專利名稱：磁盤基體中間產(chǎn)品及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁盤基體的非鋁制中間產(chǎn)品，該產(chǎn)品通過鍍Ni-P(鎳-磷)層來形成晶體組織，更特別地涉及一種磁盤基體的中間產(chǎn)品及其制造工藝，利用該工藝可以簡(jiǎn)便而低成本地制造出一種用于硬盤的無機(jī)材料基體，如結(jié)晶玻璃基體、玻璃基體等。
目前用于硬盤的磁盤基體包括一種鋁制基體，該基體由鍍有Ni-P層的鋁盤制成；還包括一種玻璃基體，該基體是由結(jié)晶玻璃或玻璃(包括回火玻璃)制成，其中結(jié)晶玻璃是用向普通玻璃上直接噴涂一層磁性材料等物質(zhì)的方法制成的。上述鋁制基體用作直徑為5.25或3.5英寸的大直徑硬盤的基體，而玻璃基體則用作直徑為2.5英寸或更小的小直徑硬盤的基體。
玻璃基體在硬盤基體所需的性能，如沖擊抗力(硬度)、或剛度(楊氏模量)等方面均優(yōu)于鋁制基體，而且可以達(dá)到更好的表面粗糙度。然而，由于玻璃基體在制造過程中所需的制造時(shí)間較長(zhǎng)，因而使其制造成本較高。此外，由于隨著玻璃基體尺寸的增大其制造成本會(huì)增加，從而使玻璃基體的使用受到限制，僅用作裝在要求有一定沖擊抗力的便攜式PC機(jī)上的2.5英寸或更小的小直徑硬盤的基體。
對(duì)用于硬盤的玻璃基體的表面特性，要求有高的平直度，好的表面粗糙度，而且不能有凹坑等表面缺陷。為了生產(chǎn)出滿足上述要求特性的玻璃基體，目前采用將玻璃基體材料進(jìn)行磨削的方法。由于磨削所得的玻璃基體中間產(chǎn)品的平直度和表面粗糙度均不足以滿足要求，還需一道工序?qū)⒃摬ＡЩw中間產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的拋光。
作為制造玻璃基體的最終步驟的拋光工序包括如下步驟將玻璃基體中間產(chǎn)品裝夾在上下平板之間；將聚氨基甲酸酯或絨面革制成的磨料布蒙在平板的拋光表面(與玻璃基體中間產(chǎn)品相接觸的表面)上；然后使上下平板以相反的方向旋轉(zhuǎn)，在此過程中注入含有用細(xì)小的二氧化鈰(CeO2)磨削顆粒作為游離磨削顆粒的處理液來拋光玻璃基體的表面。
據(jù)此可以說該拋光步驟就是校正前序磨削步驟中形成的微小的表面凹凸不平，從而得到一個(gè)平滑且良好的表面粗糙度的步驟。但拋光步驟保持了前面磨削步驟中得到的平直度，因此事實(shí)上在拋光步驟中不可能(在生產(chǎn)上有效的)校正平直度。
欲鍍Ni-P層的基體材料需要適度的表面凹凸不平。由于鋁基體材料是金屬，因此在用海棉狀磨石等進(jìn)行拋光時(shí)不會(huì)在局部產(chǎn)生凹坑(磨粒印痕)，并由此獲得具有所需的表面粗糙度的鋁制基體材料。然而由于玻璃基體材料和結(jié)晶玻璃基體材料是脆性材料，因此用海綿狀磨石或用石墨碳(GC)磨粒進(jìn)行研磨可以獲得所需的表面粗糙度，但是會(huì)在局部產(chǎn)生凹坑，由此在已拋光表面鍍上Ni-P后仍留有凹坑，從而得到不能滿足要求的玻璃磁盤。因此，現(xiàn)在已不采用這種方法了。
目前，一種用于用無機(jī)材料制造磁盤基體中間產(chǎn)品(包括上述玻璃基體中間產(chǎn)品)的工藝，或一種用于磨削磁盤基體材料的磨削方法中，均包括一次區(qū)域微小破壞和一次區(qū)域微小變形。前者用于增加磨削和磨去動(dòng)作量，用游離磨削顆粒進(jìn)行研磨是它的一個(gè)典型的例子。另一方面，后者用于以高精確度處理表面，其一個(gè)典型方法包括用固溶磨石進(jìn)行磨削。
