磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片

文档序号:144104 发布日期:2021-10-22 浏览:55次 >En<

阅读说明:本技术 磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片 (Aluminum alloy blank for magnetic disk and aluminum alloy substrate for magnetic disk ) 是由 吉崎宥章 泉孝裕 大塚泰史 于 2020-02-12 设计创作,主要内容包括:提供一种阻尼比高的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片。本发明的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片中,Mn:1.00质量%以上且10质量%以下,余量由Al和不可避免的杂质构成,在表面,最大长度0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度为1.5×10~(5)个/mm~(2)以上。(An aluminum alloy blank for a magnetic disk and an aluminum alloy substrate for a magnetic disk having a high damping ratio are provided. The aluminum alloy base material for magnetic disk and the aluminum for magnetic disk of the inventionIn the alloy substrate, Mn: 1.00-10% by mass, the balance being Al and unavoidable impurities, and the number density of intermetallic compounds having a maximum length of 0.2-15.0 μm on the surface being 1.5 × 10 5 Per mm 2 The above.)

磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片

技术领域

本发明涉及磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片。

背景技术

伴随信息的数字化和互联网的普及,会处理大量的数字数据,要求以数据中心为核心而使硬盘驱动器(HDD)大容量化。于是,为了实现HDD的大容量化,而增加每一台HDD的磁盘搭载张数,为此,磁盘的薄壁化受到研究。

而且,在使磁盘薄壁化的研究中,提出使3.5英寸HDD所搭载的磁盘的板厚,从以前的约1.3mm,减至0.8mm或更薄。

但是,磁盘在旋转驱动时,特别是在高转速(例如,7200rpm以上)保持稳定的状态下,磁盘越薄,则微细振动的发生概率越高。

关于这种磁盘用材料,提出有以下这样的技术。

例如,在专利文献1中公开有一种磁盘用铝合金基板,其特征在于,由含有Fe:0.4~3.0mass%、余量是Al和不可避免的杂质所构成的铝合金构成,在金属组织中,具有3μm以上的最长直径的第二相粒子的周长为10mm/mm2以上。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第6437583号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明人们为了抑制伴随磁盘薄壁化而发生的振动,对于可使这一振动衰减的性质优异的磁盘用材料,换言之就是对于阻尼比高的磁盘用材料进行了锐意研究。

在此,根据所述专利文献1,说明通过以规定量添加Fe,磁盘用铝合金基板的磁盘抖动特性优异。

但是,本发明人们确认到,通过添加Fe并不能使阻尼比充分提高。另外,作为抑制磁盘振动的技术,需要创造一种与专利文献1所述的技术在特征上不同的新技术。

因此,本发明其课题在于,提供一种阻尼比高的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片。

解决问题的手段

本发明的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片中,Mn:1.00质量%以上且10质量%以下,余量包含Al和不可避免的杂质,在表面中,最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度为1.5×105个/mm2以上。

另外,本发明的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片,具备芯材、和设于所述芯材的至少一侧的面的皮材,所述芯材中,Mn:1.00质量%以上且10质量%以下,并且含有Mg:3.0质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Cu:0.4质量%以下之中的至少一种,余量包含Al和不可避免的杂质,在所述芯材的表面中,最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度为1.5×105个/mm2以上。

根据这种结构,磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片,内摩擦变高,能够发挥高阻尼比。

发明效果

本发明的磁盘用铝合金坯体和磁盘用铝合金基片,能够发挥高阻尼比。

附图说明

图1是表示最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度与内摩擦的关系的图。

具体实施方式

以下,对用于实施本发明的磁盘用铝合金坯体(以下,简称为坯体)和磁盘用铝合金基片(以下,简称为基片)的方式,进行详细说明。

[坯体]

本实施方式的坯体,在规定范围内含有Mn,并且余量由Al和不可避免的杂质构成。

而且,本实施方式的坯体,表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物(以下,适宜称为“规定尺寸的金属间化合物”)的数密度为规定值以上。

