使用致密氧化鋁基介質之金屬表面精制方法

專利名稱：使用致密氧化鋁基介質之金屬表面精制方法
Michaud等人在美國專利第4，491，500號中曾敘及和宣告過一種精制金屬表面的物理化學方法，該方法包括在表面上形成，物理去除和連續修補一層相當軟的涂層。高突點可藉機械作用予以勻平，最好是在振動物質精制設備中完成，而最后可在相當短時間內產生非常光滑的精制表面。
該專利人提及其方法可用逐部進行技術(part-on-parttechnique)或通過摻合磨蝕性物質精制介質(abrassivemassrefinishingmadia)加以實現，例如，可將石英(quartz)、花崗石(granites)、氧化鋁類、氧化鐵類和碳化硅等加入陶瓷、塑料等基材內。如該專利所述，該方法的效率很明顯是因為能選擇性地去除表面的凹凸不平，其去除作用則是將金屬經化學轉化成較軟的形態而達到的。
雖然Michaud等人的方法最有效且令人滿意，不過，不言而喻的是，若能達到比其更高的產率并改進最終工作件表面的質量的話，將可使該技術獲得更有價值的進展。而且，若這些優點可由實施起來更經濟，方便且具環境吸引性等的方法來完成時，當然更是如此。
要達到金屬表面的最終精制，通常最好是用摩擦拋光步驟(burnishingstep)完成Michaud的方法，即可將物件置于裝有所謂摩擦拋光介質和對金屬呈惰性的堿性皂水溶液之物質精制裝置內處理而進行該步驟。典型的摩擦拋光介質為經熔化成硬的、致密、非磨蝕性粘結物的無機氧化物粒所組成;此外，也常采用鋼珠來摩擦拋光金屬物件。
過去的標準操作是將工作件置于裝有磨蝕介質(如，當該操作是采用化學法促成時，可用含有大約百分之20到40磨蝕粒的粗砂填充陶瓷)的振動輥筒內處理，然后，轉移到裝著摩擦拋光介質的第二部輥筒內處理;不過，這種作法顯然很不方便，耗時且昂貴。Michaud等人的方法采用相對非侵蝕性切割介質(如，含有百分之10到15磨蝕砂的陶瓷)，可以不必轉移到第二個輥筒，即可一次制成摩擦拋光的物件。這種方法的表面精制階段進行如下，最初是用可在物件上產生轉化涂層的反應性溶液進行，接著為沖洗步驟，最后是在設備操作進行中，流過摩擦拋光皂溶液。
雖然這種方法有其很大的優點，但因為磨蝕介質有磨刮金屬表面的特性，故這種方法可能不會使金屬表面產生最終的精制(即，鏡面亮度(specularbrightness)]。此外，為了要有效率，這種介質的粗砂粒必須持續地碎裂產生新的尖銳的棱邊以得到切割功能;而且，顯然地，為了環境理由，該方法所用的溶液必須處理以除掉所產生的顆粒以及陶瓷基質磨損時掉落的粉末殘渣和顆粒物。
綜上所述，本發明主要的目的即提供一種新穎且高度有效的，利用物理化學精制技術達到金屬表面精制的方法。
本發明更特殊的目的是提供這樣一種方法，用這種方法能以比前所已知同類方法更快的速率達到更高的表面精制。
本發明的另一目的是提出具有前述特點和優點的方法，且比同類早期方法更經濟易行并且具環保優點。
本發明的另一特殊目的是提出新穎的物理化學方法，可將相當粗糙的金屬表面于一次步驟中，即，用一種介質且不必轉移物件，就能達到鏡面狀態。
