を６枚以上有することを特徴とするハードディスクドライブ。
（７）前記ハードディスクドライブにおけるハードディスクドライブケースの内部雰囲気が大気であることを特徴とする（６）に記載のハードディスクドライブ。
（８）前記ハードディスクドライブは、３．５インチのハードディスクドライブであることを特徴とする（６）または（７）に記載のハードディスクドライブ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、規格化されたハードディスクドライブケースに納める磁気記録媒体の枚数を増やす、すなわち、薄くしてもフラッタリングを低減することを可能とし、機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態で用いられる研磨盤の一例を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態における磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
【図３】本実施の形態におけるハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。
【図４】実施例１のアルミニウム合金基板の合金組織の反射電子像である。
【図５】実施例１のアルミニウム合金基板の合金組織のＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の粒子径分布のヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体用基板について詳細に説明する。
【００２１】
本実施の形態における磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている。アルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、Ｍｎを０．０５質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｚｎを０．３０質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、Ｓｒを０．００５質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、Ｃｕを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、Ｚｒを０．０３質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含む。アルミニウム合金基板は、合金組織において、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度が３００個／ｍｍ２以下である。ＮｉＰ系めっき被膜は、厚さが７μｍ以上である。磁気記録媒体用基板は、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上である。
【００２２】
本実施の形態における磁気記録媒体用基板は、中心に開口部を有する円盤状のアルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜が形成されている。そして、本実施の形態における磁気記録媒体用基板が用いられている磁気記録媒体は、磁気記録媒体用基板のＮｉＰ系めっき被膜上に、磁性層、保護層及び潤滑膜等が順次積層されている。また、ハードディスクドライブは、磁気記録媒体の中心部をスピンドルモータの回転軸に取り付けて、スピンドルモータにより回転駆動される磁気記録媒体の面上を磁気ヘッドが浮上走行しながら、磁気記録媒体に対して情報の書き込み又は読み出しを行う。
【００２３】
ハードディスクドライブでは、磁気記録媒体を５０００ｒｐｍ以上で高速回転させるため、磁気記録媒体用基板の機械的特性が低いと、フラッタリングが大きくなり、ハードディスクドライブにおける安定した読み取りが困難になる。
【００２４】
本願の発明者は、フラッタリングと、磁気記録媒体用基板のヤング率および密度には密接な関係があり、磁気記録媒体用基板のヤング率を高めることで、フラッタリングを低減できることを見出した。そして、本願の発明者は、特に、磁気記録媒体用基板のヤング率を７９ＧＰａ以上とすることで、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下である磁気記録媒体用基板を製造することが可能となることを見出した。
【００２５】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｓｉを９．５質量％以上１３．０質量％以下の範囲内、好ましくは１０．０質量％以上１２．０質量％以下の範囲内で含む。