研磨是磨削磁盤基體材料的典型方法，它常常分為初級(jí)研磨(粗磨)和隨后的二級(jí)研磨(精磨)兩個(gè)步驟。在每個(gè)步驟中，在鐵制的上下研磨平板之間均安裝一個(gè)與磁盤基體材料配合的托盤(通常是用樹脂制成的盤，用于安放磁盤基體材料)。磁盤基體材料的兩面被壓貼上下平板以相反方向旋轉(zhuǎn)來研磨磁盤基體的兩表面，在旋轉(zhuǎn)過程中向研磨接觸面間加入游離磨削顆粒如石墨碳GC(SiC)和處理液，以將碎屑和裂片從磁盤基體材料表面沖走。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可提供高的平直度，高的加工精確度和高的加工效率。
在這種方法中，由于研磨過程中磁盤基體材料和磨粒之間的沖擊(滑動(dòng))而導(dǎo)致磁盤基體材料發(fā)生微小的脆性斷裂，從而利用這種斷裂來磨削磁盤基體的表面。這樣，在所得的磁盤基體中間產(chǎn)品的表面上由于脆性斷裂產(chǎn)生了加工變形。
如果在磁盤基體中間產(chǎn)品的表面上殘存著不同量的加工變形，就會(huì)造成磁盤基體中間產(chǎn)品的卷曲，從而不能獲得好的平直度。但是，若磁盤基體材料的兩個(gè)面被同時(shí)加工，那么磁盤基體中間產(chǎn)品上就可以產(chǎn)生一致的加工變形，且在每個(gè)表面上的變形量大致相同。因此，由于研磨的方法可提供翹曲量很小因而具有高平直度的磁盤基體，所以研磨作為一種硬盤用的磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝被廣泛應(yīng)用。
然而，由于在經(jīng)過一個(gè)延長(zhǎng)的時(shí)間間隔進(jìn)行研磨時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致局部磨損，這樣可能在研磨表面上導(dǎo)致偏磨損，從而不再能獲得上述良好的平直度，除非研磨平板的研磨表面得到精心的維護(hù)。此外，由于研磨是一個(gè)脆性斷裂過程，因此它不可避免地會(huì)產(chǎn)生被稱為磨粒印痕的凹坑，這是研磨的一個(gè)缺點(diǎn)。
這些凹坑是一些微小的下陷點(diǎn)，通常認(rèn)為它們是在研磨過程中當(dāng)有較大磨粒(二級(jí)磨粒)滾過磁盤基體材料的表面時(shí)產(chǎn)生的。其典型深度為20～30μm。這就需要在隨后的拋光工序中將這些凹坑去除，該拋光工序通常需要連續(xù)進(jìn)行40～60分鐘來拋光磁盤基體中間產(chǎn)品的兩個(gè)表面。這種拋光的持續(xù)時(shí)間大約是鋁制基體制造工藝中拋光持續(xù)時(shí)間的8～10倍。如此長(zhǎng)的處理持續(xù)時(shí)間是導(dǎo)致制造成本增加的一個(gè)主要原因。這就需要提供一種磁盤基體的中間產(chǎn)品使晶體組織的形成成本降低，這種產(chǎn)品除了拋光時(shí)間減少了以外，還可解決現(xiàn)有晶體組織加工中在成本和加工精確度方面的問題。
已經(jīng)開發(fā)出一種金剛石切片平板，作為在研磨過程中抑制研磨平板的上述局部磨損的一種方法。但是，產(chǎn)生凹坑的問題仍未解決。因此，還需要在隨后的拋光工序中將磁盤基體中間產(chǎn)品的兩個(gè)表面磨削去30～40μm以去除凹坑。這樣，其成本和采用研磨工序的工藝的成本基本相同。
另一方面，磨削加工是一種通過使固溶磨石高速旋轉(zhuǎn)來磨削磁盤基體材料表面的方法，所使用的磨石是通過將磨粒如金剛石、立方氮化硼(CBN)或石墨碳(GC)固溶在金屬、樹脂或玻璃中制成的。與磨削加工相應(yīng)，產(chǎn)生的凹坑很少，而且即使產(chǎn)生了凹坑，其深度也非常小，因此在拋光工序中去除磁盤基體中間產(chǎn)品表面上殘存的凹凸不平缺陷所需的時(shí)間大為減少。
但是，當(dāng)這種磨削加工連續(xù)進(jìn)行時(shí)，磨粒的尖會(huì)被磨掉而不能再進(jìn)行磨削，這就需要進(jìn)行周期性的打磨。此外，由于需要一個(gè)接一個(gè)地加工磁盤基體材料的表面，因此在磁盤基體材料的每個(gè)面上形成的加工變形不可能具有一致的量或一致的分布，因此使磁盤基體中間產(chǎn)品上產(chǎn)生不規(guī)則的翹曲或扭曲，從而使平直度降低。