以下,对于各构成进行详细说明。

(Mn:1.00质量%以上且10质量%以下)

Mn不仅有助于强度和屈服强度的提高,而且还有助于提高使振动衰减这一性质(提高阻尼比)。若Mn的含量低于1.00质量%,则规定尺寸的金属间化合物的数密度变小,其结果是,无法充分提高内摩擦,不能充分发挥阻尼比的提高。另一方面,若Mn的含量高于10质量%,则有可能使磨削性(易磨削度)降低,并且金属间化合物粗大化,规定尺寸的金属间化合物的数密度还有可能变小。

因此,Mn的含量为1.00质量%以上且10质量%以下。

从提高阻尼比的观点出发,Mn的含量优选为1.50质量%以上,更优选为1.80质量%以上、2.00质量%以上、2.50质量%以上、3.00质量%以上。另外,从磨削性的观点和防止金属间化合物粗大化的观点出发,Mn的含量优选为8.00质量%以下,更优选5.00质量%以下、4.00质量%以下。

(Fe:0.30质量%以下)

Fe有助于强度和杨氏模量的提高。但是,Fe与Mn比较而言,不仅不能期待阻尼比的充分提高,而且,若Fe的含量高于0.30质量%,则金属间化合物还会粗大化,规定尺寸的金属间化合物的数密度变小,阻尼比有可能降低。

因此,虽然Fe不是必需成分,但使Fe含有时,Fe的含量为0.30质量%以下。从防止金属间化合物粗大化的观点出发,Fe的含量优选为0.25质量%以下,更优选为0.20质量%以下、0.10质量%以下、0.05质量%以下、0.04质量%以下。

而且,Fe作为不可避免的杂质被含有时,Fe的含量优选为0.05质量%以下,更优选为0.03质量%以下。还有,因为Fe会作为不可避免的杂质混入原料金属中,所以为了减少含量而需要使用高纯度的原料金属,造成高成本化。因此,Fe作为不可避免的杂质被含有时,从成本的观点出发,Fe的含量优选为0.005质量%以上,更优选为0.01质量%以上。

(余量是Al和不可避免的杂质)

构成本实施方式的坯体的化学组成的基本组成如前述,余量是Al和不可避免的杂质。不可避免的杂质,是在原料熔化时不可避免混入的杂质,可以不损害坯体诸特性的范围内含有。作为不可避免的杂质,例如,可列举Ni、Ti、Na、Pb、Be、Ca、Zr、V、B、Sn、In、Cd、Bi、Ge等。

这些不可避免的杂质,只要分别在0.005质量%以下,合计在0.015质量%以下,便不损害本发明的效果。因此,在本发明中,也可以在不损害本发明效果的范围含有不可避免的杂质,另外,在不损害本发明效果的范围内积极添加时,也不妨碍本发明的效果。总之,这些方式均包含在本发明的技术范围内。

还有,本实施方式的坯体的化学组成,例如,能够通过适宜调节在熔化Al合金时添加的元素的添加量来达成。另外,不可避免的杂质的含量的调整(限制),例如,能够通过使用由三层电解法精炼的原料金属,或利用偏析法将其排除来进行。

(最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度:1.5×105个/mm2以上)

本发明人们对于所述化学组成的坯体进行锐意研究的结果发现,表面的最大长度低于0.2μm的微细金属间化合物和高于15.0μm的粗大金属间化合物,均不会对于内摩擦造成显著影响,另一方面,“表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度”与“内摩擦”之间,则存在强烈的正相关关系。

详细来说,若坯体的表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度为1.5×105个/mm2以上,则内摩擦显示十分高的数值,即,能够发挥十分高的阻尼比。

因此,最大长度0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度为1.5×105个/mm2以上。从提高内摩擦的观点出发,该规定尺寸的金属间化合物的数密度优选为2.0×105个/mm2以上,更优选为2.5×105个/mm2以上、3.0×105个/mm2以上、3.3×105个/mm2以上、3.4×105个/mm2以上。