【００２６】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｍｎを０．０５質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、好ましくは０．１０質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含む。
【００２７】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｚｎを０．３０質量％以上０．４０質量％以下の範囲内、好ましくは０．３２質量％以上０．３８質量％以下の範囲内で含む。
【００２８】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｓｒを０．００５質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、好ましくは０．０１質量％以上０．０２質量％以下の範囲内で含む。
【００２９】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｃｕを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、好ましくは０．１０質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含む。
【００３０】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｍｇを０．０５質量％以上０．５０質量％以下の範囲内、好ましくは０．１０質量％以上０．３０質量％以下の範囲内で含む。
【００３１】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｚｒを０．０３質量％以上０．３０質量％以下の範囲内、好ましくは０．０５質量％以上０．１５質量％以下の範囲内で含む。
【００３２】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、合金組織において、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度が３００個／ｍｍ２以下、好ましくは１００個／ｍｍ２以下、最も好ましくは０とする。
【００３３】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｒの７元素からなる必須の添加元素、適宜加える添加元素、不可避不純物、残部Ａｌによって構成される。
【００３４】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｓｉを多量に含むため、アルミニウム合金基板のヤング率を飛躍的に高めることが可能である。しかしながら、Ｓｉを多量に含む合金の合金組織には、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子が多量に分散しているため、製造条件よっては、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子が最終的には最長径が８〜１０μｍのサイズ、または、それ以上にまで成長する場合がある。そして、アルミニウム合金基板の合金組織において、最長径が８μｍ以上であるＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子が高密度で存在すると、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ系めっき被膜を均一に成膜することができず、ＮｉＰ系めっき被膜の膜質が不均一になってしまう。
【００３５】
そのような問題点を解決するため、本実施の形態においては、アルミニウム合金基板にＳｒを添加する。これにより、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子を微細化させ、アルミニウム合金基板の表面に設けるＮｉＰ系めっき被膜を均一なものとすることができる。また、本実施の形態におけるＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子を微細化させると、アルミニウム合金の機械加工性を高めることができる。
【００３６】
また、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板では、Ｚｒを必須の添加元素とする。
【００３７】
Ｚｒは、Ａｌ−Ｍｇ系合金への添加元素として多用されているが、これは、合金中に微細析出したＡｌ３Ｚｒのピン止め効果によるものである。
【００３８】
一方で、本実施の形態におけるＡｌ−Ｓｉ系合金へのＺｒの添加効果は、本願の発明者らの検討によると、Ｓｒと同様にＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子を微細化させる効果があるのに加え、アルミニウム合金組織内に微細なＳｉ２Ｚｒ化合物を形成することでアルミニウム合金基板のヤング率を高める効果がある。これにより、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子のうち、最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度を３００個／ｍｍ２以下とすることが可能となると共に、磁気記録媒体用基板のヤング率を７９ＧＰａ以上とすることが可能となる。