由于如上所述在拋光工序中不可能去除或校正上述翹曲或扭曲，這種磨削加工沒有被用作制造硬盤用的磁盤基體中間產(chǎn)品的工藝。本發(fā)明的申請(qǐng)人提供一種通過固化磨粒制成的加工平板，并將工作平板的旋轉(zhuǎn)中心定位在加工平板的外圓周上，且通過使加工平板和工作平板相對(duì)滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)磨削加工，以使工作平板上的磁盤基體和加工平板之間的各接觸點(diǎn)的軌跡一致。這樣，本發(fā)明的申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)這種方法可以獲得一種具有所需平直度的用于硬盤的磁盤基體中間產(chǎn)品，即使其尺寸大于2.5英寸時(shí)也可獲得所需的平直度，并于1997年7月9日提交了日本專利申請(qǐng)No.9-183681。然而，這種方法的申請(qǐng)和已有銷售的通過鍍Ni-P，拋光，晶體組織形成、噴涂磁性膜幾個(gè)步驟制成的基體(Ra≤10)具有過好的表面粗糙度，因而由于粘附問題導(dǎo)致薄膜的破裂。由此表明并未獲得預(yù)期的中間產(chǎn)品。
在不發(fā)生薄膜破裂現(xiàn)象的情況下，可以通過已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)用YAG激光來進(jìn)行晶體組織成形。而且，通過向鍍有Ni-P鍍層的基體上鍍一層磁性膜的方法獲得的磁介質(zhì)在磁性能上超過了通過向玻璃基體上直接噴鍍一層磁性膜的方法獲得的磁介質(zhì)。
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而提出的。發(fā)明者試圖解決上述問題，并通過將脆性斷裂過程和塑性變形過程結(jié)合為一個(gè)過程而形成本發(fā)明，該過程用于磨削需磨削的磁盤基體材料的一個(gè)表面，首先使被磨削材料發(fā)生脆性斷裂，然后使其發(fā)生塑性變形，接下來進(jìn)行清磨(修平)處理。
本發(fā)明的目的在于提供一種制造磁盤基體中間產(chǎn)品的工藝，該工藝可以防止在磨削加工過程中被磨削材料上產(chǎn)生微小的凹坑和不規(guī)則翹曲，通過使磁盤基體材料表面上的磨削阻力和固溶磨粒的軌跡保持不變來維持磁盤基體材料的良好的平直度，并有助于改善加工精度和效率并降低成本。
也可以說，根據(jù)本發(fā)明提供一種雙面均用磨石進(jìn)行磨削的磁盤基體中間產(chǎn)品，其特征在于每個(gè)平面的平直度均為10μm或更小，且由磨削產(chǎn)生的凹凸不平的高度差為0.05～1.0μm。優(yōu)選地，在磁盤基體中間產(chǎn)品的每個(gè)面上形成的磨削加工軌跡為從中心向外延伸的徑向曲線。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝，包括如下步驟依次磨削欲加工的磁盤基體的兩個(gè)表面，以在每個(gè)磨削表面上都留下相同量的加工變形，由此在磨削以后磁盤基體中間產(chǎn)品的平直度可以維持在10μm或更小，而上述磨削所產(chǎn)生的凹凸不平的高度差在0.05～1.0μm之間，要在磁盤基體上鍍一層Ni-P，這樣的表面粗糙度已經(jīng)足夠了。
在依照本發(fā)明的磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝中，當(dāng)磁盤基體材料的每個(gè)表面均用旋轉(zhuǎn)磨石的方法進(jìn)行磨削時(shí)，優(yōu)選地可設(shè)定一種加工條件，使構(gòu)成磨石的磨粒破碎并從磨石上脫落，從而實(shí)現(xiàn)磨去大部分磨削余量的初級(jí)磨削步驟。此外，優(yōu)選地初級(jí)磨削步驟包括將磁盤基體材料固定在工作臺(tái)上的步驟和使工作臺(tái)和磨石旋轉(zhuǎn)的步驟，工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度為磨石旋轉(zhuǎn)速度的60％～80％或20％～40％。
