(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金からなる押出形材がハードディスクドライブ用部材であって、その金属組織においてＳｉ系化合物サイズが３μｍ以下となされていることを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材。
【請求項２】
前記ＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金中のＳｉ含有量が０．５〜０．７wt％である請求項１に記載のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材。
【請求項３】
前記ＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金中のＭｇ含有量が０．９〜１．１wt％である請求項１または２に記載のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材。
【請求項４】
前記ＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金中のＭｇ／Ｓｉ重量比が１．５５〜２．０である請求項１〜３のいずれかに記載のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材。
【請求項５】
Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金ビレットを５００〜５３０℃で所要形状のハードディスク用部材に押出した後、１２０〜４００℃／分の速度で冷却し、さらに１６５〜１９０℃で１５時間以下保持して時効処理を施すことを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばハードディスクドライブ用部材に好適に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ハードディスクドライブのアーム材の材料として、一般的にＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金が用いられている。ＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金にはＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ等が添加され、Ｓｉは母相から晶出したＭｇ2Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ等の化合物として、あるいはＳｉ単体やＳｉ酸化物として存在している。このようなＪＩＳ６０６１Ａｌ合金製アーム材では、加工時やハードディスクドライブ稼働時に、前記Ｓｉ系化合物の粒子が金属組織から脱落することがあり、これらの粒子が硬質であることも相俟って、ヘッドやディスクを損傷するという問題点があった。
【０００３】
この発明は、上述の技術背景に鑑み、Ｓｉ系晶出物等のＳｉ系化合物の脱落を抑制しうるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、発明者らは、Ｓｉ系化合物の脱落がＳｉ系化合物の種類と粒子サイズとに関連があることに着目し、この発明の完成に至った。
【０００５】
即ち、この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材は、Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金からなる押出形材であって、その金属組織においてＳｉ系化合物サイズが３μｍ以下となされていることを特徴とする。
【０００６】
また、前記押出形材は、ハードディスクドライブ用部材として好適に用いられる。
【０００７】
また、この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材の製造方法は、Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金ビレットを５００〜５３０℃で所要形状に押出した後、１２０〜４００℃／分の速度で冷却し、さらに１６５〜１９０℃で１５時間以下保持して時効処理を施すことを特徴とする。
【０００８】
この発明におけるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、Ｓｉ：０．４〜０．８wt％、Ｍｇ：０．８〜１．２wt％を含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金であり、組成面からは、Ｍｇ／Ｓｉ重量比を１．５３〜３の範囲に限定して、Ｓｉ単体やＳｉ酸化物の量を減らすとともに、金属組織の面からはＳｉ系化合物サイズを規定することによ、Ｓｉ系化合物の脱落を抑制している。
【０００９】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の組成において、ＳｉおよびＭｇは機械的性質を発現させるために必要な元素であり、Ｓｉ：０．４〜０．８wt％、Ｍｇ：０．８〜１．２wt％とする。Ｓｉ含有量の好ましい下限値は０．５wt％、好ましい上限値は０．７wt％である。また、Ｍｇ含有量の好ましい下限値は０．９wt％、好ましい上限値は１．１wt％である。さらに、Ｍｇ／Ｓｉ重量比は、ＭｇおよびＳｉのバランス組成である１．７３に近い比率あるいはＭｇ過多の比率に設定することで、Ｓｉ単体やＳｉ酸化物の量を減らすことができる。そして、これらの量を減らすことによってこれらの脱落量を減少させることができる。前記Ｓｉ含有量およびＭｇ含有量の範囲内では、Ｍｇ／Ｓｉ重量比の最小値は１．０であるが、１．５３未満ではＭｇに対してＳｉが過剰となってＳｉが単体や酸化物として存在する量が増大するため、この発明においては１．０以上１．５３未満の範囲を排除する。Ｍｇ／Ｓｉ重量比の好ましい下限値は１．５５であり、好ましい上限値は２．０である。なお、ＳｉおよびＭｇ以外の添加元素はＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金に準ずる。
【００１０】
この発明におけるＳｉ系化合物とは、Ｍｇ2Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ等のＳｉと他の金属との化合物およびＳｉ酸化物の他、Ｓｉ単体をも含めたＳｉ含有物の総称である。これらのＳｉ系化合物は粒子サイズが小さくなるほど金属組織から脱落しにくくなり、３μｍ以下に微細化することにより脱落を抑制することができる。好ましいＳｉ系化合物サイズは１μｍ以下である。
【００１１】