【００３９】
以下、各添加元素について詳細に説明する。
【００４０】
Ｓｉは、Ａｌ中への固溶量が少ないため、Ａｌ−Ｓｉ系化合物の形成に要する量を除いて、Ｓｉの単体粒子として、合金組織中に分散する。Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子が分散した合金組織においては、切削工具によるＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の粉砕、あるいは、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子と、Ａｌ母相との界面での剥離により、切屑が速やかに分断し、合金の切削性が向上する。
【００４１】
また、必須元素として添加されるＳｒ、あるいは任意に添加されるＮａ、Ｃａによって、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子は、球状化するとともに微細化し、このことによっても、合金の切削性が向上する。
【００４２】
Ｓｉ含有量が９．５質量％未満であると、合金のヤング率を高める効果が低下し、合金の切屑分断性を向上させる効果に乏しく、１３．０質量％を超えると、合金の切屑分断性は向上するものの、切削工具の摩耗が著しくなって、磁気記録媒体用基板の生産性が低下する。
【００４３】
Ｍｎは、合金組織中に微細析出し、合金の機械的性質を向上させる効果がある。
【００４４】
Ｍｎの含有量が０．０５質量％未満であると、合金の機械的性質を向上させる効果が乏しく、０．４０質量％を超えると、合金の機械的性質を向上させる効果が飽和して、合金の機械的性質が向上しなくなる。
【００４５】
Ｚｎは、合金組織中に固溶されるとともに、他の添加物と結合して、析出物として、合金組織中に分散する。このため、合金の機械的性質を向上させ、他の固溶型元素との相乗効果により、合金の切削性を向上させることができる。
【００４６】
Ｚｎの含有量が０．３０質量％未満であると、合金の機械的性質を向上させる効果が乏しく、０．４０質量％を超えると、合金の耐食性が低下するおそれがある。
【００４７】
Ｓｒは、Ｓｉと共存することで、凝固時の共晶Ｓｉ、初晶Ｓｉを球状化させるとともに微細化させる。このため、間接的に合金の切屑分断性を良好にして、合金の切削性を向上させるとともに、切削工具の摩耗や損傷を抑制することができる。また、連続鋳造、押出、引抜き等の工程で、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子を均一かつ微細に分散させ、合金の切削性を一層向上させることができる。加えて、アルミニウム合金基板の表面に設けるＮｉＰ系めっき被膜の組織が均一となり、そして、ＮｉＰ系めっき被膜の膜質も均一となる。
【００４８】
すなわち、Ｓｉを多量に含む従来のアルミ合金を磁気記録媒体用基板に用いた場合、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の表面にはＮｉＰ系めっきが形成されにくいため、その個所にくぼみ、ピット等の欠陥が生じやすかった。
【００４９】
本実施の形態では、そのような従来の問題点を解決し、均一なめっき被膜を有する磁気記録媒体用基板を提供することが可能となる。
【００５０】
Ｓｒの含有量が０．００５質量％未満であると、合金の切削性を向上させる効果に乏しくなる。また、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子が球状化せず、鋭角部が生じることで、切削工具の摩耗が顕著になる。一方、Ｓｒの含有量が０．０３質量％を超えると、合金の切削性を向上させる効果が飽和して、合金の切削性が向上しなくなる。また、初晶ＳｒＡｌ４が晶出して、ＮｉＰ系めっき被膜が形成されにくくなるため、初晶ＳｒＡｌ４が晶出した個所に、くぼみ、ピット等の欠陥が生じやすくなる。
【００５１】
Ｃｕは、Ａｌに対して固溶することにより、合金の強度を向上させる効果と、Ａｌ２Ｃｕ相を形成することにより、合金の強度をさらに向上させる効果を有する。
【００５２】
Ｃｕの含有量が０．０５質量％未満であると、合金の強度を向上させる効果が乏しく、０．５０質量％を超えると、合金の強度を向上させる効果が飽和して、合金の強度が向上しなくなる。
【００５３】
Ｍｇは、Ｃｕと同様に、Ａｌに対して固溶し合金を強化する効果と、Ｍｇ２Ｓｉ相を形成することにより、合金の強度をさらに向上させる効果を有する。
【００５４】
Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満であると、合金の強度を向上させる効果が乏しく、０．５０質量％を超えると、合金の強度を向上させる効果が飽和して、合金の強度が向上しなくなる。