还有,规定尺寸的金属间化合物的数密度的上限虽没有特别限定,但例如为20.0×105个/mm2以下、10.0×105个/mm2以下、8.0×105个/mm2以下、5.0×105个/mm2以下。

坯体表面的规定尺寸的金属间化合物的数密度,能够由Mn的含量、熔融金属温度和均质化热处理的条件控制。还有,关于后述的基片表面的规定尺寸的金属间化合物的数密度也同样。

而且,坯体表面的规定尺寸的金属间化合物的数密度,在使表面成为镜面后,能够使用扫描型电子显微镜(SEM)测量。

(内摩擦:1.50×10-3以上)

本实施方式的坯体的内摩擦,优选为1.50×10-3以上。若坯体的内摩擦为1.50×10-3以上,则能够由材料的内摩擦抑制旋转驱动中发生的磁盘振动,能够使振动衰减这一性质的提高(阻尼比的提高)效果更确实。

而且,从阻尼比提高的观点出发,内摩擦优选为1.60×10-3以上,更优选为1.70×10-3以上、1.80×10-3以上。

还有,内摩擦的上限虽没有特别限定,但例如为5.00×10-3以下、4.00×10-3以下、3.00×10-3以下、2.50×10-3以下、2.00×10-3以下。

坯体的内摩擦,与规定尺寸的金属间化合物的数密度同样,能够由Mn的含量、熔融金属温度和均质化热处理的条件进行控制。还有,关于后述的基片的内摩擦也同样。

而后,坯体的内摩擦,能够基于半峰全宽法,使用内摩擦测量装置进行测量。

(屈服强度)

本实施方式的坯体的屈服强度虽没有特别限定,但从提高抗冲击性的观点出发,例如,150MPa以上,更优选为155MPa以上、160MPa以上。还有,关于屈服强度的上限没有特别限定,但例如为220MPa以下、200MPa以下。

坯体的屈服强度,能够上Mn的含量进行控制。还有,关于后述的基片的屈服强度也同样。

然后,坯体的屈服强度,例如,能够依据JIS Z 2241:2011由坯体制作试验片,通过进行金属材料抗拉试验而求得。

[基片]

本实施方式的基片,通过如下方式制造,对于所述本实施方式的坯体的端面进行切削加工(端面加工),并对表面(主面)进行磨削加工(镜面加工)而制造。

还有,基片也被称为抛光基片。

本实施方式的基片,具有与所述本实施方式的坯体同样的化学组成和结构。因此,若将本实施方式的基片适用于磁盘,则即使薄壁化时,也能够抑制磁盘在旋转驱动时发生的上下方向(旋转轴方向)的微细振动。

还有,关于基片的化学组成、规定尺寸的金属间化合物的数密度、内摩擦和屈服强度的数值范围,与所述坯体的情况同样。

[坯体的制造方法]

接下来,说明本实施方式的坯体的制造方法的一例。

本实施方式的坯体,除了一部分条件以外,都能够以制造磁盘用的坯体这样普通条件的制造方法和设备制造。例如,能够由按顺序包括如下工序的制造方法,制造坯体:熔化原料,调整为规定的化学组成,将此熔融金属铸造成铸块的铸造工序;对于铸造的铸块实施均质加热处理的均质化热处理工序;对于实施了均质化热处理的铸块进行热轧而得到热轧板的热轧工序;对于热轧板进行冷轧而得到冷轧板的冷轧工序;将冷轧得到的铝合金板冲裁成圆环状的冲裁工序;对于经冲裁的基板实施矫正退火的矫正退火工序。还有,也可以根据需要,在冷轧工序之前或冷轧工序的途中进行中间退火。

以下,对于各工序详细说明。

(铸造工序)

