CN1043349A - 使用致密氧化铝基介质之金属表面精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种物理化学方法，可将相当粗糙的金属表面在相当短时间内精制到具高度光滑度和亮度的状态，其特征是采用非磨蚀，高密度的摩擦抛光介质。该方法可在一步骤内完成且产生最少的介质微粉，因而，具有经济性和环保等优点。

Description

Michaud等人在美国专利第4，491，500号中曾叙及和宣告过一种精制金属表面的物理化学方法，该方法包括在表面上形成，物理去除和连续修补一层相当软的涂层。高突点可藉机械作用予以匀平，最好是在振动物质精制设备中完成，而最后可在相当短时间内产生非常光滑的精制表面。

该专利人提及其方法可用逐部进行技术（part-on-part        technique）或通过掺合磨蚀性物质精制介质（abrassive        mass        refinishing        madia）加以实现，例如，可将石英（quartz）、花岗石（granites）、氧化铝类、氧化铁类和碳化硅等加入陶瓷、塑料等基材内。如该专利所述，该方法的效率很明显是因为能选择性地去除表面的凹凸不平，其去除作用则是将金属经化学转化成较软的形态而达到的。

虽然Michaud等人的方法最有效且令人满意，不过，不言而喻的是，若能达到比其更高的产率并改进最终工作件表面的质量的话，将可使该技术获得更有价值的进展。而且，若这些优点可由实施起来更经济，方便且具环境吸引性等的方法来完成时，当然更是如此。

要达到金属表面的最终精制，通常最好是用摩擦抛光步骤（burnishing        step）完成Michaud的方法，即可将物件置于装有所谓摩擦抛光介质和对金属呈惰性的碱性皂水溶液之物质精制装置内处理而进行该步骤。典型的摩擦抛光介质为经熔化成硬的、致密、非磨蚀性粘结物的无机氧化物粒所组成;此外，也常采用钢珠来摩擦抛光金属物件。

过去的标准操作是将工作件置于装有磨蚀介质（如，当该操作是采用化学法促成时，可用含有大约百分之20到40磨蚀粒的粗砂填充陶瓷）的振动辊筒内处理，然后，转移到装着摩擦抛光介质的第二部辊筒内处理;不过，这种作法显然很不方便，耗时且昂贵。Michaud等人的方法采用相对非侵蚀性切割介质（如，含有百分之10到15磨蚀砂的陶瓷），可以不必转移到第二个辊筒，即可一次制成摩擦抛光的物件。这种方法的表面精制阶段进行如下，最初是用可在物件上产生转化涂层的反应性溶液进行，接着为冲洗步骤，最后是在设备操作进行中，流过摩擦抛光皂溶液。

虽然这种方法有其很大的优点，但因为磨蚀介质有磨刮金属表面的特性，故这种方法可能不会使金属表面产生最终的精制（即，镜面亮度（specular        brightness）]。此外，为了要有效率，这种介质的粗砂粒必须持续地碎裂产生新的尖锐的棱边以得到切割功能;而且，显然地，为了环境理由，该方法所用的溶液必须处理以除掉所产生的颗粒以及陶瓷基质磨损时掉落的粉末残渣和颗粒物。