【００５５】
Ｚｒは、前述のように、Ｓｉと結合して微細なＳｉ２Ｚｒ化合物を形成し、アルミニウム合金基板のヤング率を高める効果を有すると共に、Ｓｉ２Ｚｒ化合物の形成に伴い、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子をさらに微細化させる効果を有する。
【００５６】
Ｚｒの含有量が０．０３質量％未満であると、アルミニウム合金基板のヤング率を高める効果が乏しく、０．３０質量％を超えると、アルミニウム合金基板のヤング率を高める効果が飽和して、アルミニウム合金基板のヤング率が向上しなくなる。
【００５７】
適宜加える添加元素としては、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂ、Ｖ、Ｎａ、Ｃａ等が挙げられる。
【００５８】
適宜加える添加元素の各添加量は、通常、１質量％以下である。また、適宜加える添加元素の添加量の総量は、通常、４質量％以下である。
【００５９】
適宜加える添加元素の添加効果としては、４０００系のアルミニウム−シリコン合金で一般的に知られているように、鋳造性（流動性、引け特性、耐熱間割れ性）の改善、機械的性質の向上、機械加工性（切削性）の向上、結晶粒の微細化等が挙げられる。
【００６０】
一方で、適宜加える添加元素の各添加量が１質量％を超える、または、適宜加える添加元素の添加量の総量が４質量％を超えると、必須の添加元素であるＳｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｒの添加効果が低下するので、好ましくない。特に、必須の添加元素の添加効果を強調したい場合は、適宜加える添加元素の各添加量は、好ましくは０．５質量％以下であり、より好ましくは０．１質量％以下である。
【００６１】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は公知の方法で製造することができる。例えば、成分の分量を調整した合金材料を加熱溶融し、鋳造した後、圧延して板材にし、その後、規定の寸法の中心に開口部を有する円盤状の基板に加工する。また、円盤状の基板に加工する工程の前後に、加熱、焼鈍工程を設けることで、基板に内在する歪を緩和し、基板のヤング率を適正な範囲内に調整することができる。
【００６２】
本実施の形態におけるアルミニウム合金基板の外径は、５３ｍｍ以上である。前述のように、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、規格化されたハードディスクドライブケースに納める磁気記録媒体の枚数を増やす目的で使用されるものであるから、規格化されたハードディスクドライブケース、すなわち、２．５インチのハードディスクドライブ、３．５インチのハードディスクドライブ等に収納することができる必要がある。そして、２．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径で約６７ｍｍの基板が用いられ、３．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径で約９７ｍｍの基板が用いられる。このため、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板の外径は、５３ｍｍ以上である必要がある。
【００６３】
また、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、より高記録容量である、３．５インチのハードディスクドライブに用いるのが特に好ましい。通常の３．５インチのハードディスクドライブには、厚さ１．２７ｍｍの磁気記録媒体が最大で５枚収納されている。これに対し、本実施の形態における磁気記録媒体用基板は、厚さが０．９ｍｍ以下であるため、磁気記録媒体を６枚以上収納することが可能となる。
【００６４】
また、本実施の形態における磁気記録媒体用基板は、フラッタリングを低減することができるため、大気雰囲気での使用に耐えられ、ハードディスクドライブケースの内部にヘリウム等の低分子量のガスを封入する必要がなくなり、高記録容量のハードディスクドライブの製造コストを低減することができる。また、本実施の形態における大気雰囲気での使用に耐えられる磁気記録媒体用基板は、ヘリウム等の低分子量のガス雰囲気中で用いれば、さらにフラッタリングを低減することができる。
【００６５】
本実施の形態におけるＮｉＰ系めっき被膜の厚さは、７μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上である。
【００６６】
通常の磁気記録媒体用基板に使用されるＮｉＰ系めっき被膜の厚さは７μｍ未満であるが、本実施の形態においては、ＮｉＰ系めっき被膜の厚さを７μｍ以上とすることにより、磁気記録媒体用基板のヤング率を７９ＧＰａ以上に高めている。
【００６７】
本実施の形態においては、ＮｉＰ系めっき被膜として、ＮｉＰ系合金を使用するのが好ましい。