在铸造工序中,以700~800℃熔化原料,由公知的铸造法进行铸造。另外,铸造的铸块,优选实施表面切削,该表面切削量,例如以2~40mm/单面的条件进行即可。

而且,熔融金属温度(向铸模内注入时的熔融金属温度),一般为670℃左右,通过达到680℃以上,能够避免粗大的结晶析出,最终,能够加大规定尺寸的金属间化合物的数密度。

另外,从避免粗大的结晶析出的观点出发,所述熔融金属温度优选为690℃以上,更优选为700℃以上。

还有,在熔化Al合金时,优选将氩(Ar)等的惰性气体吹入熔融金属中而进行脱氢处理。另外,铸造速度优选为30~80mm/min。

(均质化热处理工序)

在均质化热处理工序中,例如,以430~620℃进行2小时以上均质化热处理。若以这样的条件进行均质化热处理,则能够使金属间化合物充分固溶。若均质化热处理的温度低于430℃,或均质化热处理的时间低于2小时,则金属间化合物粗大化,规定尺寸的金属间化合物减少。另一方面,若均质化热处理的温度高于620℃,则铸块的表面熔融。

于是,从增大规定尺寸的金属间化合物的数密度的观点出发,均质化热处理的温度优选为480℃以上,更优选为510℃以上,另一方面,从抑制铸块表面熔融的观点出发,优选为600℃以下,更优选为580℃以下。另外,均质化热处理的时间,从制造效率的观点出发,例如为25小时以下,20小时以下即可。

而且,在均质化热处理工序中,在使第一段为400~470℃的低温域,第二段为高于470℃且低于630℃的高温域进行均质化热处理时(例如,日本专利第6316511号所述的方法),在第一段,金属间化合物析出或晶化物尺寸生长并粗大化,在第二段,规定尺寸的金属间化合物未析出,最终,该规定尺寸的金属间化合物的数密度变小。

因此,在均质化热处理工序中,优选一次均质化热处理。

(热轧工序)

在热轧工序中,例如,能够使热轧的开始温度为490℃以上。另外,能够使热轧的结束温度为300~350℃。从520℃至400℃的热轧,优选在30分钟以内结束,更优选在15分钟以内结束。另外,热轧得到的热轧板的板厚,例如,能够为5mm以下且3mm以下。

(冷轧工序)

在冷轧工序中,以达到坯体目标板厚的方式进行冷轧。作为具体的板厚,例如,可列举0.5~1.3mm。还有,也可以根据需要,在冷轧之前或冷轧的途中进行中间退火。

(冲裁工序)

在冲裁工序中,根据需要对于进行了冷轧的板材调质之后,将铝合金板冲裁成希望的形状,以使之例如能够适用于3.5英寸HDD用的基板,2.5英寸HDD用的基板。

(矫正退火工序)

在矫正退火工序中,以具有高平坦度的隔板夹住基板进行堆叠,一边对基板施加载荷一边退火。退火温度为250~500℃(优选为300~400℃),保持时间,例如4~5小时,能够为3小时左右。矫正退火中的升温速度,例如,平均80℃/小时(Max.150℃/小时),降温中,例如能够打开退火炉的门来降温(冷却)。

还有,如所述,本实施方式的坯体与基片的主要的差异在于,是否进行磨削加工(镜面加工)。因此,坯体的内摩擦的测量结果、金属间化合物的测量结果、屈服强度的测量结果能够直接视为基片的测量结果,反之亦然。

[基片的制造方法]

本实施方式的基片,例如,能够通过实施切削坯体端面的切削加工(端面加工),和磨削坯体表面(主面)的磨削加工(镜面加工)的制造方法,来制造基片。

[磁盘及其制造方法]

在磁盘的制造方法中,首先,对于基片的表面进行酸蚀刻处理,形成无电解Ni-P镀膜后,研磨其表面(还有,形成有无电解Ni-P镀膜的基片,也称为镀覆基片)。其次,在此基片的表面,通过溅射等,形成用于提高磁特性的底膜,由Co基合金构成的磁性膜,和用于保护磁性膜的由C(碳)构成的保护膜等,由此能够制造磁盘。

