【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は磁気デイスク等、磁気記録材用アルマ
イト基板の製造法に係り、実質的に黒点欠陥なく
平滑度、耐熱性のすぐれた高密度磁気記録材用の
アルマイト基板の製造法に関するものである。
磁気デイスク等の磁気記録材基板にはアルマイ
トを施したアルミニウムまたはアルミニウム合金
材が用いられている。
このようにアルマイト基板が用いられる理由は
アルマイトは硬質で耐摩耗性にすぐれ、また研摩
性も良好で高精度の平滑面が得られ易く、容易に
その表面に薄膜の磁性層を形成することができる
からである。ところがこのアルマイト基板にも次
に示すような欠点があり、これが磁気記録材の高
密度化の妨げとなつている。
一つは黒点欠陥といわれるものでアルミニウム
またはアルミニウム素材中に存在する鉄、珪素等
の不純物が金属間化合物として晶出し、これが素
材表面に点在してアルマイト処理に際してこの部
が極く微小なアルマイト膜欠落部となるものであ
つて、この欠落部は当初はサブミクロンのオーダ
ーの極く微小なものであるがアルマイト膜の成長
と共に拡大し、5μｍ以上の膜厚のアルマイト層
にあつては５〜10μｍのピツト状微小欠陥を示す
ので、この数が多い程磁気記録材における信号エ
ラーが多くなり好ましくない。
またもう一つの欠点は高密度磁気記録材とする
場合にアルマイト基板上にα−Fe3O4をスパツタ
その他の方法により被着させて300〜400℃に加熱
しγ−Fe2O3化する必要があるが、このような高
温加熱を行つた場合、アルマイト膜に亀裂を生
じ、このため製品不良を起し易いことである。こ
のためアルマイト層の膜厚を１〜3μｍ程度と極
端に薄くしたりせねばならずアルマイト基板の耐
ヘツドクラツシユ性低下の原因となるのでこれま
た好ましくない。
発明者らはこれらの欠点について改善すべく研
究を重ねた結果、アルマイト処理に際して、クロ
ム酸溶液を使用し、定電圧法によつてアルマイト
処理に行うに際し、通常行われる電解電圧より高
い電圧によつて処理を施した場合に、黒点発生の
防止と加熱時のクラツク発生のないアルマイト基
板を製造することができることを見出した。
即ち本発明はアルミニウムまたはアルミニウム
合金材に重量で1.5〜15％の濃度のクロム酸溶液
を使用して、定電圧法により60Vより高い電圧、
好ましくは70〜100V間の電圧でアルマイト処理
を施こすことを特徴とする高密度磁気記録材用ア
ルマイト基板の製造法である。
本発明においてアルマイト用電解液として用い
られるクロム酸溶液の濃度は1.5〜15％であつて、
液温は35〜50℃好ましくは37〜45℃である。液温
を50℃以上とするときは生成したアルマイト皮膜
の硬度が著しく低下し、研磨精度が悪くなり、且
つ耐ヘツトクラツシユ性も劣化する。液温が35℃
以下のときは硬度が著しく増大し、アルマイト基
板の高温加熱時に熱亀裂が発生し易くなる。また
アルマイト処理時の電圧は60Vを超え、好ましく
は70V〜100Vの間でアルマイト処理を行う。な
お、クロム酸電解液中に液の導電性を改善するた
めに少量の硫酸を添加してもよい。
このようにして得られたアルマイト基板は殆ん
ど微少黒点の発生が見られず、また耐ヘツドクラ
ツシユ性を高めるために皮膜厚さを10μｍ以上に
成長させても大きく成長した黒点が見当らない。
また耐熱性もすぐれていて磁性膜形成のため300
〜400℃に加熱保持するもクラツクの発生が起ら
ない。
次に本発明を完成するに当つて発明者らの行つ
た実験について述べる。
第１表はアルミニウム合金材（Al−３％Mg合
金）を40℃に保持した10％クロム酸溶液中で直流
定電圧法によりアルマイト処理した場合の電圧と
アルマイト基板における黒点発生および350℃２
時間加熱によるクラツク発生状況ならびに耐ヘツ
ドクラツシユ性に関連する皮膜硬度を示すもので
ある。
また、比較のため従来行われている硫酸溶液に
よるアルマイト基板について、同様の評価試験を
行つた結果を併せて示した。
なお、膜厚はすべて6μｍである。
黒点の評価は顕微鏡視野（0.36mm2）において○
は25μｍ以下、△は3.5μｍ以下、×は5μｍ以下の黒
点が１ケ以下であること、またクラツクの評価は
加熱処理後のアルマイト基板を顕微鏡観察し○は
クラツクが全くないもの、△は部分的にクラツク
を生じたもの、×は全面的にクラツクが生じたも
のを示す。
硬度の評価は微少硬度計を使用した結果で、○
は125Hv以上、△は100〜125Hv、×は100Hv以下
を示す。
The present invention relates to a method of manufacturing an alumite substrate for magnetic recording materials such as magnetic disks, and more particularly, to a method of manufacturing an alumite substrate for high-density magnetic recording materials that is substantially free from black spot defects and has excellent smoothness and heat resistance. Anodized aluminum or aluminum alloy material is used for magnetic recording material substrates such as magnetic disks. The reason why alumite substrates are used in this way is that alumite is hard and has excellent wear resistance, and also has good abrasiveness, making it easy to obtain a highly precise smooth surface, and it is easy to form a thin magnetic layer on the surface. Because you can. However, this alumite substrate also has the following drawbacks, and these are obstacles to increasing the density of magnetic recording materials. One type is called a black spot defect, in which impurities such as iron and silicon present in aluminum or aluminum materials crystallize as intermetallic compounds, which are dotted on the surface of the material and during alumite treatment, these parts become extremely minute alumite. This is a defective part of the film. Initially, this missing part is extremely small on the order of submicrons, but it expands as the alumite film grows, and in the case of an alumite layer with a thickness of 5 μm or more, it becomes 5 μm thick. Since it shows pit-like minute defects of ~10 μm, the larger the number, the more signal errors in the magnetic recording material, which is not preferable. Another drawback is that when making high-density magnetic recording materials, α-Fe 3 O 4 is deposited