此外，優(yōu)選地二級(jí)磨削步驟在初級(jí)磨削步驟之后進(jìn)行，在進(jìn)行該步驟的工作條件下，構(gòu)成磨石的磨?；旧喜话l(fā)生破碎或基本上不脫落。如果磁盤基體材料的每個(gè)表面的平直度均為10μm或更小，本發(fā)明的制造工藝將更加有效。磁盤基體材料從其在加工機(jī)理上講是一種無機(jī)材料基體，而更優(yōu)選地為玻璃基體或結(jié)晶玻璃基體。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于磨削磁盤基體材料的每個(gè)表面的磨削機(jī)，其工作過程為將欲加工的磁盤基體材料安裝和固定在工作平板上，使加工杯形磨石和工作平板相對(duì)滑動(dòng)，其中杯形磨石由固化磨粒的方法制成，其特征在于工作平板的旋轉(zhuǎn)中心位于加工杯形磨石的外圓周上，該磨削機(jī)包括一個(gè)滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，用于使杯形磨石和工作平板相對(duì)滑動(dòng)，以使貼在工作平板上的磁盤基體材料和加工杯形磨石之間各接觸點(diǎn)的軌跡一致。
根據(jù)本發(fā)明，用于制造磁盤基體中間產(chǎn)品的磁盤基體材料優(yōu)選地為玻璃或結(jié)晶玻璃，用于制造磨石的磨粒優(yōu)選地為金剛石、立方氮化硼(CBN)或具有特定晶粒標(biāo)號(hào)的玻璃化磨粒中的任何一種。特別地，以金剛石為最佳材料。


圖1是本發(fā)明的用于制造磁盤基體中間產(chǎn)品的磨削機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的局部示意圖。
由于根據(jù)本發(fā)明而獲得的磁盤基體中間產(chǎn)品有良好的平直度，較小的表面凹凸不平高度差，所以與傳統(tǒng)玻璃基體相比在拋光工序中施加的載荷比較小，磁盤基體的制造成本降低了。此外，依照本發(fā)明的磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝，在磨削過程中磁盤基體材料上不產(chǎn)生凹坑和不規(guī)則翹曲，由此可以維持被磨材料的良好的平直度，同時(shí)這種工藝有助于提高加工精度和效率并降低成本。
本發(fā)明的實(shí)施方案將在下面參照附圖進(jìn)行詳述，但本發(fā)明并不限于此。
首先，本發(fā)明的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝包括如下步驟用品粒標(biāo)號(hào)為600#～3000#的磨粒通過固化的方法制成加工杯形磨石，優(yōu)選地晶粒標(biāo)號(hào)為800#～1200#；工作平板的旋轉(zhuǎn)中心定位于加工杯形磨石的外圓周上；使加工杯形磨石和工作平板相對(duì)滑動(dòng)以使貼在工作臺(tái)上的磁盤基體材料和加工杯形磨石之間的各接觸點(diǎn)的軌跡一致；然后使磁盤基體中間產(chǎn)品的上下表面依次地且連續(xù)地發(fā)生脆性斷裂磨削過程和塑性變形磨削過程，以形成大致相同的加工變形量。
圖1是一個(gè)用來加工磁盤基體的磨削機(jī)的實(shí)施例的局部示意圖，該磨削機(jī)適用于加工本發(fā)明的磁盤基體的中間產(chǎn)品。如圖1所示，在用于加工本發(fā)明的磁盤基體材料30的磨削機(jī)中，盤形工作平板6的旋轉(zhuǎn)中心P設(shè)置在盤形加工杯形磨石2的外圓周上。