現已發現本發明的上述和有關目的可由本發明提出的表面精制方法來達到，該方法包括將大量組成物，包含一些具有相當粗糙金屬表面的物體和能使表面轉化成為較軟形態的溶液等，加入一個物質精制裝置的容器內，并在其內快速攪動，以在組成物之間產生相對移動，并使表面保持在被溶液濕潤的狀態，而在連續方式中使任何暴露出來的金屬完成轉化。其中包含一些含量成比例的非磨蝕性的固體介質組成物，其含量和大小可使其在攪動狀態下，促進它們互相之間及與物件之間的相對滑動。該介質組成物是由某些氧化物粒料的混合物組成，該氧化物粒是經熔化而成粘結物且基本上不含個別的磨蝕粒，此粘結物中含有，以不包括氧的方式計，約60至80重量百分比的鋁和約5到30重量百分比的硅，其密度至少為每立方厘米約2.75克(g/cc)，且其平均金剛石錐硬度(averageddiamondpyramidhardness)(DHP)最好至少約845;以量計算，該介質組成物具有至少每立方厘米約1.70克的松密度(bulkdensity)。
在一個較佳實施例中，構成介質組成物的粘結物基本上含有，以不包括氧的方式計，約76到78重量百分比的鋁，約10到12重量百分比的硅，約5到9重量百分比的鐵和約4到6重量百分比的鈦。另外，該物質基本上可能含有，以相同計算方式計，約63到67重量百分比的鋁，約26到36重量百分比的硅，約2到4重量百分比的鈉，約1到2重量百分比的鉀和約0.5到0.8重量百分比的磷。在另一特殊形式中，該組成可能為約62到73重量百分比的鋁，約7到14重量百分比的硅，約10到25重量百分比的錳和約1到4重量百分比的鈉。
最理想者，構成粘結物的氧化物細粒具有不超過約25微米的直徑，而通常所有顆粒實質具有至少一微米的直徑。該物質的密度通常小于約每立方厘米3.5克，其金剛石錐硬度低于約1，200，且該組成物松密度小于約每立方厘米2.5克。
該介質組成物的組成通常是要使其在本方法的攪動時造成的平均重量減低率不超過每小時約百分之0.1，且該介質組成物將保持實質上不含尖銳棱邊。在某些例子中，將氧化物顆粒轉化成粘結物的熔融操作可通過高溫減壓下加熱完成，所用溫度通常約為1，175℃。
本方法所用表面轉化溶液中的活性成份最好是包含草酸根(oxalateradical)，其較佳濃度約為每升0.125到0.65克分子。也可以包含每升約0.05到0.15克分子的磷酸根，至少每升約0.004克分子的硝酸根，以及每升約0.001到0.05克分子的過氧根(peroxygroup)。草酸根、硝酸根和過氧根可分別來自草酸，硝酸鈉和過氧化氫或過硫酸鈉(sodiumpersulfate)。
當本方法是在振動物質精制裝置內進行時，有利的方式是以2到4毫米的振幅進行操作;物體對介質的體積比例可在廣泛圍內變化，但在大部分用例中，其比例介于約0.1到3∶1之間。通常，物體的金屬表面具有至少約為100的算術平均粗糙度(arithmeticaverageroughness)(Ra)值，且可用本方法精制到實質上無波紋的狀態，其粗糙度值最理想者約為2或更低。算術平均粗糙度表示粗糙度分布對平均線的偏差值的算術平均值，此處和后附權利要求書中所用的Ra單位為微吋。通常，此方法所需時間少于10小時，而在較佳實施例中，可在7小時或更短時間內達到最終表面質量。
本發明的效率可用下列特殊實施例來說明實施例1制備水溶液將80重量百分比的草酸，19.9重量百分比的三聚磷酸鈉(sodiumtripolyphosphate)，和0.1重量百分比的十二烷基磺酸鈉(sodiumlaurylsulfonate)等混合物以每升60克的濃度溶解于水中。振動物質精制裝置的輥筒具有約280升的容量，其中基本上充填以固體介質和5.1公分×7.6公分×1.3公分的長方形鋼塊，鋼塊∶介質比例約為1∶3，鋼塊為硬化過的高碳鋼，其Rockwell“C”值為45，且用“P-5”Hommel檢驗器測定的算術平均表面粗糙度約110～120。采用四種不同組成的介質;每一種都預先調理，即按照需要除去尖銳棱邊;