on an alumite substrate by sputtering or other methods and heated to 300-400°C to form γ-Fe 2 O 3 . However, when such high-temperature heating is performed, cracks occur in the alumite film, which tends to cause product defects. For this reason, the thickness of the alumite layer must be made extremely thin, on the order of 1 to 3 .mu.m, which is also undesirable since it causes a decrease in the head crushing resistance of the alumite substrate. As a result of repeated research to improve these shortcomings, the inventors discovered that when alumite treatment is performed using a chromic acid solution and a constant voltage method, a voltage higher than the electrolytic voltage normally used is applied. It has been found that an alumite substrate can be produced that prevents the generation of sunspots and does not generate cracks during heating when subjected to the treatment. That is, the present invention uses a chromic acid solution with a concentration of 1.5 to 15% by weight on aluminum or aluminum alloy material, and applies a voltage higher than 60V by a constant voltage method.
This is a method for producing an alumite substrate for a high-density magnetic recording material, characterized in that alumite treatment is preferably performed at a voltage between 70 and 100V. The concentration of the chromic acid solution used as the electrolyte for alumite in the present invention is 1.5 to 15%,
The liquid temperature is 35-50°C, preferably 37-45°C. When the liquid temperature is 50° C. or higher, the hardness of the alumite film formed decreases significantly, polishing accuracy deteriorates, and the crushing resistance also deteriorates. Liquid temperature is 35℃
In the following cases, the hardness increases significantly and thermal cracks are likely to occur when the alumite substrate is heated to high temperatures. Further, the voltage during alumite treatment exceeds 60V, preferably between 70V and 100V. Note that a small amount of sulfuric acid may be added to the chromic acid electrolytic solution in order to improve the conductivity of the solution. The alumite substrate thus obtained shows almost no minute black spots, and even when the film is grown to a thickness of 10 μm or more to improve head crushing resistance, no large black spots are found.
In addition, it has excellent heat resistance and has a magnetic film formation temperature of 300°C.
Cracks did not occur even when heated and maintained at ~400℃. Next, experiments conducted by the inventors in completing the present invention will be described. Table 1 shows the voltage and black spot occurrence on the alumite substrate when an aluminum alloy material (Al-3%Mg alloy) is alumite treated by the DC constant voltage method in a 10% chromic acid solution kept at 40℃, and 350℃2.
This shows the crack occurrence due to heating over time and the film hardness related to head crush resistance. In addition, for comparison, the results of a similar evaluation test performed on an alumite substrate using a sulfuric acid solution, which has been conventionally performed, are also shown. Note that the film thicknesses are all 6 μm. Evaluation of sunspots is ○ in the microscopic field (0.36 mm 2 ).
= 25μm or less, △ = 3.5μm or less, × = 1 or less black spot of 5μm or less, and for crack evaluation, the alumite substrate after heat treatment was observed under a microscope, ○ = no cracks, △ = partial * indicates a case where a crack occurred in the entire area, and a case where a crack occurred throughout. The hardness was evaluated using a microhardness tester, and the result was ○.
indicates 125Hv or more, △ indicates 100 to 125Hv, and × indicates 100Hv or less.
【表】
また、第２表は第１表で行つたのと同様のアル
ミニウム合金試料を用い、第１表と同様の温度お
よび濃度のクロム酸溶液を用い直流定電圧法70V
でアルマイト処理をしたときのアルマイト膜厚と
黒点発生およびアルマイト基板を300℃、350℃お
よび400℃と温度を変えて各２時間加熱保持した
場合のアルマイト基板におけるクラツク発生の状
況を観察した結果を示すものである。
黒点および硬度の評価基準は第１表の通りであ
る。[Table] In addition, Table 2 uses the same aluminum alloy sample as in Table 1, and uses a chromic acid solution at the same temperature and concentration as in Table 1, using the DC constant voltage method at 70V.
Here are the results of observing the alumite film thickness and sunspot occurrence when alumite treatment was performed, and the occurrence of cracks on an alumite substrate when the alumite substrate was heated and held at 300℃, 350℃, and 400℃ for 2 hours each. It shows. The evaluation criteria for black spots and hardness are shown in Table 1.
【表】
第１表および第２表の結果から次のことが判
る。
即ち、本発明の方法、即ちクロム酸溶液を用い
直流定電圧法により60Vより高い電圧でアルマイ
ト処理を施した基板においては、黒点や加熱によ
るクラツク発生は全く、あるいは殆んど見られ
ず、また基板の耐ヘツドクラツシユ性を高めるた
めに膜厚を大きくしても、黒点やクラツクの発生
が見られないが、従来の典型的なアルマイト処理
法である硫酸溶液を使用した場合や、クロム酸溶
液を使用しても、従来一般に行われるような条
件、即ち40V前後の電圧でのアルマイト処理を施
した基板では黒点、クラツク、硬度の三条件をす
べて満たすことは困難である。
以上述べたように本発明によるときは高密度磁
気記録材用アルマイト基板において最も問題とさ
れていた、黒点の発生、高温処理時のクラツク発
生および耐ヘツドクラツシユ性について解決する
とこができるので工業的にすぐれた発明であると
いえる。
実施例
高密度磁気記録用アルミニウム合金材（Al−
３％Mg合金、内径75mm、外径200mm、厚さ２mm）
を所定の表面研摩を施した後、非侵食性洗浄剤に
て洗浄して、アルマイト処理を行つた。
アルマイト処理は40℃に加熱した５％クロム酸
溶液中に、前記アルミニウム材を浸漬し、アノー
ドとして直流にて電解処理を行つた。
電圧は80V一定とし、約60分の電解で10μｍの
乳白色の平滑なアルマイト皮膜が生成した。
この皮膜を顕微鏡で観察したが、黒点欠陥は見
当らなかつた。
またこの皮膜をさらに350℃に２時間加熱した
後、顕微鏡で観察したがクラツクは皆無であつ
た。[Table] From the results in Tables 1 and 2, the following can be seen. In other words, on the substrates alumite treated using the method of the present invention, that is, at a voltage higher than 60V using a chromic acid solution and a DC constant voltage method, no or almost no black spots or cracks due to heating were observed. Even if the thickness of the film is increased to improve the head crushing resistance of the substrate, no black spots or cracks will be observed, but when using a sulfuric acid solution, which is a typical conventional alumite treatment method, or using a chromic acid solution, Even if it is used, it is difficult to satisfy all three conditions of black spots, cracks, and hardness with a board subjected to alumite treatment under the conventional conditions, that is, at a voltage of around 40V. As described above, the present invention can solve the most problematic problems in alumite substrates for high-density magnetic recording materials, such as the occurrence of black spots, the occurrence of cracks during high-temperature processing, and the head crush resistance. It can be said that this is an excellent invention. Example Aluminum alloy material for high-density magnetic recording (Al-
3% Mg alloy, inner diameter 75mm, outer diameter 200mm, thickness 2mm)
After performing a specified surface polishing, it was cleaned with a non-erosive cleaning agent and anodized. For the alumite treatment, the aluminum material was immersed in a 5% chromic acid solution heated to 40°C, and electrolytic treatment was performed using direct current as an anode. The voltage was kept constant at 80 V, and a milky white smooth alumite film of 10 μm was formed after approximately 60 minutes of electrolysis. This film was observed under a microscope, but no black spot defects were found. Further, after further heating this film to 350° C. for 2 hours, it was observed under a microscope and no cracks were found.