工作平板6的數(shù)目不限定于一個(gè)特定的數(shù)量。但是，考慮到各個(gè)工作平板6的聯(lián)鎖的必要性和欲磨削的磁盤基體材料30的尺寸，優(yōu)選地選用兩個(gè)工作平板6。此外，磁盤基體材料30用蠟固定在工作平板6上，或通過真空吸附等方法固定在工作平板6上，以使工作平板6的旋轉(zhuǎn)中心P與磁盤基體材料30的旋轉(zhuǎn)中心Q同心。
加工杯形磨石2由與馬達(dá)(未示出)相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)軸4帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。通過皮帶輪(未示出)將馬達(dá)上的轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)鎖傳遞轉(zhuǎn)軸8上，由轉(zhuǎn)軸8帶動(dòng)工作平板6旋轉(zhuǎn)，從而通過滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(未示出)控制杯形磨石2和工作平板6之間的間距，并且控制加工杯形磨石2和工作平板6各自的旋轉(zhuǎn)速度，以使加工杯形磨石2和工作平板6相對(duì)滑動(dòng)，從而磨削表面20以工作平板6的旋轉(zhuǎn)中心P為軸恒定地形成若干條從中心向外圓周延伸的徑向曲線，該磨削表面是貼在工作平板6上的磁盤基體30上與加工杯形磨石2相接觸的區(qū)域。
這樣，當(dāng)與使用杯形磨石的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)型旋轉(zhuǎn)磨削方法相比，由于這種構(gòu)造使本發(fā)明的磨削機(jī)構(gòu)可相對(duì)于磨削阻力和貼在工作平板上的磁盤基體材料30保持加工杯形磨石磨削面的統(tǒng)一軌跡，即使在一個(gè)表面接一個(gè)表面地磨削磁盤基體材料時(shí)，也可獲得一致的軌跡，該磨削機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)脆性斷裂，因此與上述研磨工藝一樣，在磁盤基體材料30的每個(gè)表面上產(chǎn)生的加工變形量可以達(dá)到基本相等。因此，防止了所得的磁盤基體中間產(chǎn)品的不規(guī)則翹曲，從而保持良好的平直度。
為了實(shí)現(xiàn)上述脆性斷裂，需要設(shè)置一定的工作條件以使構(gòu)成磨削用磨石的磨粒發(fā)生破碎或脫落。為此，本發(fā)明通過同時(shí)旋轉(zhuǎn)固定有磁盤基體材料30的可旋轉(zhuǎn)工作平板6和固定有磨粒的加工杯形磨石2來實(shí)現(xiàn)磨削。在這種情況下，工作平板6的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選地為加工杯形磨石2旋轉(zhuǎn)速度的20％～40％或60％～80％以內(nèi)。這使形成一種主要進(jìn)行脆性斷裂的磨削機(jī)構(gòu)成為可能。
作為實(shí)現(xiàn)這種脆性斷裂的各種條件，還需考慮加工杯形磨石2向磁盤基體材料30進(jìn)給的速度。該進(jìn)給速度可以方便地由工作平板6的旋轉(zhuǎn)速度范圍決定。
在上述的磨削方法中，由于單位時(shí)間的磨削表面較小，磨削阻力可得以減小，從而可以抑制磨削熱的產(chǎn)生，因而可以高速磨削磁盤基體材料30。在主要進(jìn)行脆性斷裂的磨削方法中，可以獲得非常高的平直度，然而僅在脆性斷裂過程中在磨削平面上產(chǎn)生的凹凸不平的高度差就高達(dá)約8μm。優(yōu)選地，在脆性斷裂過程后加一個(gè)具有塑性變形的過程，作為一種進(jìn)一步減少凹凸不平的高度差的方法。