综上所述，本发明主要的目的即提供一种新颖且高度有效的，利用物理化学精制技术达到金属表面精制的方法。

本发明更特殊的目的是提供这样一种方法，用这种方法能以比前所已知同类方法更快的速率达到更高的表面精制。

本发明的另一目的是提出具有前述特点和优点的方法，且比同类早期方法更经济易行并且具环保优点。

本发明的另一特殊目的是提出新颖的物理化学方法，可将相当粗糙的金属表面于一次步骤中，即，用一种介质且不必转移物件，就能达到镜面状态。

现已发现本发明的上述和有关目的可由本发明提出的表面精制方法来达到，该方法包括将大量组成物，包含一些具有相当粗糙金属表面的物体和能使表面转化成为较软形态的溶液等，加入一个物质精制装置的容器内，并在其内快速搅动，以在组成物之间产生相对移动，并使表面保持在被溶液湿润的状态，而在连续方式中使任何暴露出来的金属完成转化。其中包含一些含量成比例的非磨蚀性的固体介质组成物，其含量和大小可使其在搅动状态下，促进它们互相之间及与物件之间的相对滑动。该介质组成物是由某些氧化物粒料的混合物组成，该氧化物粒是经熔化而成粘结物且基本上不含个别的磨蚀粒，此粘结物中含有，以不包括氧的方式计，约60至80重量百分比的铝和约5到30重量百分比的硅，其密度至少为每立方厘米约2.75克（g/cc），且其平均金刚石锥硬度（averaged        diamond        pyramid        hardness）（DHP）最好至少约845;以量计算，该介质组成物具有至少每立方厘米约1.70克的松密度（bulk        density）。

在一个较佳实施例中，构成介质组成物的粘结物基本上含有，以不包括氧的方式计，约76到78重量百分比的铝，约10到12重量百分比的硅，约5到9重量百分比的铁和约4到6重量百分比的钛。另外，该物质基本上可能含有，以相同计算方式计，约63到67重量百分比的铝，约26到36重量百分比的硅，约2到4重量百分比的钠，约1到2重量百分比的钾和约0.5到0.8重量百分比的磷。在另一特殊形式中，该组成可能为约62到73重量百分比的铝，约7到14重量百分比的硅，约10到25重量百分比的锰和约1到4重量百分比的钠。

最理想者，构成粘结物的氧化物细粒具有不超过约25微米的直径，而通常所有颗粒实质具有至少一微米的直径。该物质的密度通常小于约每立方厘米3.5克，其金刚石锥硬度低于约1，200，且该组成物松密度小于约每立方厘米2.5克。

该介质组成物的组成通常是要使其在本方法的搅动时造成的平均重量减低率不超过每小时约百分之0.1，且该介质组成物将保持实质上不含尖锐棱边。在某些例子中，将氧化物颗粒转化成粘结物的熔融操作可通过高温减压下加热完成，所用温度通常约为1，175℃。

本方法所用表面转化溶液中的活性成份最好是包含草酸根（oxalate        radical），其较佳浓度约为每升0.125到0.65克分子。也可以包含每升约0.05到0.15克分子的磷酸根，至少每升约0.004克分子的硝酸根，以及每升约0.001到0.05克分子的过氧根（peroxy        group）。草酸根、硝酸根和过氧根可分别来自草酸，硝酸钠和过氧化氢或过硫酸钠（sodium        persulfate）。

当本方法是在振动物质精制装置内进行时，有利的方式是以2到4毫米的振幅进行操作;物体对介质的体积比例可在广泛围内变化，但在大部分用例中，其比例介于约0.1到3∶1之间。通常，物体的金属表面具有至少约为100的算术平均粗糙度（arithmetic        averageroughness）（Ra）值，且可用本方法精制到实质上无波纹的状态，其粗糙度值最理想者约为2或更低。算术平均粗糙度表示粗糙度分布对平均线的偏差值的算术平均值，此处和后附权利要求书中所用的Ra单位为微吋。通常，此方法所需时间少于10小时，而在较佳实施例中，可在7小时或更短时间内达到最终表面质量。

本发明的效率可用下列特殊实施例来说明：

实施例1

制备水溶液：将80重量百分比的草酸，19.9重量百分比的三聚磷酸钠（sodium        tripolyphosphate），和0.1重量百分比的十二烷基磺酸钠（sodium        lauryl        sulfonate）等混合物以每升60克的浓度溶解于水中。振动物质精制装置的辊筒具有约280升的容量，其中基本上充填以固体介质和5.1公分×7.6公分×1.3公分的长方形钢块，钢块∶介质比例约为1∶3，钢块为硬化过的高碳钢，其Rockwell“C”值为45，且用“P-5”Hommel检验器测定的算术平均表面粗糙度约110～120。采用四种不同组成的介质;每一种都预先调理，即按照需要除去尖锐棱边;