介質“A”是兩種標準磨蝕陶瓷材料的混合物，是倒角圓柱形，其內填充著粒度約65到80微米的氧化鋁粗粒。介質A的約一半體積是直徑約1厘米，長1.6厘米，含有百分之20粗砂裝料量的圓柱介質，密度為2.4克/立方厘米;其余為直徑1.3公分，長1.9公分，有百分之30粗砂裝粒量且密度為2.5克/立方厘米的圓柱形介質。該混合介質具有約1.6克/立方厘米的松密度且其平均金剛石錐硬度(DHP)值為780(如本文所報告者，所有DHP值都是根據ASTM方法E-384，以1000克荷重測定，且為三次讀數的平均值)。在組成方面，該介質組成物是由氧化物的混合物所構成，且含有下列元素，它們大約的重量百分比(以不包括氧的方式計算)分別示于小括號內硅(51)、鋁(36)、鎂(3)、鈣(3)、鈦(2)、鉀(2)、鐵(1.5)和鈉(1.5)。
下文標示為“B”、“C”和“D”的介質，每一種都是氧化物細粒混合物熔化成的粘結物;在所有三種介質中，顆粒的粒度范圍為直徑1到25微米，且實質上不含個別的磨蝕粒(即，50微米以上的粗砂粒，如氧化鋁和氧化硅)。
在組成上，介質B含有(以不包括氧的方式計算)下列元素(此處和下文同樣地將重量百分比約值都示于括號內)鋁(65)、硅(28)、鈉(3)、鉀(2)、鈣(1.5)和磷(0.5)。介質B的組成物為圓柱形，直徑約1.3公分，長度約為1.9公分，其密度約2.75克/立方厘米，該組成物的平均DHP值約890且其松密度約1.72克/立方厘米。
介質C為市售的摩擦拋光介質，其組成(同樣以不包括氧的方式計算)為鋁(69)、錳(16)、硅(12)和鈉(2)，其余為濃度低于百分之1的鈣、鉀和氯;其顆粒尺寸約1到11微米，且為小片狀和棒狀混合形式。該介質組成物直徑約0.8公分，長1.6公分，密度約3.08克/立方厘米且具有DHP值890和松密度約1.9克/立方厘米。
介質D也是市售的摩擦拋光介質，其標稱組成為鋁(77)、硅(11)、鐵(7)和鈦(5)、同樣地是以不包括氧的方式計算。其粒度的最大尺寸為1到25微米，且為小片狀和粒狀兩者的混合。此介質所構成的圓柱形組成物直徑約1.3公分，其中一半的長度約0.8公分，另一半的長度約2.2公分;具有約3.3克/立方厘米的密度，組成物的松密度約為2.3克/立方厘米且DHP值約1130。
振動精制裝置以每分約1300轉和振幅調定為4毫米的條件進行運轉。溶液是在室溫加入，以每小時約11升的速率，在流動狀態下進行(亦即，將新鮮溶液連續地導入，同時將用過的溶液連續地抽出并丟棄)。設備的運轉會產生足夠的熱量，使溶液的溫度升高到約35℃。
下面的表1列出用上述幾種介質進行操作所得結果。在表中，“時間”欄(單位為小時)所示為產生“Ra”行中各相對應的最終算術平均粗糙度值所需的操作時間，為決定此值，需每隔一小時從輥筒中取出樣品，到Ra值沒有實質性改進時，即達到最終的Ra值。之后，用水沖洗輥筒，并用摩擦拋光溶液(百分之1的堿性皂水溶液)取代化學轉化配方，以相同的流速再操作1小時。最終表面精制程度是用“等級”值(“Rating”Value)表示，是用襯片垂直放置于金屬工作件表面，根據主觀評估，結果則以1到5標度。數值“1”代表鏡面亮度，數值“5”代表完全無反射性，“3”代表有些反射能力，但有模糊和折線現象，“2”和“4”兩等級則代表中間狀態。磨耗率數據則表示操作期間所發生的每小時介質的平均重量損失百分比。
表1介質時間Ra等級磨耗率A144-540.17B103-420.10C163-420.10D71-210.06