當(dāng)在磨削步驟中發(fā)生塑性變形時(shí)，加工變形有時(shí)可能顯著增加。為了抑制這種加工變形的產(chǎn)生，優(yōu)選地將發(fā)生塑性變形的磨削量控制在最多5μm或更小。這樣，作為一種防止磁盤基體材料30的平直度因?yàn)樗苄宰冃味档偷姆椒?，?yōu)選地使磁盤基體中間產(chǎn)品磨削表面上留下的磨削軌跡描繪出一條從中心向外圓周伸展的徑向曲線。
在磨削加工步驟中主要進(jìn)行塑性變形的目的可以通過降低加工杯形磨石2的進(jìn)給速度來實(shí)現(xiàn)。通過把脆性斷裂過程和塑性變形過程結(jié)合起來，并將其作為一個(gè)連續(xù)的操作，這使得提高平直度并將凹凸不平的高度差控制在0.05μm～1μm成為可能。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的磁盤基體材料加工工藝，首先保證進(jìn)行發(fā)生脆性斷裂的磨削過程，由此加工杯形磨石2由于磨石的堵塞而被抑制，從而使隨后的塑性變形可以有效地進(jìn)行。
本發(fā)明的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(未示出)優(yōu)選地執(zhí)行閉環(huán)控制，該控制過程檢測(cè)加工杯形磨石和工作平板之間的間隙，加工杯形磨石和工作平板的旋轉(zhuǎn)速度等，然后將結(jié)果反饋給滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元(未示出)。
另一方面，由于磁盤基體中間產(chǎn)品上殘存的變形量取決于它卡緊到工作平板上的情況，或者由于磨削熱顯著地影響加工精度，因此有必要對(duì)磁盤基體材料的安裝的控制方法和用于帶走磨削熱的方法給予足夠的重視，以便得到具有一致厚度和翹曲程度，且具有高精確平直度的磁盤基體中間產(chǎn)品。
因此，磨削通常在濕的狀態(tài)下進(jìn)行，為此，磨削機(jī)構(gòu)上裝有如用于向被磨削的區(qū)域提供磨削液的噴嘴和再循環(huán)管等。磨削液隨構(gòu)成加工杯形磨石的磨粒類型的不同而不同。例如，對(duì)于金剛石或玻璃化磨石優(yōu)選采用具有良好冷卻能力的水溶性磨削液，而對(duì)于立方氮化硼(CBN)磨石則優(yōu)選采用非水溶性磨削液。
優(yōu)選地，本發(fā)明中使用的加工杯形磨石具有較高的剛度，從而可以以高精確度磨削具有比普通磨削阻力高相當(dāng)多的切線磨削阻力的磁盤基體材料。因此，構(gòu)成加工杯形磨石的磨粒優(yōu)選地可以是金剛石、立方氮化硼(CBN)或玻璃化磨粒中的任一種。在其它物質(zhì)中，更適宜使用金剛石。此外，本發(fā)明中使用的加工杯形磨石優(yōu)選地可以是多孔、顆粒或切片磨石中的任一種，以使排屑和向被磨削區(qū)域提供磨削液比較容易。
這樣，由于磁盤基體中間產(chǎn)品是用本發(fā)明的工藝制成，從而在其表面上具有徑向曲線形的磨削軌跡，該工藝可以防止在磨削表面上產(chǎn)生凹坑，且其所得的凹凸不平的高度差在0.05～1.0μm之間，因此可將隨后的拋光步驟中的磨削量控制為兩面均約為10μm。
這樣，由于拋光步驟中磨削量可以減小，可在保持磁盤基體中間產(chǎn)品的平直度，不引起滑離和擦傷的情況下，較便宜地進(jìn)行拋光。因而，用磨削玻璃或結(jié)晶玻璃等材料的方法制成的磁盤基體中間產(chǎn)品就適宜作為一種用于硬盤的直徑為3英寸或更大的磁盤基體的母體而得以使用。
下面本發(fā)明將參照實(shí)施方案和比較實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地描述。這些實(shí)施方案是本發(fā)明的一個(gè)方向，但并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。
使用一種結(jié)晶玻璃基體作為欲磨削的磁盤基體材料，在表1中所列的磨削條件下進(jìn)行磨削，該結(jié)晶玻璃基體材料是一個(gè)環(huán)形的玻璃基體(直徑65mm，厚度0.83mm)通過在750℃加熱兩小時(shí)進(jìn)行結(jié)晶，并使用下述尺寸的磨粒。從而可以通過使用二氧化鈰作磨粒來進(jìn)行拋光。
