專利名稱:垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用合金靶材的制造方法，特別是指一種垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法。
背景技術(shù)：
計算機硬盤是一種常用的磁性記錄載體。它由磁頭和磁盤兩大部分組成。一個硬盤至少包括一個磁頭和一個磁盤。磁盤一般由四個部分組成，即基盤(鋁鎂合金或玻璃)、底層、磁記錄層和碳保護層。底層的作用是增加磁頭改寫場，它是通過對底層靶材進行氬離子轟擊而濺射到拋光的基盤上的。所以靶材料對硬盤制造是非常重要的。自從1965年發(fā)明第一臺硬盤驅(qū)動器以來，人們一直在旋轉(zhuǎn)碟片上使用水平方式記錄字節(jié)。為了增強儲存能力，技術(shù)人員減少了記錄數(shù)據(jù)用的磁粒子的體積。但是現(xiàn)在一些硬盤存儲量已經(jīng)超過500GB，試圖通過減少記錄數(shù)據(jù)用的磁粒子的體積以擴大現(xiàn)有硬盤存儲量，在技術(shù)上已接近極限。并且，更小的磁粒子可能與相鄰粒子發(fā)生沖突，這樣會導(dǎo)致數(shù)據(jù)儲存的災(zāi)難。隨著現(xiàn)有磁盤單元的縱向磁記錄系統(tǒng)的記錄密度逼近極限，具有較高記錄密度特征的垂直磁記錄系統(tǒng)倍受關(guān)注。垂直磁記錄介質(zhì)是由基底上順序涂鍍軟磁性襯層、中間層、磁記錄層等多層膜組成。其中軟磁性底層用于增加磁頭改寫場，有利于增加磁盤存儲的信號強度和穩(wěn)定性。
垂直記錄軟磁性底層材料經(jīng)過硬盤制造商和科學(xué)界多年的摸索，已經(jīng)基本確定為鉆鉭鋯合金。因此制備性能優(yōu)良的鉆鉭鋯合金靶材技術(shù)成為實現(xiàn)垂直磁記錄的關(guān)鍵技術(shù)。目前硬盤工業(yè)界對鉆鉭鋯合金靶材的技術(shù)要求是1、具有較高的透磁率(透磁率是指磁場穿透磁性材料的能力，一般根據(jù)美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)F1761-96進行檢測)，一般要求透磁率達(dá)到50％以上；2、要求濺射靶材必須有一定的純度。一般要求純度達(dá)到99.9％以上；3、要求濺射靶材的合金成分(即鉭和鋯)在靶材不同部位的分布必須均勻，一般要求成分波動小于1％。
目前，國內(nèi)未見關(guān)于鈷鉭鋯合金靶材的生產(chǎn)方法的科研及工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)報道，國外一般采用真空熔煉后對鑄坯進行常規(guī)熱等靜壓，該工藝方法可以保證鈷鉭鋯合金靶材的純度，但對于其透磁率及合金成分的均勻性不能保證，因此，有必要對其改進，以實現(xiàn)性能優(yōu)良的鈷鉭鋯合金靶材的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種制造工藝簡單，純度高，合金成分均勻性、透磁率均達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)要求的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法。
本發(fā)明的一種垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法包括下述步驟(1)、按所設(shè)計的鈷基合金靶材的元素含量計算所需的Co、Ta、Zr三種元素的重量；(2)、根據(jù)(1)步所需的Co、Ta、Zr三種元素的重量，取純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr三種元素原料；(3)、將(2)步所取的三種元素原料放入坩堝中，進行真空熔煉并澆鑄成鑄錠，其中，熔煉溫度為1400～1600℃，熔煉時真空度在10-1Pa以上；(4)、將(3)步所得鑄錠進行熱等靜壓，溫度為1000～1250℃，壓力為100～200MPa；(5)、將(4)步所得鑄錠進行至少一次低溫?zé)彳堊冃渭案邷責(zé)彳堊冃?，低溫?zé)彳垳囟仍?00～500℃，高溫?zé)彳垳囟仍?00～1200℃范圍內(nèi)；(6)將(5)步所得熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
