JPH0782617B2 - 磁気ヘッド用非磁性基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属性磁性膜を蒸着するための非磁性の磁気
ヘッド用非磁性基板及びその製造方法に関するもので、
特に機械加工によるチッピング特性に優れた磁気ヘッド
用非磁性基板及びその製造方法に関するものである。

従来技術 従来この種の用途のものとして、本発明者等は、CoO−N
iO系セラミックスについて従来より研究を進め、CoxNi
_2-xO₂（ただし０≦ｘ≦1.8）なる組成の酸化物が有効で
あるとして既に開示した。

さらに、MgO−CaO−CoO−NiO系セラミックスについても
研究を進め、MgO、CaOそれぞれが30モル％以下で、残部
がCoxNi_2-xO₂（ただし０≦ｘ≦1.8）なる組成の酸化物
も有効であるとして開示した。

また、これらの酸化物に関する添加材について検討した
結果、MnO、TiO₂、Al₂O₃、CaO、Y₂O₃、TiN、B₂O₃、SiO₂
が有効であることを発見し、これも開示した。

これらの酸化物の製造方法として、混合、仮焼、
微粉砕、造粒、CIP、雰囲気焼結、HIPを順次行
なうことが有効であるとして開示した。

しかし、これらの酸化物は、その製造条件によりチッピ
ング特性が異なり、条件しだいでは、機械加工時に大き
なチッピングを生じる欠点があった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記の欠点を解決したもので、具体的には結
晶粒径が５μｍ以下であり、しかも130x10^-7/℃以上の
熱膨張率を有し、ビッカース硬度500〜700の特性を持
ち、さらに他のヘッド構成材料間で過度の化学的侵食反
応を起こさない材料を提供することが目的である。

また、上記の材料を製造する方法を提供することが目的
である。

発明の構成 即ち、本発明は、（１）CoxNi_2-xO₂（ただし０＜ｘ≦1.
8）のセラミックスにおいて、その結晶粒径が５μｍ以
下であることを特徴とする磁気ヘッド用非磁性基板に関
する。

また、本発明は、（２）混合、仮焼、微粉砕、
造粒、CIP、雰囲気焼結、HIPを順次行うことから
なる磁気ヘッド用非磁性基板の製造方法の雰囲気焼結に
おいて、酸素雰囲気下、1150〜1300℃でホットプレス処
理を行なうことを特徴とする上記（１）の磁気ヘッド用
非磁性基板の製造方法に関する。

さらに、本発明は、（３）混合、仮焼、微粉砕、
造粒、CIP、雰囲気焼結を順次行うことからなる
磁気ヘッド用非磁性基板の製造方法の雰囲気焼結におい
て、酸素雰囲気下、1150〜1300℃でホットプレス処理を
行なうことを特徴とする上記（１）の磁気ヘッド用非磁
性基板の製造方法に関する。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明者等は、CoM−NiO系セラミックスについて従来よ
り研究を進めてきたが、機械加工時のチッピング特性と
結晶粒径の関係について詳細に検討した結果、結晶粒径
が５μｍ以下である場合、機械加工時のチッピングが小
さくかつ数も少なく、有効であることを見い出した。

CoO−NiO系セラミックスにおいて、機械加工時のチッピ
ング特性（チッピング量、チッピングの大きさ）は、結
晶粒径と密接な関係がある。即ち、結晶粒径が小さいほ
ど、チッピング特性は優れていることが発明者等の検討
より明らかになった。

具体的には、結晶粒径の大きさ（Ｇ）と最大チッピング
の大きさ（Ｔ）には、砥粒径が２〜６μｍの場合、およ
そ次式の関係があることを把握した。

Ｔ≦2G〜3G 機械加工時における最大チッピングの大きさの許容範囲
を10μｍ程度と考えると、上式より結晶粒径を５μｍ以
下に抑えることが必要である。

また、上記の目的を達成するためにはその製造方法とし
て、ホットプレスを使用することが有効であることを見
い出した。

ホットプレスを用いた場合、常圧焼結の温度条件（1230
〜1400℃）より低い温度で緻密に焼結することが可能
で、従って焼結体の結晶粒の成長を抑える利点がある。

ホットプレスは、酸化物の挙動から酸素雰囲気下で行な
うのが望ましい。詳しくは、800〜1000℃で、不活性ガ
ス（低温側）と酸素（高温側）を切り替えることが望ま
しい。また、CoOとNiOとのモル比により最適な処理温度
は異なるが、1150〜1300℃が望ましい。