また、前記押出形材はＳｉ系化合物の脱落が抑制されているから、ハードディスクドライブ用部材として用いた場合に、脱落したＳｉ系化合物による相手材の損傷を防止できる。
【００１２】
上述したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材は、所定組成の合金ビレットに押出に際し、押出条件、押出後の冷却条件、時効処理条件をを規定することによりＳｉ系化合物を３μｍ以下に微細化することができる。
【００１３】
押出は、ビレット温度を５００〜５３０℃で行う。この温度はＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金の一般的押出温度よりも約２０℃高く、従来より高温で押出すことにより晶出物を再固溶させて晶出物量を減少させ、ひいてはＳｉ系化合物サイズを微細化する効果がある。５００℃未満では前記効果に乏しく、５３０℃を超えると押出材の表面にピックアップ、光沢ムラ、さらつき、ダイスラインなどが生じて、表面品質が低下する。押出時のビレット温度の好ましい下限値は５１０℃、好ましい上限値は５２０℃である。ビレット温度以外の押出条件は常法に従う。
【００１４】
押出後は、１２０〜４００℃／分の速度で冷却する。冷却速度が前記下限値未満では押出材の人工時効後機械的性質が十分に得られず、上限値を超えると歪みが大きくなって押出材の形状が不安定になる。特に好ましい冷却速度は２５０〜３８０℃／分である。
【００１５】
また、時効処理は１６５〜１９０℃で１５時間以下保持するものとする。時効温度が前記下限値未満では引張強さおよび耐力が十分に得られず、上限値を超えると引張強さおよび耐力のピーク高さが低下する。特に好ましい時効温度は１７０〜１８０℃である。また、時効時間は過時効による機械的性質の低下を避けるために１５時間以下とし、特に１１時間以下が好ましい。この発明は時効時間の下限値を定めるものではないが、常法に従い７時間以上が好ましい。
【００１６】
その他の製造条件は常法に従うが、押出形材におけるＳｉ系化合物の微細化を促進するために、押出前のビレットの均質化処理によって予めビレット段階でＭｇ2Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ等の晶出物サイズを小さくしておくことも有効である。
【００１７】
【実施例】
次に、この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材およびその製造方法の具体的実施例について説明する。
【００１８】
表１に示すＡ，Ｂ２種類の組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を材料として、図１に示す形状のハードディスクドライブ用アーム材（１）を異なる条件で製作した。
【００１９】
まず、６インチビレットを実体温度５７０℃で９時間保持して均質化処理した後、２００℃まで１５０℃／時間以上冷却速度でファン冷却するした。そして、このビレット段階におけるＭｇ2ＳｉおよびＡｌ−Ｆｅ−ＳｉのＳｉ系晶出物サイズを１０００倍に拡大したＳＥＭ（反射電子）像により観察したところ、どのビレットもＭｇ2Ｓｉが３μｍの棒状の晶出物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉｈが１〜３μｍの針状晶出物として存在していた。
【００２０】
次いで、ビレットを加熱して押出し、水冷またはミスト冷却により製品を冷却し、さらに時効処理を施した。表２に、押出時のビレット温度、押出速度（製品速度）、冷却方法、ビレット加熱温度から３００℃（製品温度）までの冷却速度、時効処理の温度と時間を示す。
【００２１】
製作したアーム材（１）の金属組織について、１０００倍に拡大したＳＥＭ像によりＭｇ2ＳｉおよびＡｌ−Ｆｅ−ＳｉのＳｉ系晶出物サイズを測定するとともに、Ｓｉ単体およびＳｉ酸化物の量を評価した。Ｓｉ単体およびＳｉ酸化物の量は、ＳＥＭ像、面分析および光学顕微鏡による観察により相対的に評価した。また、Ｓｉ単体およびＳｉ酸化物のサイズについては、同じくＳＥＭ像における測定により、いずれもＭｇ2ＳｉおよびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉよりも小さいことを確認した。
【００２２】
さらに、前記アーム材（１）におけるＳｉ系化合物の脱落を、光学顕微鏡によるミクロ観察によって調べた。
【００２３】
測定結果および評価結果を表２に示す。
【００２４】
【表１】
0004620207.tif 000002
【００２５】
【表２】
0004620207.tif 000003
【００２６】
表２の結果より、ＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金においてＭｇ／Ｓｉ重量比をバランス組成に近づけることにより、Ｓｉ単体およびＳｉ酸化物量を減少させ、かつ３μｍ以下に微細化されたＳｉ系化合物は脱落が抑制されることを確認した。
【００２７】
【発明の効果】
以上の次第で、この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材は、Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金からなる押出形材であって、その金属組織においてＳｉ系化合物サイズが３μｍ以下となされているから、Ｓｉ単体およびＳｉ酸化物量が少なく、かつＳｉ系化合物が微細化されているために、これらの粒子の脱落が抑制される。
【００２８】
また、前記押出形材をハードディスクドライブ用部材として用いた場合は、Ｓｉ系化合物粒子の脱落によるヘッドやディスクの損傷や故障を回避できる。
【００２９】
また、この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出材の製造方法は、Ｓｉ：０．４〜０．８wtおよびＭｇ：０．８〜１．２wt％を含有し、かつこれらの元素をＭｇ／Ｓｉ重量比１．５３〜３の割合で含有するＪＩＳ  ６０６１Ａｌ合金ビレットを５００〜５３０℃で所要形状に押出した後、１２０〜４００℃／分の速度で冷却し、さらに１６５〜１９０℃で１５時間以下保持して時効処理を施すものであるから、金属組織におけるＳｉ系化合物サイズを３μｍ以下に微細化することができ、Ｓｉ系化合物が脱落しない押出形材を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材の一例であるハードディスクドライブ用アーム材の断面図である。
【符号の説明】
１…ハードディスクドライブ用アーム材（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材）
【図１】
0004620207.tif 000004