所述无电解Ni-P镀膜、底膜、磁性膜、保护膜的形成,能够以制造磁盘时通常所实施的条件进行。

还有,制造坯体和基片时,例如,也能够参照日本专利第3471557号公报和日本专利第5199714号公报所述的制造条件。

如此制造的磁盘,厚度为0.5~1.3mm。另外,该磁盘能够适用于3.5英寸HDD、2.5英寸HDD。

(其他的工序)

本实施方式的坯体,基片,和磁盘的制造方法,如以上说明,但在不对所述各工序造成负面影响的范围,在所述各工序之间或前后,也可以包括其他的工序。

[其他实施方式]

至此,对于将本发明适用于单层材料的实施方式进行了说明,但本发明也可以适用于层叠材,其具备“芯材”、和设于芯材的至少一侧的面的“皮材”。

[坯体和基片(其他实施方式)]

其他实施方式的坯体和基片,其为层叠材的结构,具备“芯材”、和设于芯材的至少一侧的面的“皮材”。

还有,坯体和基片是层叠材时,优选层叠材整体满足所述单层材料的“屈服强度”的要件和“内摩擦”的要件。

(芯材)

其他实施方式的坯体和基片的芯材,优选满足所述单层材的“各成分的组成”和“表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度”的要件。

另外,其他实施方式的坯体和基片的芯材中,从轧制性和再循环性的观点出发,除了所述单层材的“各成分的组成”以外,也可以还含有Mg:3.0质量%以下(优选为1.5质量%以下)、Cr:0.5质量%以下(优选为0.25质量%以下)、Zn:0.4质量%以下(优选为0.2质量%以下)、Cu:0.4质量%以下(优选为0.10质量%以下)之中的至少一种。

(皮材)

其他实施方式的坯体和基片的皮材,虽然没有特别限定,但例如,可列举由JIS H4000:2014所规定的A5086等Al-Mg系构成。

具体来说,皮材中,含有Mg:1.8质量%以上且7.0质量%以下、Cr:0.01质量%以上且0.35质量%以下、Si:0.1质量%以下、Fe:0.1质量%以下,并且含有Cu:0.1质量%以下、Zn:0.4质量%以下之的至少一种,余量由Al和不可避免的杂质构成。

(皮材的余量:Al和不可避免的杂质)

其他实施方式的坯体和基片的皮材的余量成分是Al和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质,例如,可列举Mn、Ti、V、Zr、Ni、Na、Be、Ca、Pb、B、Sn、In、Cd、Bi、Ge等。另外,所述Si、Fe、Cu、Zn也可以作为不可避免的杂质含有。

这些不可避免的杂质,只要分别在0.005质量%以下,合计在0.015质量%以下,便不损害本发明的效果。因此,在本发明中,可以在不阻碍本发明的效果的范围含有不可避免的杂质,另外,在不阻碍本发明效果的范围内积极添加时,也不妨碍本发明的效果(总之,这些方式均包含在本发明的技术范围内)。

(包覆率等)

其他实施方式的坯体和基片的厚度,虽没有特别限定,但与单层材的情况同样,为0.5~1.3mm即可。另外,其他实施方式的坯体和基片的皮材的包覆率(设层叠材的厚度为100%时的各皮材厚度的比率)为3~50%,优选为5~30%即可。

[坯体的制造方法(其他实施方式)]

其他实施方式的坯体,与单层材的情况同样,作为层叠材时,也是除去一部分条件以外,能够由制造磁盘用基板的通常条件的制造方法和设备制造。

例如,关于芯材,通过按顺序包括如下工序的制造方法制造芯材:铸造工序,即熔化所述化学成分的Al合金,铸造调整为所述化学成分的铸块;均质化热处理工序,即对于铸造的铸块实施均质化热处理。