介质“A”是两种标准磨蚀陶瓷材料的混合物，是倒角圆柱形，其内填充着粒度约65到80微米的氧化铝粗粒。介质A的约一半体积是直径约1厘米，长1.6厘米，含有百分之20粗砂装料量的圆柱介质，密度为2.4克/立方厘米;其余为直径1.3公分，长1.9公分，有百分之30粗砂装粒量且密度为2.5克/立方厘米的圆柱形介质。该混合介质具有约1.6克/立方厘米的松密度且其平均金刚石锥硬度（DHP）值为780（如本文所报告者，所有DHP值都是根据ASTM方法E-384，以1000克荷重测定，且为三次读数的平均值）。在组成方面，该介质组成物是由氧化物的混合物所构成，且含有下列元素，它们大约的重量百分比（以不包括氧的方式计算）分别示于小括号内：硅（51）、铝（36）、镁（3）、钙（3）、钛（2）、钾（2）、铁（1.5）和钠（1.5）。

下文标示为“B”、“C”和“D”的介质，每一种都是氧化物细粒混合物熔化成的粘结物;在所有三种介质中，颗粒的粒度范围为直径1到25微米，且实质上不含个别的磨蚀粒（即，50微米以上的粗砂粒，如氧化铝和氧化硅）。

在组成上，介质B含有（以不包括氧的方式计算）下列元素（此处和下文同样地将重量百分比约值都示于括号内）：铝（65）、硅（28）、钠（3）、钾（2）、钙（1.5）和磷（0.5）。介质B的组成物为圆柱形，直径约1.3公分，长度约为1.9公分，其密度约2.75克/立方厘米，该组成物的平均DHP值约890且其松密度约1.72克/立方厘米。

介质C为市售的摩擦抛光介质，其组成（同样以不包括氧的方式计算）为：铝（69）、锰（16）、硅（12）和钠（2），其余为浓度低于百分之1的钙、钾和氯;其颗粒尺寸约1到11微米，且为小片状和棒状混合形式。该介质组成物直径约0.8公分，长1.6公分，密度约3.08克/立方厘米且具有DHP值890和松密度约1.9克/立方厘米。

介质D也是市售的摩擦抛光介质，其标称组成为铝（77）、硅（11）、铁（7）和钛（5）、同样地是以不包括氧的方式计算。其粒度的最大尺寸为1到25微米，且为小片状和粒状两者的混合。此介质所构成的圆柱形组成物直径约1.3公分，其中一半的长度约0.8公分，另一半的长度约2.2公分;具有约3.3克/立方厘米的密度，组成物的松密度约为2.3克/立方厘米且DHP值约1130。

振动精制装置以每分约1300转和振幅调定为4毫米的条件进行运转。溶液是在室温加入，以每小时约11升的速率，在流动状态下进行（亦即，将新鲜溶液连续地导入，同时将用过的溶液连续地抽出并丢弃）。设备的运转会产生足够的热量，使溶液的温度升高到约35℃。

下面的表1列出用上述几种介质进行操作所得结果。在表中，“时间”栏（单位为小时）所示为产生“Ra”行中各相对应的最终算术平均粗糙度值所需的操作时间，为决定此值，需每隔一小时从辊筒中取出样品，到Ra值没有实质性改进时，即达到最终的Ra值。之后，用水冲洗辊筒，并用摩擦抛光溶液（百分之1的碱性皂水溶液）取代化学转化配方，以相同的流速再操作1小时。最终表面精制程度是用“等级”值（“Rating”Value）表示，是用衬片垂直放置于金属工作件表面，根据主观评估，结果则以1到5标度。数值“1”代表镜面亮度，数值“5”代表完全无反射性，“3”代表有些反射能力，但有模糊和折线现象，“2”和“4”两等级则代表中间状态。磨耗率数据则表示操作期间所发生的每小时介质的平均重量损失百分比。

