专利名称：一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材FeCoTaZr的制造方法
技术领域：
本发明涉及合金靶材的制造技术领域，特别涉及一种垂直磁记录介质软磁性底层用钴铁基合金靶材的制造方法。
背景技术：
计算机硬盘是一种常用的磁性记录载体，随着硬盘存储量的不断扩大密度不断提高，磁盘单元的纵向磁记录系统已被高密度的垂直磁记录系统所代替。当磁记录密度提高后，热衰减，可写性和信噪比成了提高密度和保证磁记录数据品质的最大问题。在此基础上，硬盘制造商通过研究发现在Co-Ta-a·薄膜中添加狗元素可以解决由于磁记录密度的增加造成极小的磁粒子与相邻粒子间耦合导致的磁电不稳定性而产生的“噪音”，从而可大大提高硬盘储存能力。研究表明加入狗后，SUL (软磁底层)的饱和磁化强度可以提高数倍；通过对SUL磁致伸缩的控制可以提高SUL的性能。根据Fe、Co、Ta和&的含量不同， 可以有效地控制饱和磁化强度达到对于磁记录体系的优化和整合。硬盘界对钴铁钽锆合金靶材的技术要求是成分和微观组织均勻、透磁率高和区间范围小。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材 FeCoTaZr的制造方法。为实现以上目的，本发明采用的技术方案
(1)合金靶材的元素重量比含量分别为佝38%— 45% ；Co23. 2% — 30. 2% ；Ta (25. 4士0. 5) % ；Zr (6. 4士0. 5) %，按所设计的合金靶材的元素含量计算所需的Fe、Co、Ta、 ^ 四种元素的重量；
(2)根据(1)步所需的i^、Co、Ta、Zr四种元素的重量，取纯度均在99.95%或以上的四种元素Fe、Co、Ta、Zr为原材料；
(3)将(2)步所取的原材料放入坩埚中，进行真空熔炼并浇注成铸锭；熔炼时真空度在IO-IPa以上，采用高温精炼和低温精炼相结合的方法，高温精炼温度控制在1500°C — 1600 0C之间，用于提纯金属，排杂质，低温精炼控制在1350 0C-1450 °C之间，用于排放气体， 避免气孔存在；浇注温度在1450°C—1550°C之间，浇注过程中采用电磁搅拌工艺，参数为 电流160A、频率50HZ、功率16KW，浇注到模具中形成钴铁钽锆的铸锭坯料；
(4)将(3)步所得铸锭坯料机加工成所需形状的靶材。最佳实施情况下，合金靶材的元素重量比含量范围为fe38%—45% ；Co23. 2%— 30. 2% ；Ta (25. 4士0. 5) % ;Zr (6. 4士0.5)%。最佳实施情况下，高温精炼温度为1500°C — 1600°C，低温精炼为1350°C — 1450 "C。最佳实施情况下，浇注温度为1450°C — 1550°C。
最佳实施情况下，在浇注中采用的电磁搅拌工艺。本发明的优点和有益效果在于
本发明采用常规真空感应熔炼工艺制备钴铁钽锆靶材，工艺简单、成本低、材料性能好，质量稳定且可以回收再利用。采用此技术可有效保证靶材成份组织均勻，纯度高，透磁率高且区间范围小。表1示出了钴铁钽锆靶材在不同部位取样分析的合金成份结果，从分析结果看，不同部位取样成份差异均在0.5%以内。表2示出了 ICP-OES等离子体光谱仪分析钴铁钽锆靶材中杂质元素含量，本发明的钴铁钽锆合金靶材纯度达到了 99. 95%以上。采用高温精炼和低温精炼相结合的工艺有效保证了铸锭的质量，避免了气孔、夹渣等缺陷的存在。同时浇注温度的控制和采用电磁搅拌的工艺有效保证了铸锭微观组织的均勻性，避免了多元合金铸造过程中常出现的发达枝晶结构。表1 钴铁钽锆靶材在不同部位取样分析的合金成份结果
Co (wt%)Fe(wt%)Ta (wt%)Zr(wt%)标准成份28. 1540. 0225. 426. 41样品号实测成分实测成分实测成分实测成分1#28. 0040. 0525. 426. 532#28. 1939. 7825. 616. 423#28. 1039. 6325. 856. 424#28. 1239. 8825. 596. 4128. 0940. 0725. 386. 46
表2 ICP-OES等离子体光谱仪分析钴铁钽锆靶材中杂质元素含量
分析元素结果(PPm)分析元素结果(ppm)Al<50Ti<5Cr15V<5Cu<5W<20Hf14K<5Mg<5C30Mn<5S<10Mo<10020Nb27N<10Ni15H<10
具体实施例方式实施例一
本实施例的合金靶材，Fe、Co、Ta、Zr四种元素的含量分别为45%、23. 2%,24. 9%、6. 9%。 按照所设计的元素含量分别取纯度在99. 95%以上的Fe、Co、Ta、Zr原料4. 5kg、2. 32kg、 2. 49kg、0. 69kg加入到坩埚中进行真空熔炼，高温精炼温度是1503°C，低温精炼温度是 1352°C，浇注温度是14M°C，电磁搅拌参数电流160A、频率50HZ、功率16KW，熔炼真空度为 5 X 10-2Pa,熔炼后浇注成铸锭，机加工制得所需形状的靶材。实施例二