而后,关于皮材,通过按顺序包括如下工序的制造方法制造皮材:铸造工序,即熔化所述化学成分的Al合金,铸造调整为所述化学成分的铸块;均质化热处理工序,即对于铸造的铸块实施均质化热处理;热轧工序,即对于实施了均质化热处理的铸块进行热轧而得到热轧板。

能够通过按顺序包括如下工序的制造方法制造坯体(层叠材):制造芯材和皮材后,将其重叠在一起的重叠工序;对于层叠材实施均质化热处理的均质化热处理工序;对层叠材实施热轧的热轧工序;将层叠材轧制到希望厚度的冷轧工序;将冷轧得到的层叠材冲裁成圆环状的冲裁工序;对于冲裁过的层叠材实施矫正退火的矫正退火工序。

还有,各工序的条件如下。

为了控制表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度,以满足所述单层材的“铸造工序”、“均质化热处理工序”所示条件的方式,实施芯材的铸造工序、均质化热处理工序。

还有,皮材的铸造工序、均质化热处理工序、热轧工序,以满足所述单层材的“铸造工序”、“均质化热处理工序”、“热处理工序”所示条件的方式实施即可。

重叠工序中的重叠方法,可列举现有公知的方法,例如,在芯材与皮材的两端部捆扎皮带的方法,和进行焊接固定的方法等。

对于层叠材的均质化热处理,例如,以500~550℃,1~20小时这样的条件实施即可。

对于层叠材的热轧,例如,以开始温度510~540℃,均质化热处理结束时到热轧结束时的时间为30分钟以内这样的条件实施即可。

对于层叠材的冷轧,例如,以使板厚成为0.5~1.3mm的方式实施即可。

还有,对于层叠材的冲裁工序,以满足所述单层材的“冲裁工序”所示条件的方式实施即可。另外,对于层叠材的矫正退火工序,也可以满足所述单层材的“矫正退火工序”所示的条件而实施,但关于保持时间可以设定得长达7~9小时。

还有,关于芯材和皮材各自的制造方法,也可以应用日本专利5271094号的段落0048所这的切片铣刀法。详细地说,就是分别熔化铸造芯材用的Al合金,皮材用的Al合金,对于得到的铸块实施表面切削,均质化热处理,分别制造皮材用铸块、芯材用铸块(芯材)。然后,对于皮材用铸块,进一步实施表面切削,均质化热处理后,切片至希望的厚度而进行制造。这种情况下,需要以适宜满足所述单层材所示条件的方式,控制重叠工序后的均质化热处理条件和热轧条件。

而后,关于使用坯体(层叠材),制造基片和磁盘的方法,与单层材的情况同样。

【实施例】

以下,展示本发明的实施例对于本发明具体进行说明。但是,本发明的技术范围,不受其限定。

[实施例1:单层材]

[供试材的准备]

首先,熔化材料,并调整成分而使之成为表1所示的化学组成,将此熔融金属注入厚50mm×宽145mm×长200mm的铸模中制作板坯。还有,熔融金属温度(向铸模内注入时的熔融金属温度)约720℃。然后,对于得到的板坯的两面(厚度方向)分别进行2mm的表面切削。其后,以表中所示的温度和时间实施1次均质化热处理。而后,实施热轧直至厚度达到5mm(开始温度:约510℃)后,实施冷轧直至厚度达到0.7mm(材料温度不超过100℃)。

然后,将此冷轧板冲裁成3.5英寸尺寸(外径约95mm,内径约25mm)的圆环形状,堆叠起来进行矫正退火。矫正退火以350℃下保持3小时的方式进行。

其后,进行剥离而制造3.5英寸HDD用的坯体(板厚0.7mm)。接着,进行各个坯体的端面加工。然后,对于坯体表面(两面),用PVA磨石(日本特殊研砥公司制4000号)进行单面10μm磨削加工(镜面加工)而制造基片(板厚0.7mm)。

使用制造的坯体或基片,测量表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度、内摩擦和屈服强度(参考)。

这些测量以如下方式进行。

[测量方法]

(1)最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度

以金刚石车刀切削坯体的表面使之成为镜面,对该面使用FE-SEM(日本电子公司制JSM-7001F,内置的粒子分析软件EX-35110,粒子分析软件Ver.3.84:版本注释所述的Ver.信息,加速电压15kV)以2000倍的倍率拍摄10个视野(1个视野:60μm×45μm),得到COMPO像(组成像)。然后,以Image-Pro PLUS J Version 6.1.0.372分析COMPO像,将阈值设定在灰色的基体部,比基体部(母相)发白的部分视为金属间化合物,测量各自的绝对最大长度(粒子的轮廓线上任意2点间距离的最大值)。然后,统计最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的个数,计算单位面积中的数密度。

表中,最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物在1.5×105个/mm2以上的表示为“〇”,低于1.5×105个/mm2的表示为“×”。

(2)内摩擦

从坯体截取试验片(宽10mm×长60mm×厚0.7mm,纵长方向与轧制方向大体并行),使用内摩擦测量装置(日本Technoplus公司制JE2-RT,测量软件:JE-RT控制软件Version2.6.1)测量内摩擦。而后,对于各试验片,计算3次测量所得到的内摩擦的值的平均值,作为各坯体的内摩擦的值显示在表中。

内摩擦的测量方法采用半峰全宽法。而且,关于内摩擦测量装置的详细条件为,测量方式:自由共振式,测量温度:室温(约24±2℃),测量气氛:空气中,加振方式:非接触静电加振方式,试验法:两点悬吊法(在距试验片的纵长方向两端13.44mm的两点以吊线保持试验片),检测方式:声波检测方式,试验时的扫描步进:0.02Hz,扫描范围:任意设定(任意设定在950~1100Hz之间基于半峰全宽法能够得到稳定值的范围,扫描范围的宽度为30~100Hz)。

然后,内摩擦为1.5×10-3以上的,阻尼比评价为“〇”(合格),内摩擦低于1.5×10-3的,阻尼比评价为“×”(不合格)。

(3)屈服强度:参考

使拉伸方向与轧制方向平行而从坯体上截取JIS13B号的试验片。使用该试验片,依据JIS Z 2241:2011(残余变形法:offset method)进行抗拉试验,由此求得屈服强度(0.2%屈服强度)。还有,拉伸速度为3mm/min(截至应变量0.5%),20mm/min(应变量0.5%以后)。

还有,屈服强度作为参考显示。

表中,显示坯体和基片的化学组成,和所述(1)~(3)测量或评价的结果。还有,表中的下划线,表示不满足本发明的要件。

【表1】

[结果的研讨]

(基于表的研讨)

如表1所示,因为No.1~3、6满足本发明的规定,所以内摩擦高,为阻尼比合格(高阻尼比)的结果。另外,No.1~3、6显示出高屈服强度值。

另一方面,No.4由于Mn的含量少,表面的规定的金属间化合物的数密度小,所以内摩擦低,为阻尼比不合格这样的结果。

另外,No.5由于均质化热处理的温度低,表面的规定的金属间化合物的数密度小,所以内摩擦低,为阻尼比不合格这样的结果。

(基于图解的研讨)

图1所示的图解,是以内摩擦η(×10-3)作为纵轴,最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度(×105个/mm2)作为横轴,绘制出No.1~6的结果的图。

由该图1的结果能够确认,“表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度”与“内摩擦”之间存在非常强的正相关关系。

另外,由图1的结果能够确认,若表面的最大长度为0.2~15.0μm的金属间化合物的数密度处于1.5×105个/mm2以上,则内摩擦η为1.5×10-3以上。

(关于SEM图像的讨论)

在测量规定尺寸的金属间化合物的数密度时取得的SEM图像,是以目视确认时,以下所示这样的图像。

No.1~3、6的SEM图像,表示许多规定尺寸的金属间化合物均匀分散存在的状态。其中在No.1的SEM图像中,确认不到任何粗大的金属间化合物。还有,在No.3的SEM图像中,因为Mn的含量有些多,所以粗大的金属间化合物稍有产生,但是能够确认到一定数量以上的规定尺寸的金属间化合物。