表1

介质        时间        Ra        等级        磨耗率

A        14        4-5        4        0.17

B        10        3-4        2        0.10

C        16        3-4        2        0.10

D        7        1-2        1        0.06

表中的数据指出介质D可在钢块上产生高度精制表面的原因在于，从实验方面来看，只需非常短的操作时间和非常低的介质磨耗率;事实上，在长期检验中，这种介质的平均磨耗率可以低到每小时百分之0.015。介质B所得结果较不如此引入注意，但仍然相当合乎理想。虽然磨蚀介质A比介质C更快达到最终精制，但可以看出前者所得最终表面质量明显较后者为差，且其介质磨耗率也实质上较为大。

如上面已提及者，所列出的Ra值是用“P-5”Hommel检验器测定的，这是本文及后附权利要求中提及的所有Ra数据之基础。一般公认更复杂的检验设备可得到不同（且通常更高）的数值;不过，它们之间有相应的比例关系，本文所得数据应可准确地表示所用几种介质的性能。

实施例2

用介质B、C和D，重复实施例1的步骤，不过，要将其中所用的溶液改换成下述配方，其中的活性成份为（同样的，其浓度为每公升溶液含60克混合物）：约百分之79.5的草酸，百分之20的硝酸钠和百分之0.5的十二烷基磺酸钠;另加百分之0.3（依溶液体积计算）的标准的百分之35的过氧化氢试剂。用这几种介质可得类似表一所列的表面精制度，但其速度明显地比表一列者较为高。

虽然本发明方法的操作理论尚未清楚，但一般认为高的精制度，在许多例中最后达到镜面状态的效果可归因于采用摩擦抛光介质而非具磨蚀特性的介质。因此之故，伴随采用磨蚀介质必定会发生的切割和磨刮等作用都可避免掉，从而更易于获得最终的摩擦抛光表面。

对于本方法能将相当粗糙的金属表面（即，Ra值100或以上者）处理成高精制且最后达到镜面状态的能力，其关键要素在于采用能将工作件金属表面转化成较软，或较不粘结或粘着力较弱的形态之化学溶液。如上文中Michaud等人的专利所提及者，转化涂层最好是金属的氧化物，磷酸盐、草酸盐、硫酸盐或铬酸盐等形式，且认为其他反应产物在该方法中也同样有效。使用摩擦抛光介质取代先有技术中揭示的磨蚀介质并不能预期可产生采用本发明方法所达到的表面精制，尤其是按照本发明的方法，只要相当短时间就足够的情形来看更是如此。

本发明成功的关键相信是所用介质具有如上文规定的某种最低密度值之故，对于同样在前文所定的几种参数，似乎认为其上限值较可取。例如，已发现在本发明的方法中使用钢珠颇不理想，因其会在工作件表面产生显著的“波纹”或“橘皮”效果（即，轻微但易于察觉的起伏）;这种结果认为可归因于钢所具有的非常高的密度，不过，其他因素，例如，钢珠和工作件表面的相对硬度，相信也起一定的作用。此外，可以提及的是金属介质组成物可能因为化学处理溶液的反应性而不适用于本方法;这点当然取决于其中所含的金属和所用溶液的组成。

正如上文所论述，极为重要的是所用的介质组成物不可含有传统陶瓷类切割介质的磨蚀粗粒（即，氧化铝、氧化硅等的粒子、直径50微米以上者）。不仅是因为这种粗粒会如上所述造成工作件表面的磨刮，而且也因为它们在使用中具有碎裂作用之特性，这种特性虽是达到效率所需要的，但会产生具生态问题的微粒或微粉，从而必须在弃置前就清除掉。如已提及者，陶瓷基材的分解也会造成弃置问题，一则是因为产生颗粒，同时也因脱落出颗粒。