表中的數據指出介質D可在鋼塊上產生高度精制表面的原因在于，從實驗方面來看，只需非常短的操作時間和非常低的介質磨耗率;事實上，在長期檢驗中，這種介質的平均磨耗率可以低到每小時百分之0.015。介質B所得結果較不如此引入注意，但仍然相當合乎理想。雖然磨蝕介質A比介質C更快達到最終精制，但可以看出前者所得最終表面質量明顯較后者為差，且其介質磨耗率也實質上較為大。
如上面已提及者，所列出的Ra值是用“P-5”Hommel檢驗器測定的，這是本文及后附權利要求中提及的所有Ra數據之基礎。一般公認更復雜的檢驗設備可得到不同(且通常更高)的數值;不過，它們之間有相應的比例關系，本文所得數據應可準確地表示所用幾種介質的性能。
實施例2用介質B、C和D，重復實施例1的步驟，不過，要將其中所用的溶液改換成下述配方，其中的活性成份為(同樣的，其濃度為每公升溶液含60克混合物)約百分之79.5的草酸，百分之20的硝酸鈉和百分之0.5的十二烷基磺酸鈉;另加百分之0.3(依溶液體積計算)的標準的百分之35的過氧化氫試劑。用這幾種介質可得類似表一所列的表面精制度，但其速度明顯地比表一列者較為高。
雖然本發明方法的操作理論尚未清楚，但一般認為高的精制度，在許多例中最后達到鏡面狀態的效果可歸因于采用摩擦拋光介質而非具磨蝕特性的介質。因此之故，伴隨采用磨蝕介質必定會發生的切割和磨刮等作用都可避免掉，從而更易于獲得最終的摩擦拋光表面。
對于本方法能將相當粗糙的金屬表面(即，Ra值100或以上者)處理成高精制且最后達到鏡面狀態的能力，其關鍵要素在于采用能將工作件金屬表面轉化成較軟，或較不粘結或粘著力較弱的形態之化學溶液。如上文中Michaud等人的專利所提及者，轉化涂層最好是金屬的氧化物，磷酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或鉻酸鹽等形式，且認為其他反應產物在該方法中也同樣有效。使用摩擦拋光介質取代先有技術中揭示的磨蝕介質并不能預期可產生采用本發明方法所達到的表面精制，尤其是按照本發明的方法，只要相當短時間就足夠的情形來看更是如此。
本發明成功的關鍵相信是所用介質具有如上文規定的某種最低密度值之故，對于同樣在前文所定的幾種參數，似乎認為其上限值較可取。例如，已發現在本發明的方法中使用鋼珠頗不理想，因其會在工作件表面產生顯著的“波紋”或“橘皮”效果(即，輕微但易于察覺的起伏);這種結果認為可歸因于鋼所具有的非常高的密度，不過，其他因素，例如，鋼珠和工作件表面的相對硬度，相信也起一定的作用。此外，可以提及的是金屬介質組成物可能因為化學處理溶液的反應性而不適用于本方法;這點當然取決于其中所含的金屬和所用溶液的組成。
正如上文所論述，極為重要的是所用的介質組成物不可含有傳統陶瓷類切割介質的磨蝕粗粒(即，氧化鋁、氧化硅等的粒子、直徑50微米以上者)。不僅是因為這種粗粒會如上所述造成工作件表面的磨刮，而且也因為它們在使用中具有碎裂作用之特性，這種特性雖是達到效率所需要的，但會產生具生態問題的微粒或微粉，從而必須在棄置前就清除掉。如已提及者，陶瓷基材的分解也會造成棄置問題，一則是因為產生顆粒，同時也因脫落出顆粒。
使液體介質中的自由微粒減到最少所產生的另一優點關系到工作件的表面污染。即使在低沖擊度下，物件和介質之間的接觸力也會促使某些自由顆粒嵌入工作件的表面，使得最終的精制(如、電鍍)有困難，且常需要強力后處理以清除污染。顯然地，當介質具有相當高密度(如本發明的方法所用者)因而能發出明顯的動能時，這種問題就可減緩到避免有微粒產生的程度，這種情形當然是特別理想的。