以下、製造方法を具体的に述べる。

市販の各酸化物を原料として、所望組成になるよう秤量
し、ボールミルにより混合する。混合は例えばエタノー
ル中湿式ボールミルで10〜30時間行なう。

乾燥後、CIP成形し、例えばAr中850〜1100℃で仮焼し、
次いで粗砕機を用いて粉砕し、100〜200μｍの篩で篩分
けを行なう。

仮焼粉はさらに例えばエタノール中湿式ボールミルで20
〜72時間処理し、１μｍ以下に微粉砕する。

これを造粒後、CIP成形し、O₂中、ホットプレス処理を
行なう。

条件は、CoO/NiOモル比に対応させて1100〜1300℃で、1
00〜500kg/cm²、１〜２時間が望ましい。

この焼結体を更にHIP処理する。これは、強度を向上さ
せるために好ましい。条件としては、800〜1200kg/c
m²、1000〜1250℃、１〜２時間が望ましい。HIP処理温
度は、ホットプレス処理温度より低い方が望ましい。こ
れにより、HIP処理時の結晶粒径の成長を抑えることが
できる。

このようにして得られた焼結体は、緻密で結晶粒径が小
さく、チッピング特性が良好で、従来の材料よりも優れ
ていることが確認できた。

実施例 組成式CoxNi_2-xO₂（ｘ＝1.0）で表わされる酸化物をNi
O、CoOより調整した。これにAl₂O₃を1.5wt％、CaOを2.0
wt％、添加材として加えた。混合は、エタノール中湿式
ボールミルで22時間処理した。

乾燥後、CIP成形し、Ar中1000℃で仮焼後、150μｍ以下
に粉砕した。

仮焼粉をさらにエタノール中湿式ボールミルで70時間処
理し、１μｍ以下に微粉砕した。これを造粒後、CIP成
形し、O₂中1250℃でホットプレスにて焼結した。

この焼結体の特性を以下に示す。

相対密度 98.5％ 結晶粒径 最大５μｍ 硬度 Hv 625 抗折力 27kg/mm² 熱膨張率 132x10^-7/℃ この焼結体を切削研磨して、26x26x0.7（mm）の基板を
作製した。これを、ダイヤモンド砥粒（＃3000、C/C＝1
00）を用いたブレードにより切削した。切削条件は、回
転数20,000rpm、切り込み、0.2mm、送り0.5mm/秒とし
た。

この時の、チッピングの最大値を表１に示す。また、基
板一辺（26mm）でのチッピング数をその大きさごとに測
定し表２に示す。比較例として、常圧焼結により焼結し
た最大結晶粒径の異なる焼結体のチッピング特性を示
す。

発明の効果 （１）本発明に係る基板は、機械加工によるチッピング
特性に優れている。

（２）本製造方法で作成した磁気ヘッド用非磁性基板
は、結晶粒径を５μｍ以下に抑えることができる。

これにより、切削時のチッピングの発生を抑止できる利
点がある。

（３）さらに、強度を高めることにより磁気ヘッドの短
寿命化や非磁性基板の変形、割れ等を抑えることがで
き、ヘッドの耐摩耗性、耐久性にすぐれている利点があ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−94408（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94407（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287811（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168602（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】CoxNi_2-xO₂（ただし０＜ｘ≦1.8）のセラ
   ミックスにおいて、その結晶粒径が５μｍ以下であるこ
   とを特徴とする磁気ヘッド用非磁性基板。
2. 【請求項２】混合、仮焼、微粉砕、造粒、CI
   P、雰囲気焼結、HIPを順次行うことからなる磁気ヘ
   ッド用非磁性基板の製造方法の雰囲気焼結において、酸
   素雰囲気下、1150〜1300℃でホットプレス処理を行なう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の磁気
   ヘッド用非磁性基板の製造方法。
3. 【請求項３】混合、仮焼、微粉砕、造粒、CI
   P、雰囲気焼結を順次行うことからなる磁気ヘッド用
   非磁性基板の製造方法の雰囲気焼結において、酸素雰囲
   気下、1150〜1300℃でホットプレス処理を行なうことを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の磁気ヘッド
   用非磁性基板の製造方法。