【００６８】
ＮｉＰ系合金は、Ｐ、適宜加える添加元素、不可避不純物、残部Ｎｉによって構成される。
【００６９】
ＮｉＰ系合金は、Ｐを１０質量％以上１５質量％以下の範囲内で含むことが好ましい。これにより、磁気記録媒体用基板のヤング率を、めっき前の基板に比べて、高めることができる。
【００７０】
また、本実施の形態においては、ＮｉＰ系めっき被膜として、ＮｉＷＰ系合金を使用するのが好ましい。
【００７１】
ＮｉＷＰ系合金は、Ｗ、Ｐ、適宜加える添加元素、不可避不純物、残部Ｎｉによって構成される。
【００７２】
ＮｉＷＰ系合金は、Ｗを１５質量％以上２２質量％以下の範囲内、Ｐを３質量％以上１０質量％以下の範囲内で含むのが好ましい。これにより、磁気記録媒体用基板のヤング率をさらに高めることができる。
【００７３】
ＮｉＰ系めっき被膜は、従来から使用されている方法を用いて形成することができる。例えば、ＮｉＰ系合金のめっき液にＷ塩を添加しためっき液を用いることができる。
【００７４】
Ｗ塩としては、例えば、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等を用いることができる。
【００７５】
めっきは、無電解めっきにより行うのが好ましい。
【００７６】
めっき被膜の厚さは、めっき液への浸漬時間、めっき液の温度によって調整することが可能である。
【００７７】
めっき条件は、特に限定されるものではないが、めっき液のｐＨを５．０〜８．６とし、めっき液の温度を７０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃とし、めっき液への浸漬時間を９０〜１５０分間とするのが好ましい。
【００７８】
めっき後の基板に加熱処理を施すのが好ましい。これにより、めっき被膜の硬度をより高め、磁気記録媒体用基板のヤング率をさらに高めることができる。
【００７９】
めっき後の基板に施す加熱処理の温度を３００℃以上とすることが好ましい。
【００８０】
本実施の形態においては、磁気記録媒体用基板のヤング率をＥ［ＧＰａ］、磁気記録媒体用基板の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］とした場合、Ｅ／ρを２９以上とするのが好ましい。
【００８１】
前述のように、本願の発明者は、フラッタリングと、磁気記録媒体用基板のヤング率には密接な関係があり、磁気記録媒体のヤング率を高めることで、フラッタリングを低減できることを見出した。
【００８２】
ここで、従来の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板には、５０００系アルミニウム合金が使用される場合が多いが、５０００系アルミニウム合金は、密度が約２．８ｇ／ｃｍ３であり、ヤング率が約７４ＧＰａであり、Ｅ／ρは約２６．４となる。
【００８３】
一方で、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、Ａｌに、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｕ、Ｚｒの６元素からなる必須の添加元素を所定量添加することにより構成されたヤング率の高い優れた特性を有する。また、本実施の形態におけるアルミニウム合金基板は、ρの大きいＦｅ等を不可避不純物程度、すなわち、０．０１質量％以下程度にしか含まないため、ρを下げることが可能となる。そのため、本実施の形態における磁気記録媒体用基板は、ヤング率を７９ＧＰａ以上８７ＧＰａ以下の範囲内とし、密度を２．７ｇ／ｃｍ３以上３．０ｇ／ｃｍ３以下の範囲内のものとし、これにより、Ｅ／ρを２９以上とすることができる。
【００８４】
Ｅ／ρを２９以上とした磁気記録媒体用基板は、従来では得られなかったものであり、ハードディスクドライブに使用した場合、フラッタリングを低減することができ、極めて優れた特性が得られる。
【００８５】
本実施の形態における磁気記録媒体用基板の製造方法は、アルミニウム合金基板にめっきを施した後に、めっきが施されたアルミニウム合金基板の表面に対して研磨加工を施すのが好ましい。
【００８６】
また、本実施の形態においては、平滑で、傷が少ないといった表面品質の向上と生産性の向上との両立の観点から、複数の独立した研磨盤を用いた２段階以上の研磨工程を有する多段階研磨方式を採用するのが好ましい。
【００８７】
例えば、めっきが施されたアルミニウム合金基板の表面を研磨する工程として、第１の研磨盤を用いて、アルミナ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する粗研磨工程と、研磨されたアルミニウム合金基板を洗浄した後に、第２の研磨盤を用いて、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する仕上げ研磨工程を行う。
【００８８】
図１に、研磨盤の一例を示す。
【００８９】