在制造鈷基合金靶材時，首先按照所設(shè)計的鈷基合金靶材的元素含量計算出所需的Co、Ta、Zr三種元素原料的重量，分別選擇純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr三種元素原料稱重，然后把三種元素原料放入坩堝進行真空熔煉并澆鑄成鑄錠；將上述鑄錠進行熱等靜壓后再進行多步驟低溫及高溫?zé)彳堊冃?，最后將熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點簡述于下1、本發(fā)明----鈷鉭鋯合金靶材的制備方法采用常規(guī)真空熔煉鑄造、熱等靜壓和熱軋變形技術(shù)，因而工藝簡單，成本低，材料性能好且質(zhì)量穩(wěn)定。
2、本發(fā)明選用高純度原材料并采用真空熔煉技術(shù)，可有效保證制得的鈷鉭鋯合金靶材成分均勻，純度高，表1示出了鈷鉭鋯合金靶材在不同部位取樣分析的結(jié)果。從分析結(jié)果看，不同部位取樣成分差異均在±0.5％以內(nèi)。表2示出了用國際最先進的輝光放電質(zhì)譜儀測試的雜質(zhì)含量；本發(fā)明的鈷鉭鋯合金靶材純度達(dá)到了99.95％以上。
3、本發(fā)明工藝方法采用在鑄錠進行熱等靜壓后再進行多步驟低溫及高溫?zé)彳堊冃危诘蜏責(zé)嵩鷷r，可使鈷合金晶向發(fā)生改變，使易磁化方向的晶向垂直于靶材表面，在高溫?zé)彳垥r，則可以使低溫?zé)嵩鷷r產(chǎn)生的微裂紋得到消除，通過反復(fù)的軋制，使鈷鉭鋯合金靶材達(dá)到高透磁率的效果。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的鈷鉭鋯合金靶材透磁率達(dá)到了59％以上，表3示出了鈷鉭鋯合金靶材在不同部位的透磁率測量結(jié)果。綜上所述本發(fā)明工藝方法簡單，成本低，材料性能好且質(zhì)量穩(wěn)定，所生產(chǎn)的鈷鉭鋯合金靶材純度高、成份均勻、磁透率高，適于工業(yè)化生產(chǎn)，可替代現(xiàn)有垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鉆基合金靶材的生產(chǎn)方法。
表1 鈷鉭鋯合金靶材在不同部位取樣分析的合金成分結(jié)果。
表2 輝光放電質(zhì)譜儀測試的鉭鋯合金靶材的雜質(zhì)含量
表3 鈷鉭鋯合金靶材在不同部位取樣分析的透磁率結(jié)果。

具體實施方式以下用實施例對本發(fā)明作進一步的說明，將有助于對本發(fā)明的制備方法及其優(yōu)點作進一步的理解，本發(fā)明的保護范圍不受這些實施例的限定，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求
書來限定。
實施例1本實施例的鈷基合金靶材，Co、Ta、Zr三種元素的含量分別為80％、13.5％、6.5％。
其制法為按照所設(shè)計的鈷基合金中Co、Ta、Zr三種元素含量分別為80％、13.5％、6.5％，分別稱取純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr原料8Kg、1.35Kg、0.65Kg加入到坩堝中進行真空熔煉，熔煉溫度為1400℃，熔煉時真空度為5×10-2pa，熔煉完畢后澆鑄成鑄錠；將上述鑄錠進行熱等靜壓，溫度為1000℃，壓力為100MPa；將上述熱等靜壓后的鑄錠進行至少一次低溫?zé)彳堊冃渭耙淮胃邷責(zé)彳堊冃?，低溫?zé)彳垳囟葹?00℃，高溫?zé)彳垳囟葹?00℃；最后將熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
實施例2本實施例的鈷基合金靶材，Co、Ta、Zr三種元素的含量分別為81％、10％、9％。
其制法為按照所設(shè)計的鈷基合金中 Co、Ta、Zr三種元素含量分別為81％、10％、9％，分別稱取純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr原料8.1Kg、1Kg、0.9Kg加入到坩堝中進行真空熔煉，熔煉溫度為1500℃，熔煉時真空度為5×10-2Pa，熔煉完畢后澆鑄成鑄錠；將上述鑄錠進行熱等靜壓，溫度為1150℃，壓力為150MPa；將上述熱等靜壓后的鑄錠進行至少一次低溫?zé)彳堊冃渭耙淮胃邷責(zé)彳堊冃?，低溫?zé)彳垳囟葹?50℃，高溫?zé)彳垳囟葹?000℃；最后將熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