在No.4的SEM图像中,因为Mn的含量少,所以能够确认到规定尺寸的金属间化合物的数密度小。当然,在No.4的SEM图像中,确认不到粗大的金属间化合物。

在No.5的SEM图像中,因为均质化热处理的温度低,所以产生多个粗大的金属间化合物,其结果是,能够确认到规定尺寸的金属间化合物的数密度小。

[实施例2:层叠材]

[供试材的准备]

首先,熔化芯材用的材料,并调整成分,使之成为表2的No.11所示的化学成分,模具铸造铸块(书型铸模)。还有,模具的尺寸为,高50mm×宽145mm×长200mm,浇铸温度为720℃。

其次对于得到的铸块的两面分别实施13mm的表面切削,以表2所示的条件进行均质化热处理。

另外,熔化皮材的材料,以如下方式调整成分,Si:0.01质量%、Fe:0.017质量%、Cu:0.04质量%、Mg:4.0质量%、Cr:0.07质量%、Zn:0.15质量%,余量为Al和不可避免的杂质,将铸块进行模具铸造(书型铸模)。还有,模具的尺寸为高50mm×宽145mm×长200mm,浇铸温度为720℃。

接着对于得到的铸块的两面分别实施2mm表面切削,以540℃、4小时这样的条件进行均质化热处理。

其后,使均质化热处理结束时(从均热炉中取出时)至热轧结束时的时间为3分钟,对于均质化热处理后的材料进行热轧(开始温度540℃,精轧厚度3mm)。

之后,将皮材(厚3mm)、芯材(厚24mm)、皮材(厚3mm)焊接固定,作为三层的包覆材。

然后,将此包覆材投入540℃的炉中,升温至540℃之后实施保持1小时30分钟的均质化热处理,而后,使该均质化热处理结束时至热轧结束时的时间为3分钟而进行热轧(精轧厚度3mm)。接着,对得到的热轧板进行冷轧。冷轧以材料温度不超过100℃的方式使之多次通过,最终成为0.5mm的板厚。

还有,皮材、芯材、皮材的厚度比率,大致为10%:80%:10%。

然后,将该冷轧板冲裁为3.5英寸尺寸(外径约95mm,内径约25mm)的圆环形状,堆叠起来进行矫正退火。还有,矫正退火通过在260℃至320℃的范围保持8小时的方式进行。

其后,剥离而制造No.11的3.5英寸HDD用的坯体(板厚0.5mm)。

而后,使用制造的No.11的坯体,以实施例1相同的方法评价屈服强度和内摩擦。

另外,关于芯材表面的金属间化合物的数密度,使用旋转研磨机(Struers公司制TegraPol-35),通过机械研磨(使用砂纸的研磨)研磨至能够除去皮材(研磨至板厚0.437mm),再使用旋转研磨机(Struers公司制Labopol-30),进行磨光、精抛后,以实施例1相同的方法进行测量。

表中显示坯体的芯材的成分组成和屈服强度的结果。还有,表中的下划线,表示不满足本发明中规定的要件。

【表2】

(结果的研究:表2的结果)

如表2所示,No.11的芯材,因为满足本发明的规定,所以作为层叠材的内摩擦高,为阻尼比合格(高阻尼比)的结果。

以上,对于本发明显示实施方式和实施例详细说明,但本发明的宗旨不限定于所述内容,其权利范围必须基于专利要求的范围解释。还有,本发明的内容,当然能够基于所述描述进行改变·变更等。

还有,本申请基于2019年3月14日申请的日本专利申请(特愿2019-047221)和2020年1月10日申请的日本专利申请(特愿2020-002934),其内容在本申请之中作为参照援引。

17页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:气体擦拭喷嘴及熔融金属镀覆金属带的制造方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!