表1
接下來，在對(duì)通過用每種規(guī)格的磨粒進(jìn)行磨削所得的玻璃基體中間產(chǎn)品的表面粗糙度進(jìn)行檢測(cè)后，用常規(guī)方法在該表面上鍍上一層Ni-P鍍層。在進(jìn)行后處理后，進(jìn)行晶體組織形成工序。此時(shí)，檢驗(yàn)Ni-P鍍層的粘附度。表2示出包括對(duì)整個(gè)過程的總體評(píng)價(jià)在內(nèi)的檢驗(yàn)結(jié)果。表2還示出了磨削過程中磨削量的測(cè)量結(jié)果。在該評(píng)價(jià)結(jié)果中，o表示實(shí)際使用中沒有問題；x表示一個(gè)實(shí)際問題，即不滿意的結(jié)果；Δ表示該結(jié)果可能是可接受的，但并不是完全令人滿意。
表2
<p>注意例1和例8用于對(duì)比，而例2～例7是本發(fā)明的實(shí)施例。
從表2的結(jié)果可以看出，很明顯，當(dāng)使用標(biāo)號(hào)在#600～#3000之間的任何一種磨粒進(jìn)行磨削時(shí)，可以使玻璃晶體中間產(chǎn)品用噴鍍方法形成的Ni-P鍍層具有更高粘附度，并且使在玻璃晶體中間產(chǎn)品磨削過程中產(chǎn)生的加工高度差較小。用二氧化鈰進(jìn)行拋光不能產(chǎn)生高的粘附度。
因此，考慮到要制造較大的且造價(jià)較低的磁盤基體，人們希望開發(fā)出一種磁盤基體中間產(chǎn)品，該產(chǎn)品鍍有Ni-P鍍層并具有最小的拋光加工余量。從表2可以清楚地看出，本發(fā)明的工藝是一個(gè)滿足所有列出要求的極好的磨削工藝。
如上所述，本發(fā)明的磁盤基體中間產(chǎn)品可使后續(xù)步驟中的拋光加工余量減少，并形成具有高粘附度的Ni-P鍍層。因此，本發(fā)明可以顯著地減少拋光所需的時(shí)間，并節(jié)省晶體組織形成過程的開支，因而在節(jié)省磁盤基體開支方面表現(xiàn)出極強(qiáng)的優(yōu)越性。此外，采用本工藝也可以低成本地生產(chǎn)出此處未提供的直徑大于2.5英寸的較大玻璃基體。而且，依照本發(fā)明的磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝，由于在磨削過程中使磨削阻力和固溶磨粒在磁盤基體材料或被磨削材料表面上和磨削軌跡保持一致，防止了磨削過程中產(chǎn)生凹坑和不規(guī)則翹曲，因此可以獲得具有良好平直度的磁盤基體中間產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1．一種磁盤基體中間產(chǎn)品，其兩表面均用磨石進(jìn)行磨削，其特征在于每個(gè)表面的平直度均為10μm或更??；上述磨削產(chǎn)生的凹凸不平的高度差為0.05～1.0μm。
2．權(quán)利要求1中所述的磁盤基體中間產(chǎn)品，其特征在于磁盤基體中間產(chǎn)品的每個(gè)面上形成的磨削加工軌跡均為從中心向外伸展的徑向曲線。
3．一種磁盤基體中間產(chǎn)品的制造工藝，包括依次連續(xù)地磨削欲加工的磁盤基體材料的兩表面的步驟，以使在每個(gè)磨削過的表面上留下大致相同的加工變形量，其特征在于磁盤基體中間產(chǎn)品在經(jīng)過上述磨削后的平直度保持在10μm或更小。
4．權(quán)利要求3所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于當(dāng)用旋轉(zhuǎn)磨石的方法磨削上述磁盤基體材料的每個(gè)表面時(shí)，在初級(jí)磨削步驟中構(gòu)成該磨石的磨粒優(yōu)選地從該磨石上破碎或脫落，在上述初級(jí)磨削步驟中要磨去大部分的預(yù)定加工量。