必須注意的是，雖然介質磨耗率可在處理物件的過程中測定，不過，要得到更具重現性的數值通常只需在皂溶液中攪動介質即可得到;不論處理件是否存在，磨耗率將約為相同。本文所報告的磨耗率是在容量約280升的振動輥筒內，其中基本上填充著介質;在每分鐘約1300轉和4毫米振幅的條件下操作，同時將皂溶液以每小時約11升的速率流經輥筒進行測定。在大多數情況下，這種操作要持續48小時;不過，當該介質特別耐磨損時(如上述介質“D”的情形)，就要進行96小時或更長時間，以提高數據的準確性。該介質在使用之前通常要調理1小時或更長的時間(即，不加工作件進行運轉)，這是要將尖銳棱角磨平所必需的時間;此處同樣地，材料愈耐用，啟用期就愈長。
也許必須強調的是，本方法所用的介質具有微細的、粒狀結構，其中的顆粒已熔化成粘結物且具有相當平滑的表面;通常是小片狀和粒狀或棒狀形式的混合物。一般而言，介質是由摻入各個顆粒內的某些氧化物組分所構成，不同于含有單一元素(如鋁)氧化物粗粒的磨蝕介質。
雖然最適合本發明所用的介質之制造方法的細節尚未為發明人所知，但可認為是先將一些無機氧化物的適當混合物壓出成為稠密糊或漿，再將壓出物切割或用其它方式細分成所需尺寸和形式。然后，將此“未加工的”介質烘干，接著在減壓下煅燒;典型煅燒溫度一般認為是在約1175℃的范圍。
如上所述，本發明所用介質組成物可有變化范圍較寬的尺寸和形狀。例如，可為倒角圓柱形，可為相當扁平的，圓形的、長方形的或三角形的片，或者，可為不確定的或隨意的形狀和尺寸。一般而言，該介質組成物的最小尺寸不低于0.6公分左右，且其最大尺寸通常不超過3公分左右。該組成物最適合特殊應用的尺寸和構型決定于工作件的重量，尺寸和型態，正如熟悉此技術者所熟知，這些也表明了物件對介質的最適比例。就后者而言，介質的一項重要功能即在于確使物件彼此滑移，因而可使其間的直接損害性撞擊減少到最低限度。因此之故，當物件相當大且是由高度致密材料制成時，就要采用高的介質比例;如，約為10∶1的介質∶物件的比例，或者在某些情況中，甚至更高于此的比例。相反地，當工作件相當小且重量低時，在物質精制設備中產生小動量，因此，約為3∶1的物件對介質的比例可能是適用的。
雖然其它類型的物質精制設備，例如，通風的臥式或開口圓筒，和高能量離心圓盤機等也可以用，不過，本發明的方法最常在振動精制裝置內進行。通常，該裝置是在800到1500rpm和1到8毫米振幅調定等條件下操作;不過，較適當條件為振幅調定在2到4毫米。事實上，本發明的優點之一即為可使精制操作在比其它方式所需更為低的振幅調定下進行，如此低的條件可歸因于采用高密度介質所導致的更有效的能量傳送。除了減低動力需求外，較低的振幅似乎也對因使用這種介質可能產生的波紋效果有減少至最低限度的作用。
本發明的關鍵內容當然是在精制操作過程中使用某種溶液，可將工作件表面轉化成比基材金屬更易去除的反應物。這種一般概念在上述Michaud等人的專利中已充分敘述過，且該專利所述的配方可在本發明的操作中使用而得良好效果。對于相同目的具高度效率的其它配方在一九八六年十一月二十日提出申請的待批專利第929，790號中已述及并且要求保護，專利人為Robert.G.Zobbi和MarkMichaud，其標題為“金屬表面精制的組成物和方法”(CompositionandMethodforMetalSurfaceRefinement)，目前已頒布為美國專利第4，705，594號。從前面所述，和上文所列的實施例與揭示的內容，可以了解在實施本發明時可以有種類繁多的組成物供使用，對于熟悉此技術者，顯然可由此選擇特定的配方。
通常，將這種組成的活性成份溶于水中，且使總濃度達到每升15到250克;不過，此濃度明顯地取決于所用的特殊成份。較常用的活性成份濃度是在每升30到100克的范圍內，且在大部分用例中，此量不超過每升60克。
該溶液可用幾種流動方式的任何一種來使用，但如上所述，最佳結果常是以連續流動方式操作而獲得，典型流速為每小時約11升。另外，該溶液也可用批量方式或在設備內循環通過等方式使用;任何用法通常都是在室溫下加入。
總之，本發明提出一種新穎且高度有效的應用物理化學精制技術達到金屬表面精制的方法。表面的精制可在一個步驟中以比先有技術同類方法更高的速率達到;特別是，從算術平均粗糙度等級約100Ra的表面開始處理，可在少于10小時，且在許多例中，少于7小時的精制期間內，達到小于2的算術平均粗糙度和鏡面亮度。本發明方法可提供比同類先有方法更高的經濟性和容易度，且從環保觀點看也有其優點。
權利要求
1.一種物體金屬表面精制的方法，其中，將大量組成物，包括一些具有相當粗糙金屬表面的物體和能使該表面轉化成較軟形態的溶液，加到物質精制裝置的容器內，并在容器內快速攪動一定時間，使該組成物之間產生相對移動，同時使該表面維持在被該溶液濕潤的狀態，以使暴露于其中的任何金屬連續地進行轉化，以便通過化學和機械作用使粗糙度明顯降低；本方法的改進部分包括在該大量組成物內含有一些相當重且非磨蝕性固體介質組成物，其含量和尺寸要經過選擇以在攪動狀態下增進組成物之間及相對于該物體之間的相對滑動，該介質組成物是由已熔融成粘結物的氧化物粒的混合物構成，且實質上不含個別的磨蝕顆粒，該粘結物質含有，以不包括氧的方式計算，約60到80重量百分比的鋁和5到30重量百分比的硅，且具有至少每立方厘米約2.75克的密度，該數量的介質組成物具有至少每立方厘米約1.70克的松密度。
2.按權利要求1所述之方法，其中，不包括氧計算時，該粘結物基本上含有約76到78重量百分比的鋁，約10到12重量百分比的硅，約5到9重量百分比的鐵，和約4到6重量百分比的鈦。
3.按權利要求1所述之方法，其中，不包括氧計算時，該粘結物基本上含有約63到67重量百分比的鋁，約26到30重量百分比的硅，約2到4重量百分比的鈉，約1到2重量百分比的鉀和約0.5到0.8重量百分比的磷。
4.按權利要求1所述之方法，其中，不包括氧計算時，該粘結物基本上含有約62到73重量百分比的鋁，約7到14重量百分比的硅，約10到25重量百分比的錳，和約1到4重量百分比的鈉。
5.按權利要求1所述之方法，其中構成該粘結物的該氧化物顆粒具有不超過約25微米之直徑。
6.按權利要求5所述之方法，其中，該氧化物顆粒基本上全部都具有至少約1微米的直徑。
7.按權利要求1所述之方法，其中，該粘結物具有低于每立方厘米約3.5克的密度，且其金剛石錐硬度值從約845到1200，是以ASTM方法E-384，用1000克荷重測定的值，且其中該數量的介質組成物具有低于每立方厘米約2.5克的松密度。
8.按權利要求1所述之方法，該數量的物件和該數量介質組成物是以約0.1到3∶1的物件∶介質的體積比存在于該大量組成物中。
9.按權利要求1所述之方法，其中，在該操作期內，該數量的介質組成物之平均重量損失率不超過每小時約百分之0.1。
10.按權利要求1所述之方法，該介質組成物在該操作期間內，保持實質上不含尖銳棱邊。
11.按權利要求2所述之方法，其中，該氧化物粒的混合物在高溫減壓下加熱而產生該粘結物。
12.按權利要求11所述之方法，其中，所用高溫約為1175℃。
13.按權利要求1所述之方法，其中，該溶液是水溶液，其活性成份包含草酸根。
14.按權利要求13所述之方法，其中，該溶液含有每升約0.125到0.65克分子的草酸根。
15.按權利要求14所述之方法，其中，該溶液含有每升約0.05到0.15克分子的磷酸根。
16.按權利要求14所述之方法，其中，該溶液含有每升約0.004克分子的硝酸根。
17.按權利要求14所述之方法，其中，該溶液含有每升約0.001到0.05克分子的過氧根。
18.按權利要求16所述之方法，其中，該溶液含有每升約0.001到0.05克分子的過氧根。
19.按權利要求18所述之方法，其中，該草酸根、硝酸根和過氧根分別取自草酸、硝酸鈉和過氧化氫或過氧硫酸鈉。
20.按權利要求1所述之方法，其中，該相當粗糙金屬表面具有至少約100的算術平均粗糙度值，所述粗糙度的顯著減低而產生實質上無波紋的表面，其算術平均粗糙度值為2或以下，且該操作時間少于約10小時，而所述算術平均粗糙度值系用“P-5”Hommel檢驗器或同等設備測定的結果，其單位為微吋。
21.按權利要求1所述之方法，其中，所述快速攪動系在振動物質精制裝置中，以2到4毫米的振幅條件進行操作。
22.一種物體金屬表面的精制方法，其中，將許多組成物，包括一些具有相當粗糙金屬表面的物件和能使該表面轉化成較軟形態的溶液，加入物質精制裝置的容器內，并在其內部快速攪動一段時間，使該大量組成物之間產生相對移動，同時使該表面維持在被該溶液濕潤的狀態以使暴露于其中的任何金屬連續地進行轉化，以便通過化學和機械作用使粗糙度明顯降低;本方法的改進部分包括在該大量組成物內含有一些相當重且非磨蝕性固體介質組成物，選擇其含量和尺寸，以便在攪動狀態下增進組成物之間及相對于該物體之間的相對滑動，該介質組成物是由直徑約1到25微米的氧化物顆粒混合物所構成，經熔化成粘結物且實質上不含個別的磨蝕粒，該粘結物基本上含有，以不包括氧的方式計算，約76到78重量百分比的鋁，約10到12重量百分比的硅，約5到9重量百分比的鐵和約約4到6重量百分比的鈦，且其密度約為每立方厘米2.75到3.5克，其金剛石錐硬度值約845到1200，是用ASTM方法E-384以1000克荷重測定的結果，該數量的介質組成物具有每立方厘米約1.70到2.5克的松密度。
23.一種用一步法將物體的金屬表面精制到拋光狀態的方法，其中，將大量組成物，包括一些具有相當粗糙金屬表面的物件和可將該表面轉化成較軟形態的溶液，加入物質精制裝置的容器內，并在其內部快速攪動一段時間使該組成物之間產生相對移動，同時使該表面維持在被該溶液濕潤的狀態，以使暴露于其中的任何金屬連續地進行轉化，為的是通過化學和機械作用使粗糙度明顯減低，且在上述處理之后，仍在該容器內，用對該金屬呈惰性的液體取代上述溶液繼續攪動該大量組成物;該方法的改進部分包括在該大量組成物內含有一些相當重且非磨蝕性固體介質組成物，選擇其含量和尺寸以便在攪動狀態下增進組成物之間及相對于該物體之間的相對滑動，該介質組成物由氧化物顆粒混合物構成，它們經熔化成粘結物且實質上不含個別的磨蝕粒，該粘結物基本上含有，以不包括氧的方式計算，約60到80重量百分比的鋁和5到30重量百分比的硅，且其密度至少約為每立方厘米2.75克，該數量的介質組成物具有至少每立方厘米約1.70克的松密度。
24.按權利要求23所述之方法，其中，該液體為堿性皂水溶液。
25.按權利要求23所述之方法，其中，該方法可將該金屬表面精制到鏡面狀態。
全文摘要
本發明提出一種物理化學方法，可將相當粗糙的金屬表面在相當短時間內精制到具高度光滑度和亮度的狀態，其特征是采用非磨蝕，高密度的摩擦拋光介質。該方法可在一步驟內完成且產生最少的介質微粉，因而，具有經濟性和環保等優點。
文檔編號C23F1/00GK1043349SQ8810836
公開日1990年6月27日 申請日期1988年12月9日 優先權日1987年8月3日
發明者馬克·D·米肖 申請人:蘭姆化學有限公司