研磨盤１０は、上下一対の定盤１１、１２を備え、互いに逆向きに回転する定盤１１、１２の間で複数枚の基板Ｗを挟み込みながら、これら基板Ｗの両面を定盤１１、１２に設けられた研磨パッド１３により研磨する。
【００９０】
図２に、本実施の形態における磁気記録媒体の一例を示す。
【００９１】
磁気記録媒体１１１は、磁気記録媒体用基板１上に、磁性層２と保護層３と潤滑剤層４とがこの順序で積層されている。
【００９２】
なお、本実施の形態における磁気記録媒体には、公知の積層構造を適用することができる。
【００９３】
図３に、本実施の形態におけるハードディスクドライブの一例を示す。
【００９４】
ハードディスクドライブ１０１は、磁気記録媒体１１１と、磁気記録媒体１１１を記録方向に駆動する媒体駆動部１２３と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド１２４と、磁気ヘッド１２４を磁気記録媒体１１１に対して相対移動させるヘッド移動部１２６と、磁気ヘッド１２４からの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部１２８とを具備する。
【００９５】
磁気記録媒体用基板１は、フラッタリングが低減されるため、薄くすることが可能である。このため、規格化されたハードディスクドライブケースの内部に納められる磁気記録媒体１１１の枚数を増やすことにより、高記録容量のハードディスクドライブ１０１を提供することを可能とする。
【００９６】
また、磁気記録媒体用基板１は、機械加工性が高く、廉価で製造することが可能であるため、高記録容量のハードディスクドライブのビット単価を下げることができる。
【００９７】
また、磁気記録媒体用基板１は、大気中でのフラッタリングが低減されるため、ハードディスクドライブケースの内部にヘリウム等の低分子量のガスを封入する必要がなくなり、高記録容量のハードディスクドライブ１０１の製造コストを低減することができる。
【００９８】
また、ハードディスクドライブ１０１は、特に、高記録容量の３．５インチのハードディスクドライブに用いるのが好ましい。
【実施例】
【００９９】
（実施例１〜１９、比較例１〜１４）
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１００】
（アルミニウム合金基板の製造）
表１に示す組成となるように成分の分量を調整した合金材料としての、鋳塊をダイレクトチル鋳造により製造した。なお、鋳造速度８０ｍｍ／分とした。次に、鋳塊を４６０℃で２時間保持して均質化処理した後、圧延して厚さ１．２ｍｍの板材とした。その後、板材を中央に開口部を有する外径９７ｍｍの円盤状に打ち抜き、３８０℃で１時間焼鈍した後、表面、端面をダイヤモンドバイトにより旋削加工し、アルミニウム合金基板とした。
【０１０１】
【表１】
2018125056.tif 000002
表２に、アルミニウム合金基板の特性を示す。
【０１０２】
【表２】
2018125056.tif 000003
（Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子）
アルミニウム合金基板の合金組織を断面観察し、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の最長径、最長径８μｍ以上の粒子の分布密度を測定した。
【０１０３】
具体的には、サンプルを１０ｍｍ角に切断して、樹脂包埋させ、サンプルを作製した。このとき、包埋樹脂としては、Ｄｅｍｏｔｅｃ２０（Ｂｏｄｓｏｎ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ社製）（粉：液＝２：１（質量比）で混合、常温硬化タイプ）を使用した。次に、サンプルに対して、湿式研磨により、圧延方向に対して、水平な方向に断面出しした後に、サンプルをエッチングした。このとき、常温において、２．３質量％フッ化水素酸水溶液にサンプルを３０秒間浸漬し、取り出した後、流水で１分間洗浄することで、サンプルをエッチングした。
【０１０４】
ここで、ＦＥ−ＳＥＭのＪＳＭ−７０００Ｆ（日本電子社製）を用いて、エッチング後のサンプルの合金組織の反射電子像を撮影した。このとき、サンプルは、あらかじめ、カーボン蒸着により導電処理し、倍率を２０００倍に設定して反射電子像を撮影した。視野面積２７７４μｍ２であるこの反射電子像より、ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ６．５）を使用して２値化処理し、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の最長径および最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度を測定した。具体的には、判別分析法により、閾値を２００〜２５５（２値化が上手くいかない場合は、１３５〜２５５）に設定し、２値化処理した。得られた画像に対して、穴うめ処理および粒子径が０．３μｍ以下である粒子を除去する処理を実施し、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の最長径および最長径が８μｍ以上である粒子の分布密度を測定した。