本实施例的合金靶材，Fe、Co、TaJr四种元素的含量分别为Fe43%、Co25. 2%,Ta25. 4%、 Zr6. 4%。按照所设计的元素含量分别取纯度在99. 95%以上的Fe、Co、Ta、Zr原料4. 3kg、 2. 52kg、2. 54kg,0. 64kg加入到坩埚中进行真空熔炼，高温精炼温度是15M°C，低温精炼温度是1387°C，浇注温度是1488°C，电磁搅拌参数电流160A、频率50HZ、功率16KW，真空度为5X 10-2 ，熔炼完后浇注成铸锭，机加工制得所需形状的靶材。
实施例三
本实施例的合金靶材，Fe、Co、TaJr四种元素的含量分别为Fe38%、Co30. 2%,Ta25. 9%、 Zr5. 9%。按照所设计的元素含量分别取纯度在99. 95%以上的Fe、Co、Ta、Zr原料3. 8kg、 3. 02kg、2. 59kg、0. 59kg加入到坩埚中进行真空熔炼，高温精炼温度是1598°C，低温精炼温度是1449°C，浇注温度是1548°C，电磁搅拌参数电流160A、频率50HZ、功率16KW，真空度为5 X 10-2 ，熔炼完后浇注成铸锭，再通过机加工制得所需形状的靶材。
权利要求
1.一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材i^eCoTdr的制造方法，其特征是，该方法包括下述步骤(1)合金靶材的元素重量比含量范围为佝38%— 45% ；Co23. 2% — 30. 2% ；Ta (25. 4士0. 5) % ；Zr (6. 4士0. 5) %，按所设计的合金靶材的元素含量计算所需的Fe、Co、Ta、 Zr四种元素的重量；(2)根据(1)步所需的狗、Co、Ta、Zr四种元素的重量，取纯度均在99.95%或以上的四种元素Fe、Co、Ta、Zr为原材料；(3)将(2)步所取的原材料放入坩埚中，进行真空熔炼并浇注成铸锭；熔炼时真空度在10-1 或以上，采用高温精炼和低温精炼相结合的方法，高温精炼温度控制在1500°C— 1600°C范围内，用于提纯金属，排杂质，低温精炼控制在1350°C — 1450°C范围内，用于排放气体，避免气孔存在；浇注温度控制在1450°C — 1550°C范围内，浇铸过程中开启电磁搅拌器，参数为电流160A、频率50HZ、功率16KW，浇注到模具中形成钴铁钽锆的铸锭坯料；(4)将(3)步所得铸锭坯料机加工成所需形状的靶材。
2.根据权利要求1所述的一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材 FeCoTaZr的制造方法，其特征在于，合金靶材的元素重量比含量范围为fe38%— 45% ； Co23. 2%—30. 2% ；Ta (25. 4士0. 5) % ;Zr (6. 4士0.5)%。
3.根据权利要求1所述的一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材 FeCoTaZr的制造方法，其特征在于，高温精炼温度为1500°C — 1600°C，低温精炼为 1350 — 1450 。
4.根据权利要求1所述的一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材 FeCoTaZr的制造方法，其特征在于，浇注温度为1450°C— 1550°C。
5.根据权利要求1所述的一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材 FeCoTaZr的制造方法，其特征在于，在浇注中采用的电磁搅拌工艺。
全文摘要
本发明公开了一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材FeCoTaZr的制造方法，包括下述步骤，按量取Fe、Co、Ta、Zr四种元素原材料放入坩埚中，进行真空熔炼，采用高温精炼和低温精炼相结合的方法，配合电磁搅拌工艺浇注到模具中形成钴铁钽锆的铸锭坯料，将铸锭坯料机加工成所需形状的靶材。本发明采用常规真空感应熔炼工艺制备钴铁钽锆靶材，可有效保证靶材成份均匀，纯度高，工艺简单、成本低、材料性能好且质量稳定。
文档编号H01F1/147GK102560219SQ201210045459
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者周俊, 李应国, 王萍, 袁泽中 申请人:湖南中精伦金属材料有限公司