5．權(quán)利要求3或4所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于上述初級(jí)磨削步驟包括如下步驟將上述磁盤基體材料固定在工作臺(tái)上，同時(shí)旋轉(zhuǎn)上述工作臺(tái)和磨石，磨削上述磁盤基體材料的每個(gè)表面，上述工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速是磨石轉(zhuǎn)動(dòng)的60％～80％或20％～40％。
6．權(quán)利要求3至5任一個(gè)中所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于在初級(jí)磨削步驟之后進(jìn)行二級(jí)磨削步驟，在進(jìn)行二級(jí)磨削的工作條件下，構(gòu)成上述磨石的磨粒基本上不發(fā)生破碎或脫落。
7．權(quán)利要求3至6任一個(gè)中所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于上述磁盤基體材料的每個(gè)表面的平直度均為10μm或更??；表面粗糙度(Ry)為0.05～1.0μm。
8．權(quán)利要求3至7任一個(gè)中所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于上述磁盤基體材料是一種無機(jī)材料基體。
9．權(quán)利要求8所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于上述無機(jī)材料基體是一種玻璃基體或一種結(jié)晶玻璃基體。
10．權(quán)利要求8所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其中上述磁盤基體中間產(chǎn)品是用一種磁盤基體材料磨削機(jī)，通過磨削磁盤基體材料的每個(gè)表面來制造的，該磨削機(jī)包括一個(gè)工作平板；安裝和定位機(jī)構(gòu)，裝在上述工作平板上，用于將欲加工的磁盤基體材料安裝和固定在上述工作平板上；一個(gè)加工杯形磨石，用固化磨粒的方法制成；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于使上述工作平板和加工杯形磨石相對(duì)滑動(dòng)，其特征在于上述工作平板的旋轉(zhuǎn)中心位于上述加工杯形磨石的外圓周上；上述工作平板和加工杯形磨石相對(duì)滑動(dòng)的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，以使在上述工作平板上的磁盤基體材料與加工杯形磨石之間的接觸點(diǎn)的軌跡保持一致；上述磨粒的標(biāo)號(hào)為#600～#3000。
11．權(quán)利要求10所述的磁盤基體中間產(chǎn)品制造工藝，其特征在于上述磨粒為金剛石、立方氮化硼(CBN)或玻璃化磨粒。
全文摘要
一個(gè)加工平板用固化具有特定晶粒尺寸的磨粒的方法制成,將工作平板的旋轉(zhuǎn)中心對(duì)齊加工平板的外圓周安裝。然后,通過使加工平板和工作平板相對(duì)滑動(dòng)來進(jìn)行磨削加工,以使加工平板上和工作平板上的磁盤基體材料之間的接觸區(qū)域的軌跡一致。本發(fā)明提供一種磁盤基體中間產(chǎn)品及其制造工藝,可以用包括無機(jī)材料如玻璃等做原料來生產(chǎn)這種磁盤基體,其加工精度高、表面粗糙度小,沒有凹坑等表面缺陷,并能以較低成本進(jìn)行制造。
文檔編號(hào)G11B5/84GK1221174SQ9812634
公開日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者內(nèi)藤努 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社