【０１０５】
図４に、実施例１のアルミニウム合金基板の合金組織の反射電子像を示す。
【０１０６】
図５に、実施例１のアルミニウム合金基板の合金組織のＳｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の粒子径分布のヒストグラムを示す。
【０１０７】
なお、実施例１のアルミニウム合金基板の合金組織は、Ｓｉ粒子またはＡｌ−Ｓｉ系化合物粒子の最長径が６．７０μｍであった。
【０１０８】
（ビッカース硬さ（Ｈｖ））
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠して、アルミニウム合金基板のビッカース硬さ（Ｈｖ）を測定した。
【０１０９】
（無電解めっき膜の形成）
アルミニウム合金基板の表面に、ＮｉＰ系めっき被膜として、Ｎｉ８８Ｐ１２（Ｐの含有量１２質量％、残部Ｎｉ）膜を形成した。
【０１１０】
めっき液には、硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウム、酢酸鉛を使用し、これにクエン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムを適宜加えて、上記組成のＮｉＰ系めっき被膜が得られるように、成分の分量を調整した。このとき、めっき液のｐＨを６、めっき液の温度を９０℃、めっき液への浸漬時間を２時間とした。また、めっき後のアルミニウム合金基板を３００℃で３分間加熱した。
【０１１１】
（めっき性）
めっき後のアルミニウム合金基板の表面を倍率１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、平坦性、細穴の有無からめっき性を評価した。なお、めっき性が優れている場合を◎、使用することが可能な範囲である場合を○、劣っている場合を×として、判定した。
【０１１２】
（研磨加工）
研磨盤として、上下一対の定盤を備える３段のラッピングマシーンを用いて、ＮｉＰ系めっき膜が形成されたアルミニウム合金基板の表面に対して、研磨加工を施し、磁気記録媒体用基板を作製した。このとき、研磨パッドには、スエードタイプ（Ｆｉｌｗｅｌ社製）を用いた。そして、第１段目の研磨には、Ｄ５０が０．５μｍのアルミナ砥粒を、第２段目の研磨には、Ｄ５０が３０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を、第３段目の研磨には、Ｄ５０が１０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を用いた。また、研磨時間を各段５分間とした。
【０１１３】
次に、磁気記録媒体用基板のヤング率、密度を測定した。
【０１１４】
（ヤング率）
日本工業規格ＪＩＳ２２８０−１９９３に基づいて、磁気記録媒体用基板のヤング率を常温で測定した。なお、試験片は、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの直方体とした。
【０１１５】
（密度）
構成元素の密度の文献値を用いて、磁気記録媒体用基板の密度を算出した。
【０１１６】
次に、磁気記録媒体用基板のフラッタリングの変位幅、機械加工性を評価した。
【０１１７】
（フラッタリングの変位幅）
磁気記録媒体用基板を１００００ｒｐｍで回転させ、磁気記録媒体用基板の最外周面で生じるフラッタリングの変位幅を、Ｈｅ−Ｎｅレーザー変位計を用いて測定した。
【０１１８】
（機械加工性）
アルミニウム合金基板の表面を１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、その平坦性から機械加工性を評価した。なお、平坦性が優れている場合を◎、使用することが可能な範囲である場合を○、劣っている場合を×として、判定した。
【０１１９】
表３に、磁気記録媒体用基板の特性および評価結果を示す。
【０１２０】
【表３】
2018125056.tif 000004
表３から、実施例１〜１９の磁気記録媒体用基板は、薄くしてもフラッタリングを低減することを可能とし、機械加工性に優れることがわかる。
【符号の説明】
【０１２１】
１    磁気記録媒体用基板
２    磁性層
３    保護層
４    潤滑剤層
１０    研磨盤
１１    定盤
１２    定盤
１３    研磨パッド
Ｗ    基板
１０１    ハードディスクドライブ
１１１    磁気記録媒体
１２３    媒体駆動部
１２４    磁気ヘッド
１２６    ヘッド移動部
１２８    記録再生信号処理部
【図１】
2018125056.tif 000005
【図２】
2018125056.tif 000006
【図３】
2018125056.tif 000007
【図４】
2018125056.tif 000008
【図５】
2018125056.tif 000009