實施例3本實施例的鈷基合金靶材，Co、Ta、Zr三種元素的含量分別為89％、6％、5％。
其制法為按照所設(shè)計的鈷基合金中Co、Ta、Zr三種元素含量分別為89％、6％、5％，分別稱取純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr原料8.9Kg、0.6Kg、0.5Kg加入到坩堝中進行真空熔煉，熔煉溫度為1600℃，熔煉時真空度為5×10-2Pa，熔煉完畢后澆鑄成鑄錠；將上述鑄錠進行熱等靜壓，溫度為1250℃，壓力為200MPa；將上述熱等靜壓后的鑄錠進行至少一次低溫?zé)彳堊冃渭耙淮胃邷責(zé)彳堊冃危跍責(zé)彳垳囟葹?00℃，高溫?zé)彳垳囟葹?200℃；最后將熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
權(quán)利要求
1.垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鉆基合金靶材的制造方法，其特征是，該方法包括下述步驟，(1)、按所設(shè)計的鈷基合金靶材的元素含量計算所需的Co、Ta、Zr三種元素的重量；(2)、根據(jù)(1)步所需的Co、Ta、Zr三種元素的重量，取純度均在99.9％以上的Co、Ta、Zr三種元素原料；(3)、將(2)步所取的三種元素原料放入坩堝中，進行真空熔煉并澆鑄成鑄錠，其中，熔煉溫度為1400～1600℃，熔煉時真空度在10-1Pa以上；(4)、將(3)步所得鑄錠進行熱等靜壓，溫度為1000～1250℃，壓力為100～200MPa；(5)、將(4)步所得鑄錠進行至少一次低溫?zé)彳堊冃渭案邷責(zé)彳堊冃?，低溫?zé)彳垳囟仍?00～500℃，高溫?zé)彳垳囟仍?00～1200℃范圍內(nèi)；(6)將(5)步所得熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，其特征在于熔煉溫度為1450～1550℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，其特征在于熔煉溫度為1500℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，其特征在于熱等靜壓溫度為1080～1200℃，壓力為130～160MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鉆基合金靶材的制造方法，其特征在于熱等靜壓溫度為1150℃，壓力為150MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，其特征在于低溫?zé)彳垳囟仍?00～400℃，高溫?zé)彳垳囟仍?00～1100℃范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，其特征在于低溫?zé)彳垳囟仍?50℃，高溫?zé)彳垳囟仍?000℃。
專利摘要
垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的制造方法，包括下述步驟，按量取Co、Ta、Zr三種元素原料放入坩堝中，進行真空熔煉并澆鑄成鑄錠，將所得鑄錠進行熱等靜壓，后進行熱軋變形；將熱軋錠進行機加工制得所需形狀的靶材。本發(fā)明工藝方法簡單，成本低，材料性能好且質(zhì)量穩(wěn)定，所生產(chǎn)的鈷鉭鋯合金靶材純度高、成份均勻、透磁率高，適于工業(yè)化生產(chǎn)，可替代現(xiàn)有垂直磁記錄介質(zhì)軟磁性底層用鈷基合金靶材的生產(chǎn)方法。
文檔編號C22C1/02GK1995443SQ200610136948
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月27日
發(fā)明者郭蔚, 李勇軍, 李應(yīng)國 申請人:湖南中精倫金屬材料有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan