专利名称：用于金属表面精加工的方法及组合物的制作方法
Michaud等人于1985年1月1日的美国专利4491500号中，曾揭示一种用于金属表面精加工的物理化学方法，此方法包括在金属表面上涂覆、以物理方式除去以及连续修补较柔软覆层的方法。于此方法中，所需的机械作用最好由振动式块体精加工装置产生，从而可在相当短时间内得到表面处理得非常平滑及平整的最后制品。
Zobbi等人于1987年11月10日的美国专利4705594号中。亦曾揭示一种用于将物体金属表面以物理化学方式进行大量精加工的组合物。该组合物中包含草酸、硝酸钠以及过氧化氢，此配制剂可快速地形成高度精加工的表面。
Michaud于1989年4月4日的美国专利4818333号中，曾揭示一种用于将相当粗糙的金属表面精加工成具有高平滑度及高亮度的物理化学方法，此方法的特征在于使用非磨削性且具有高密度的研磨介质。
虽然上述方法及化学组合物可有效且满意地达成其目的，但仍有若干的局限性。特别是上述的组合物不能有效地，或至少不能充分地精加工磁性不锈钢的表面。
先有技术曾揭示多种用于处理金属表面以达成各种目的的组合物;例如，某些组合物特别适于不锈钢表面。举例而言，Gibson于1951年12月11日的美国专利2577887号中，曾揭示一种用于在机加工操作中保护不锈钢的覆层。构成该覆层的组合物中包含草酸或草酸铁、促进剂(最好为三价铁离子)、以及选自氯、溴、氰铁酸盐或硫氰酸盐的阴离子;在溶液中含有至少约2%的氯离子或等当量的阴离子即认为具有效果。
Gibson于1952年11月11日的美国专利2617749号中，曾揭示一种包含草酸、硫氰酸盐、过氧化物以及三价铁离子的处理浴，此浴亦用于在不锈钢表面形成保护层。该专利权人认为，该活性成分中至少应有25%(重量)是硫氰酸盐，并且该成分在该溶液中的阈值含量为1.5%，这些都是十分重要的。
Spinger等人于1953年8月18日的美国专利2649361号中，曾揭示一种利用含有一种或多种氰化物以及一种或多种硝基取代芳族化合物的水溶液以溶解金属的方法，其中，铵及碱金属氰化物以及间硝基苯磺酸曾特别被提及。
Goodspeed等人于1957年7月23日的美国专利第2800421号中，曾提供一种用于涂覆不锈钢的组合物及方法，此组合物中使用草酸、卤化物及/或硫氰酸盐离子、以及有机硝基化合物;涂覆溶液中，使用相对于总重至少1%的卤素离子或硫氰酸根离子。
Grunwald于1963年7月9日的美国专利3097117号中，曾揭示一种用于在镍上形成黑色浸涂层的水溶液;除无机强酸外，此溶液中还含有每升中0.05-1.0摩尔芳族硝基衍生物以及0.01-0.5摩尔的无机硫氰酸盐。
依据Freeman等人于1969年8月5日的美国专利3459604号，一种用于在不锈钢上有效地形成携载润滑剂的覆层中，除含主要量的草酸之外，尚含有一种或多种诸如在每升中不超过20g(最好1-10g)的间硝基苯磺酸，每升中1-10g的碱金属硫氰酸盐及硫氰酸铵促进剂。
Ashdown于1970年12月15日的美国专利3547711号中，曾揭示一种用于在表面形成覆层的方法。在该方法的一个实例中，利用一种含有(以1升为基准)40g草酸、1.5g二硝基苯磺酸钠(以NO2表示)、2.6g硫氰酸铵(以SCN表示)以及5.0g氟化氰铵(以F表示)的溶液，制成草酸盐覆层用涂料。
1988年2月19日的美国专利4724041及4724042号中，Sherman曾揭示用于准备供电镀的铁金属部件的组合物及方法;此方法是借助于在振动式研磨容器中搅动该部件，在搅动中，将该部件浸于含有草酸、含磷螯合剂、氨化剂(用于调整pH)、表面活性剂以及载体的溶液中;依据4724042号专利，由诸如硅藻土等吸收剂所载的一乙醇胺可用于调整pH。
虽有上述先有技术，但是一种可用物理化学方式有效地精加工磁性不锈钢表面的组合物、水溶液以及方法，仍是迫切需要的。
因此，本发明的主要目的在于提供一种新颖的组合物以及由该组合物制备的新颖水溶液;该溶液可借块体研磨而供有效地精加工金属物件，特别是精加工具有磁性不锈钢表面的物件;此外，本发明还提供一种利用上述溶液的新颖块体研磨方法。
本发明的另一目的在于提供一种可以高速完成表面精加工的组合物、溶液以及方法，由此而可在适当条件下以高度均匀性除去金属，而不致造成工件表面的重大点蚀、腐蚀、侵蚀或其他的晶粒间侵蚀等现象。
本发明的又一目的在于提供一种组合物、溶液以及方法，由此而在进行表面精加工后不致发生点蚀、腐蚀、侵蚀或其他晶粒间侵蚀等现象，包括用于存在缺氧部位的表面的精加工;此外，本发明的目的还在于提供一种不致产生不快气味的组合物、溶液以及方法;又，本发明的目的还在于提供一种组合物、溶液以及方法，在使用及实施时，在开放、振动式的块体研磨装置中，可以发挥特殊的效果。
依据本发明人的研究，上述本发明的某些目的可通过提供下列组合物而达成。此组合物中含有主要量的一种酸成分以及占组合物1-24重量%的促进剂成分;该酸成分由至少主要为草酸的酸成分所构成;促进剂成分主要由硫氰酸盐及间-硝基苯磺酸盐所构成，两者的摩尔比为0.28-2.8∶1。关于组合物中各成分的溶解度，当组合物被添加于20℃的水中并且相对于水其浓度最高达10%时，所有成分将完全溶解或至少基本上溶解。
于较佳实施方案中，组合物含有约3-8重量%的一种羟烷基胺表面活性剂，此表面活性剂的烷基部分含有2-4个碳原子。在某些应用中，含有约0.2-0.6重量%的聚(氧亚乙基)烷醇反应产物表面活性剂尤其符合要求。
本发明的其他目的可通过提供上述组合物的水溶液而达成;上述组合物被稀释成使所形成的溶液中溶有硫氰酸盐浓度为0.03-0.6g/升。
本发明的另外目的可通过提供用于精加工物体的磁性不锈钢表面的物理化学方法而达成，在此方法中利用上述的水溶液。将该水溶液导入带有块体元件的块体研磨装置(例如开放式的振动筒)的容器中，此容器中装有一批具有磁性不锈钢表面的物件;上述元件可迅速搅动，搅动时，其表面由上述溶液保持于润湿状态。所用设备的特性以及搅动的程度，应以可造成各元件间产生相对运动及接触为准，并且应造成溶液的显著氧化为准;搅动持续一定时间，使之足以使表面的粗糙度有效地减小，通常为5小时或更短时间。虽然有必要时可采用磨削性陶瓷及塑性介质，但最好使块体元件包括一定量高密度、非磨削性介质;又，本发明方法在实施时也可不采用介质(即采取工件对工件操作)。
一般而言，本发明组合物中所提供或所用的羟烷基胺成分可选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺以及异丁醇胺。聚(氧亚乙基)/烷醇表面活性剂最好选自(1)醇基部分具有9-11个碳原子且每摩尔醇平均具有6摩尔环氧乙烷的直链伯醇乙氧化的化合物;以及(2)每摩尔醇具有2-30摩尔环氧乙烷的壬基苯氧基聚(氧亚乙基)乙醇化合物。
本发明功效方面的例证，可由下列各特定实施例表示。
实施例1首先，借混合下列表1中所示量的各种成分，制成三种粉末状配制品;“SCN”表示硫氰酸钠，“SMNBS”表示间-硝基苯甲酸钠;又，各配方中所含成分的量为重量%。
表1总比率草酸SCNSMNBSSCN+SMNBSSCN∶SMNBSA980.331.6721∶5B951.04.051∶4C922.06.081∶3然后，将上述的各种配制料完全溶解于温水中，每升45g。所得溶液的使用方式如下所述。
首先，将工作容积为425升(15立方英尺)的平底式振动筒调定于3.5mm的振幅及65°的导角操作。而后，将约2000磅的一种商售研磨介质装入上述筒中，此介质相当于上述Michaud的美国专利4818333号中的“介质D”。相信此介质的标称组成为铝、硅、铁及钛的氧化物，粒径的最大尺寸约为1-25μ，具有混合小片状及粒状构形;又，其中所装入的元件为斜角截圆柱形状，其直径约为1.3cm，长度约为2.2cm;该元件的密度约为3.3g/ml，金刚石角锥硬度值约为1130(按ASTM法E-384，利用1000g负荷测定，三次读数平均而得)。又，该元件块体的堆积密度约为2.3g/ml，在必要时上述介质经预先处理以除去其锐利的边角。
然后将375个高尔夫球杆杆头作为工件装入上述装置的振动筒内。该杆头系由17-4PH不锈钢所铸成，并且由150细砂带抛光;除去所有铸造凹坑，其表面的算数平均粗糙度(Ra)约为45微英寸(1.143μm)，是由“P-5”Hommel试验机测得。
然后将每种工作溶液以约23升/小时(按流经量计)的流量在室温送入上述振动装置的筒中，将该装置的操作速率调定为1300周期/分钟。在适当操作时间后，将高尔夫球杆杆头自筒中取出并置于架子上，用水冲洗后再干燥。在进行评价后，发现所有的球杆杆头的Ra表面值仅为4-5微英寸(0.1016-0.1270μm)，而且没有砂带带痕，同时没有明显点蚀、腐蚀、侵蚀或其他的晶粒间侵蚀;又，金属除去量亦最少，而且以高度均匀方式达成，此外，工件的轮廓以及边缘等均被精确地保留。上述结果是应用式A溶液在约4.5小时达成，用式B溶液时在约3.5小时达成，用式C溶液时在约3.0小时达成。依据起始的表面粗糙度，操作时间当然会有所不同;若要形成相当光滑的制品(如上述的杆头)，可能需要5小时或更短操作时间。
实施例2于本实施例中，通过混合下列表2中所示重量%的各种成分，而制得四种粉末状配制品。
表2总比率草酸SCNSMNBSSCN+SMNBSSCN∶SMNBSD990.170.8311∶5E886.06.0121∶1F881.110.9121∶10G766.018.0241∶3然后，利用容积为85升(3立方英尺)的平底式振动筒，然后调定于以3.5mm的振幅及70°的导角操作;该振动筒中所用的介质与实施例1中所用者相同。而后，将由四个在实质上全同的由17-4PH不锈钢制成的熔模铸块试验块所构成的工件(预研磨成Ra为6微英寸(0.1524μm))以及额外的由相同的不锈钢所构成的金属构件分别装入上述振动筒内，装入的量应足以基本上充满筒内以模拟生产状况。
另一方面，将各配制品D-G以60g/升的浓度溶解于水中，并将其以约7升/小时的流量(按流经量计)导入块体研磨装置的筒中;将试验进行4小时，然后将铸块试验块自筒中取出、冲洗并干燥及称重;配方D的平均重量损失为0.062g，配方E的平均重量损失为0.083g，配方F的平均重量损失为0.084g，配方G的平均重量损失为0.10g。此等试验块的表面并无任何显著的点蚀、腐蚀、侵蚀或其他的晶粒间侵蚀现象，而且金属的去除十分均匀。
实施例3于本实施例中，通过混合下列表3中所示重量%的各种成分，制成五种粉末状配制品。表中，“TEA”为三乙醇胺，“MEA”为一乙醇胺。
表3总比率草酸SCNSMNBSSCN+SMNBSSCN∶SMNBSTEAMEAH92.21.253.7551∶32.8-I87.23.336.67101∶22.8-J89.20.52.531∶57.8-K80.26.018.0241∶37.8-L80.22.010.0121∶5-7.8然后，将各配制品分别以45g/升的量溶解于水中，并将所得的溶液利用实施例1中所述的过程及工件测试。在所有的实施中，均可达成表面良好的精加工效果，而且金属可快速及高均匀性地除去;再者，金属表面亦无显著的点蚀、腐蚀、侵蚀或其他的晶粒间侵蚀现象。此外，除非予以抑制，任一种配方均有发生气味的倾向(尤其是配方K);虽然在某些场合下会发生气味，但均未达到不愉快和难以忍受的程度。
实施例4于本实施例中，将下列表4中所示重量%的成分混合，以制备四种干粉末状配制品;其中，“CO-710”是IGEPALCO-710，一种由GAFChemicalCorporation所供应的壬基苯氧基聚(氧亚乙基)乙醇表面活性剂，每分子含有10-11个氧亚乙基基团。
表4总比率草酸SCNSMNBSSCN+SMNBSSCN∶SMNBSTEACO-710M900.330.6721∶57.720.28N86.50.55.061∶107.720.28O89.10.752.2531∶137.750.15P80.12.010.0121∶57.750.15首先，将上述各配制品以45g/升的浓度溶解于水中，并将所得的溶液以约11升/小时的流量(按流经量计)导经振动式块体研磨装置的容积为133升(4立方英尺)的平底筒中。该装置的筒内含有400个由410不锈钢所制成的剪刀，该剪刀经预硬化成为具有56C的洛氏硬度值，且其表面经120砂带抛光成具有85微英寸的Ra值。此外，该筒内还含有等量的使用于实施例1中的介质及上述Michaud的专利中所提及的“介质C”二者的混合物，此混合物的量应足以基本上填满筒内。
然后，将上述筒操作，操作条件为振幅4mm，导角65°，速率1300周期/分钟，并利用所选择配方的溶液。研磨2小时的后，再将碱金属皂溶液导流经过上述筒内，流量约为45升/小时。
而后，取出剪刀将其冲洗，冲洗后再干燥，干燥后，检视其表面的品质，并对其铰合部位的相对表面特别注意。根据检视结果，发现该剪刀表面并无砂带带痕，且具有如镜面般光泽，其平均Ra值为3.14微英寸(0.080μm);包括铰合处缺氧表面的所有表面，均无点蚀、腐蚀以及其他晶粒间侵蚀的情况，而且其铰合机构本身保持紧密并且可圆滑动作。
另一方面，利用配方M-P但省略TEA及CO-710而重复上述试验，获得具有于对比条件的暴露表面的剪刀;此剪刀的铰合区域具有不令人满意的点蚀及腐蚀现象，而且由于金属过度溶解，该机构相当地松。此外，又利用省略TEA的配方M-P进行测试，发现从点蚀、腐蚀的是否发生以及从重叠表面处的过量金属是否除去等观点而言，所制成的剪刀表面尚称良好，但与利用原配方的精加工时间相比，其精加工时间太长。
用于本发明实施中的含硫成分最好为硫氰酸盐，最好为钠盐，但是，硫脲、二硫氨基甲酸盐、以及四甲基秋兰姆一硫化物亦可采用;所有官能性硫化合物在工件存在时都可产生硫化氢。各种含硫化合物的可有效发挥效能且不致造成点蚀或其他问题(例如气味)的浓度，是依所用化合物而变化，适当的比率及浓度已于前述。更值得一提的是，具体化合物的有效性，通常至少在某种程度上依组合物的整体配方和给定工件的已有冶金历程而定。
以硫氰酸钠作为最典型的含硫化合物时，将可有效地发挥其效果而不致造成令人不满意的点蚀或晶粒间侵蚀现象;所用的工作溶液中应含有约0.03-0.6g/升的硫氰酸钠，最好含有约0.11-0.23g/升。因此，在实施中，可供制备溶液的干式配制品中不应含有超过12重量%的硫氰酸盐化合物。
用于本发明实施中的适当的硝基苯(芳族硝基化合物)氧化剂，包括间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸、氯硝基苯甲酸、上述的酸的碱金属盐及铵盐、以及4-氯-3-硝基-苯甲磺酰胺。较佳的氧化剂是间-硝基苯磺酸的钠盐，但相信其他的某些氧化剂亦可代用，并在多种情况下获得效果。
如前所述，干粉状配制品中可含有至少1重量%至多至24重量%的硫氰酸盐及间-硝基苯磺酸盐的组合物。于较佳的实施方案中，其总重应不超过12%，必须强调的是，当促进剂组合物重量为其范围的上限时，通常只是在混合物中硫氰酸盐化合物与硝基苯化物的重量比为最佳值时才能获得令人满意的结果;亦即其重量比在1∶2.5-1.4(亦即摩尔比为0.7-1.12∶1的范围内)的范围内时，才能获得满意结果。在上述组合物的低浓度范围时，SCN∶SMNBS比可以高至1∶10，与此中规定的0.28-2.8∶1的宽广摩尔比范围一致。
除点蚀及晶粒间侵蚀(以下将作更详细的说明)的问题外，申请人发现当硫化合物的浓度过高时，会产生令人难以忍受的气味，此即在例如本发明方法中特别存在的问题，在实施中，此方法必须在对大气开放或连通于大气的装置中实施。添加2.5-10%，最好不超过8%的羟基(低级)烷基胺的配制品已发现可改善上述气味所造成的影响。在一种示范性配方中，当硫氰酸钠∶间-硝基苯磺酸钠的重量比为1∶1.25-3.5时，要求含有2.8%的三乙醇胺。另一种SCN∶SMNBS比率介于1∶2.5-4的此类配方中，含有7.8%该种胺可发挥有利效应。于后者的场合，SCN及SMNBS的总量应不超过干式配制品总重的12%。
虽然酸成分可仅包括草酸，但在许多场合下，还要求酸成分中含有至少与草酸等量的其他有机及/或无机酸成分，特别是含有这些磷酸盐，诸如三聚磷酸钠、磷酸一钠、焦磷酸四钾、六偏磷酸钠等，或其他类似的本领域技术人员熟知的有效化合物;在某些场合，例如以铵、钠或钾二氟化物等形态使用的氟离子，亦称得上具有优点。在较佳的实施方案，草酸应为所用任何其他酸组分的至少两倍;当使用第二种酸时，草酸与其重量比最好为至少3.5∶1。
含有以特定比率构成的成分的“干式”配制品(亦即，不含水的配制品)，通常是稀释成每升水含有约15-90g，较好含有20-75g，最好含有45-60g，以获得溶液中活性成分的所要浓度。至此为止所述的在不造成反面影响条件下获得改进的活性，最重要的因素是含硫成分相对芳族硝基化合物的比率，以及该组合物的浓度。为获得最理想结果的特定比率以及量，是依据所用的特定组分而变化，还依据待处理金属的性质而变化。就硫氰酸盐以及间-硝基苯化合物的最适宜比率以及浓度而言，已然叙明若要获能良好的结果，必须将其维持不变。
本发明溶液于pH1-6.5的范围内可满意地操作;于此范围的外时，有发生点蚀或其他晶粒间侵蚀的倾向。又，本发明溶液虽可在较高温度使用(可能在处理时的机械作用不可避免地发生升温)，但一般可在室温发挥最令人满意的效能。值得一提的是，温度可对所得结果带来非常重大的影响。
如前所指出，关于上述溶液所产生的作用方面，以及在决定各成分最适宜浓度方面，工件表面的曝空气程度非常重要。具体言之，当在某一既定部位(例如，在连接点、被遮蔽区、或被屏蔽的区域，虽然已由该溶液所湿润，但仍为无空气环境)存在无空气或缺氧环境时，特别是含硫成分的浓度必须较适宜量为低。当干式配制品中含有约2-6%的SCN及SMNBS的组合物时，并且当其重量比在1∶1-1.5范围内，及当该配制品使用的浓度超过约45g/升时，常会遭遇无空气性点蚀。
然而，如前实施例4的说明，当采用聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂时，本申请人发现实质上可有效地降低或避免易发生于工件的氧化性不足区域的点蚀、腐蚀、侵蚀或其他晶粒间侵蚀等情况。虽然由上述观点以及由发挥配制品的最大效力以使其能够在振动筒的广范围装载条件下发挥效果的观点而言是有利的，但含有该表面活性剂的四成分配制品却因相信是导因于聚(氧亚乙基)烷醇界面活性剂的较慢精加工速率而仅具有有限的实用性。
依据本发明，经本发明人发现，具有上述种类及浓度的羟基(低级)烷基胺如使用于含有聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂的四成分配制品，将可提供与该表面活性剂的降低精加工速率恰巧相反的巨大效果。因此，上述胺不仅可压制气味的发散及促进溶液的润湿作用，同时亦可加快用聚(氧亚乙基)表面活性剂改性的配制品所达到的精加工速率。此应视为本发明最意想不到并且有利的情况。
聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂在使用时，相对干式粉末配制品的总重，其使用量为0.1-1.0%，最好不超过0.3%。为达成所期望效果的必要量，主要取决于SCN∶SMNBS比率以及此等成分的总重而按比例增加。
除使用于实施例4中的IGEPALCO-710的外，本发明人发现另一种表面活性剂NEODOL91-6亦属有效;NEODOL91-6是ShellOil公司供应，其特点在于属于一种直链伯醇的乙氧化物，由具有9-11个碳原子醇的乙氧化物的混合物所构成，此乙氧化物含有平均六摩尔环氧乙烷/摩尔醇。相信其他类似的聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂在本发明组合物及方法中亦可发挥相若的效果，当然，此表面活性剂必须在酸性水溶液中可溶;根据本发明人了解，此表面活性剂在酸性条件下也应为阳离子型。
所用振动(或其他块体研磨)设备的操作，是采用传统的方式，此可由Michaud等、Zobbi等以及Michaud的专利案中的详细叙述而了解到。一般而言，最好使该装置(可为振动筒、转鼓等)开放或连通于大气，以便以最便利条件使溶液中进行必要的氧化作用;然而，设计成用以获得相同目的的密闭装置，也可以使用。必须强调的是，操作的较佳方式是将新鲜的溶液连续地导入，而使用后的溶液以实质上相同的流量连续地由筒中排出(亦即“流经”操作)。分批以及再循环流动方式肯定不符合要求，因为此等方式会造成产生活性副产物以及不能快速消除的成分，而导致浓度过高，常会导致被处理表面品质不合格。此等影响虽可通过采用较短的操作时间而获缓解，但只能在精加工后成为表面品质降低的成品，所以有必要将表面状况更好一些的工件送入去加工，不然的话是不需要这样好的表面去精加工的。
最后，必需强调的是，虽然本发明配方及溶液可有利地被用作为碳钢、以及可能的奥氏体不锈钢及其他诸如铜等材料的表面精加工，但其最重要及最有利的应用还是在于磁性不锈钢的表面精加工，此磁性不锈钢通常限定为含有0-4%的镍以及少于18%的铬。
由上述说明可知，本发明是提供一种新颖的组合物，以及由该组合物所制成的新颖水溶液，该水溶液适用于将具有磁性不锈钢表面的物件进行振动块体研磨以将其精加工。此外，本发明还提供一种利用此种溶液且通常于开放式振动装置内实施的新颖块体研磨方法。精加工能以高速达成，工件表面无显著的点蚀、腐蚀、侵蚀或其他的晶粒间侵蚀情况，而且，在适当的条件下，待处理表面除去金属的作用具有高度的均匀性。另一特别重要的特征是，本发明所提供的组合物、溶液及方法，可使工件表面在无空气性部位亦不致发生点蚀、腐蚀、侵蚀或其他晶粒间侵蚀情况;此外，还可使令人难以忍受的气味不致产生。
权利要求
1.一种可供加入到水中而成为能对磁性不锈钢表面进行有效物理化学精加工的组合物，所述组合物包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量)；一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0；所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物)。
2.一种可供加入到水中而成为能对磁性不锈钢表面进行有效物理化学精加工的组合物，所述组合物包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有约2.5-10%(重量)的一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子;所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物)。
3.一种可供加入到水中而成为能对磁性不锈钢表面进行有效物理化学精加工的组合物，所述组合物包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的2.5-10%(重量);还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物)。
4.一种可供加入到水中而成为能对磁性不锈钢表面进行有效物理化学精加工的组合物，所述组合物包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氰酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆一硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述的较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物3-8%(重量);所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物)。
5.一种可供加入到水中而成为能对磁性不锈钢表面进行有效物理化学精加工的组合物，所述组合物包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氰酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆一硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述的较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的2.5-10%(重量);还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物)。
6.一种用于精加工磁性不锈钢表面的水溶液，该溶液包括水和一种组合物，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g。
7.一种用于精加工磁性不锈钢表面的水溶液，该溶液包括水和一种组合物，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有约2.5-10%(重量)的一种羟烷基胺表面活性剂，其烷基中含有2-4个碳原子;所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g。
8.一种用于精加工磁性不锈钢表面的水溶液，该溶液包括水和一种组合物，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有约2.5-10%(重量)的一种羟烷基胺表面活性剂，其烷基中含有2-4个碳原子;还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g。
9.一种用于精加工磁性不锈钢表面的水溶液，该溶液包括水和一种组合物，所述组合物中包含含量占大部的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氰酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆一硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述的较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的3-8%(重量);所述组合物中全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水，所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-6.0g。
10.一种用于精加工磁性不锈钢表面的水溶液，该溶液包括水和一种组合物，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氰酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆一硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述的较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的2.5-10%(重量);还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-6.0g。
11.一种对物体磁性不锈钢表面的物理化学精加工方法，包括以下步骤(a)提供一种组合物的水溶液，该组合物中含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物至少应于20℃基本上完全溶解于水，溶解量为按水的重量计最高达10%(重量，组合物);所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g;(b)向一种块体研磨装置的容器中加入一批元件，该批元件是由一定量的具磁性不锈钢表面的物件所组成;(c)用所述溶液润湿该批元件;(d)迅速搅动该批元件，同时保持所述表面被所述溶液润湿的状态，所述搅动使所述各元件产生相对运动和接触，并由所述溶液产生显著的氧合作用;(e)将所述搅动操作持续足够时间，使所述表面的粗糙度显著降低。
12.一种对物体磁性不锈钢表面的物理化学精加工方法，包括以下步骤(a)提供一种组合物的水溶液，该组合物中含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有约2.5-10%(重量)的一种羟烷基胺表面活性剂，其烷基中含有2-4个碳原子;所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物的溶解量按水重量计最多达10%(重量);所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g;(b)向一种块体研磨装置的容器中加入一批元件，该批元件是由一定量的具磁性不锈钢表面的物件所组成;(c)用所述溶液润湿该批元件;(d)迅速搅动该批元件，同时保持所述表面被所述溶液润湿的状态，所述搅动使所述各元件产生相对运动和接触，并由所述溶液产生显著的氧合作用;(e)将所述搅动操作持续足够时间，使所述表面的粗糙度显著降低。
13.一种对物体磁性不锈钢表面的物理化学精加工方法，包括以下步骤(a)提供一种组合物的水溶液，该组合物中含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成，其量占所述组合物的1-24%(重量);一种促进剂，其主要成分是由一种硫氰酸盐和一种间-硝基苯磺酸盐所组成，其相应含量的摩尔比率为0.28-2.8∶1.0;所述组合物中还含有约2.5-10%(重量)的一种羟烷基胺表面活性剂，其烷基中含有2-4个碳原子;还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水，所述组合物的溶解量按水重量计最多达10%(重量);所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g;(b)向一种块体研磨装置的容器中加入一批元件，该批元件是由一定量的具磁性不锈钢表面的物件所组成;(c)用所述溶液润湿该批元件;(d)迅速搅动该批元件，同时保持所述表面被所述溶液润湿的状态，所述搅动使所述各元件产生相对运动和接触，并由所述溶液产生显著的氧合作用;(e)将所述搅动操作持续足够时间，使所述表面的粗糙度显著降低。
14.一种对物体磁性不锈钢表面的物理化学精加工方法，包括以下步骤(a)提供一种组合物的水溶液，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氧酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆-硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述的较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的3-8%(重量);所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水，所述组合物的溶解量按水重量计最多达10%(重量);所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g;(b)向一种块体研磨装置的容器中加入一批元件，该批元件是由一定量的具磁性不锈钢表面的物件所组成;(c)用所述溶液润湿该批元件;(d)迅速搅动该批元件，同时保持所述表面被所述溶液润湿的状态，所述搅动使所述各元件产生相对运动和接触，并由所述溶液产生显著的氧合作用;(e)将所述搅动操作持续足够时间，使所述表面的粗糙度显著降低。
15.一种对物体磁性不锈钢表面的物理化学精加工方法，包括以下步骤(a)提供一种组合物的水溶液，所述组合物中包含含量占大部分的是一种酸类成分，该成分至少主要由草酸所组成;占较少量的是一种促进剂并由以下成分所组成(a)一种含硫化合物并选自硫氰酸盐、二硫代氨基甲酸盐、硫脲、四甲基秋兰姆一硫化物;(b)一种硝基苯类氧化剂并选自间-硝基苯磺酸、硝基间-苯二甲酸类、硝基对-苯二甲酸、硝基对-甲苯甲酸、硝基苯甲酸类、氯硝基苯甲酸类、所述各种酸的碱金属盐及铵盐、4-氯-硝基苯磺酰胺，所述较少量应足以促进所述酸类成分和磁性不锈钢表面之间的反应速率;所述组合物中还含有一种羟烷基胺表面活性剂，其中的烷基含有2-4个碳原子，含量占组合物的2.5-10%(重量);还含有一种聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂，含量占组合物的0.2-0.6%(重量);所述组合物中的全部成分至少应于20℃基本上完全溶解于水;所述组合物的溶解量按水重量计最多达10%(重量);所述组合物溶解后所成水溶液的浓度应使所述硫氰酸盐含量为每升0.03-0.6g;(b)向一种块体研磨装置的容器中加入一批元件，该批元件是由一定量的具磁性不锈钢表面的物件所组成;(c)用所述溶液润湿该批元件;(d)迅速搅动该批元件，同时保持所述表面被所述溶液润湿的状态，所述搅动使所述各元件产生相对运动和接触，并由所述溶液产生显著的氧合作用;(e)将所述搅动操作持续足够时间，使所述表面的粗糙度显著降低。
16.按权利要求2或4的组合物，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺。
17.按权利要求7或9的溶液，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺。
18.按权利要求12或14的方法，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺。
19.按权利要求3或5的组合物，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺;其中所述聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂是选自直链伯醇乙氧化物，其醇基含9-11个碳原子，每摩尔醇平均含6摩尔环氧乙烷，以及壬基苯氧基聚(氧亚乙基)乙醇化合物，每摩尔醇含2-30摩尔环氧乙烷。
20.按权利要求8或10的溶液，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺;其中所述聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂是选自直链伯醇乙氧化物，其醇基含9-11个碳原子，每摩尔醇平均含6摩尔环氧乙烷，以及壬基苯氧基聚(氧亚乙基)乙醇化合物，每摩尔醇含2-30摩尔环氧乙烷。
21.按权利要求13或15的方法，其中所述羟烷基胺表面活性剂是选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺;其中所述聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂是选自直链伯醇乙氧化物，其醇基含9-11个碳原子，每摩尔醇平均含6摩尔环氧乙烷，以及壬基苯氧基聚(氧亚乙基)乙醇化合物，每摩尔醇含2-30摩尔环氧乙烷。
22.按权利要求11、12、13、14或15的方法，其中所述成批元件包括一定量的非磨削性、高密度介质。
23.按权利要求1、2或3的组合物，其中所述摩尔比率为0.7-1.12∶1.0。
24.按权利要求1、2或3的组合物，其中所述酸类成分的量按该组合物计不超过12%(重量)。
25.按权利要求6、7或8的溶液，其中所述摩尔比率为0.7-1.12∶1.0，其中所述酸类成分的量按该组合物计不超过12%(重量)。
26.按权利要求11、12或13的方法，其中所述摩尔比率为0.7-1.12∶1.0，其中所述酸类成分的量按该组合物计不超过12%(重量)。
27.按权利要求11、12或13的方法，其中所述步骤(e)的时间为5小时或更短时间。
28.按权利要求11、12或13的方法，其中所述装置是一种振动式块体研磨装置，其中所述该装置的容器是敞开的或连通到大气的。
全文摘要
一种用于将磁性不锈钢物件以振动方式进行块体研磨的组合物，组合物中包含草酸、间-硝基苯碘酸钠以及硫氰酸钠，后两种化合物相对含量有特定比率。较佳的组合物中含有羟烷基胺；在某些应用场合中，该组合物中最好含有聚(氧亚乙基)烷醇表面活性剂。
文档编号C23G1/08GK1046946SQ89109228
公开日1990年11月14日 申请日期1989年12月8日 优先权日1989年5月4日
发明者马克·D·米丘德, 罗伯特·G·佐比 申请人:兰姆化学有限公司