使液体介质中的自由微粒减到最少所产生的另一优点关系到工作件的表面污染。即使在低冲击度下，物件和介质之间的接触力也会促使某些自由颗粒嵌入工作件的表面，使得最终的精制（如、电镀）有困难，且常需要强力后处理以清除污染。显然地，当介质具有相当高密度（如本发明的方法所用者）因而能发出明显的动能时，这种问题就可减缓到避免有微粒产生的程度，这种情形当然是特别理想的。

必须注意的是，虽然介质磨耗率可在处理物件的过程中测定，不过，要得到更具重现性的数值通常只需在皂溶液中搅动介质即可得到;不论处理件是否存在，磨耗率将约为相同。本文所报告的磨耗率是在容量约280升的振动辊筒内，其中基本上填充着介质;在每分钟约1300转和4毫米振幅的条件下操作，同时将皂溶液以每小时约11升的速率流经辊筒进行测定。在大多数情况下，这种操作要持续48小时;不过，当该介质特别耐磨损时（如上述介质“D”的情形），就要进行96小时或更长时间，以提高数据的准确性。该介质在使用之前通常要调理1小时或更长的时间（即，不加工作件进行运转），这是要将尖锐棱角磨平所必需的时间;此处同样地，材料愈耐用，启用期就愈长。

也许必须强调的是，本方法所用的介质具有微细的、粒状结构，其中的颗粒已熔化成粘结物且具有相当平滑的表面;通常是小片状和粒状或棒状形式的混合物。一般而言，介质是由掺入各个颗粒内的某些氧化物组分所构成，不同于含有单一元素（如铝）氧化物粗粒的磨蚀介质。

虽然最适合本发明所用的介质之制造方法的细节尚未为发明人所知，但可认为是先将一些无机氧化物的适当混合物压出成为稠密糊或浆，再将压出物切割或用其它方式细分成所需尺寸和形式。然后，将此“未加工的”介质烘干，接着在减压下煅烧;典型煅烧温度一般认为是在约1175℃的范围。

如上所述，本发明所用介质组成物可有变化范围较宽的尺寸和形状。例如，可为倒角圆柱形，可为相当扁平的，圆形的、长方形的或三角形的片，或者，可为不确定的或随意的形状和尺寸。一般而言，该介质组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过3公分左右。该组成物最适合特殊应用的尺寸和构型决定于工作件的重量，尺寸和型态，正如熟悉此技术者所熟知，这些也表明了物件对介质的最适比例。就后者而言，介质的一项重要功能即在于确使物件彼此滑移，因而可使其间的直接损害性撞击减少到最低限度。因此之故，当物件相当大且是由高度致密材料制成时，就要采用高的介质比例;如，约为10∶1的介质∶物件的比例，或者在某些情况中，甚至更高于此的比例。相反地，当工作件相当小且重量低时，在物质精制设备中产生小动量，因此，约为3∶1的物件对介质的比例可能是适用的。

虽然其它类型的物质精制设备，例如，通风的卧式或开口圆筒，和高能量离心圆盘机等也可以用，不过，本发明的方法最常在振动精制装置内进行。通常，该装置是在800到1500rpm和1到8毫米振幅调定等条件下操作;不过，较适当条件为振幅调定在2到4毫米。事实上，本发明的优点之一即为可使精制操作在比其它方式所需更为低的振幅调定下进行，如此低的条件可归因于采用高密度介质所导致的更有效的能量传送。除了减低动力需求外，较低的振幅似乎也对因使用这种介质可能产生的波纹效果有减少至最低限度的作用。

本发明的关键内容当然是在精制操作过程中使用某种溶液，可将工作件表面转化成比基材金属更易去除的反应物。这种一般概念在上述Michaud等人的专利中已充分叙述过，且该专利所述的配方可在本发明的操作中使用而得良好效果。对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请的待批专利第929，790号中已述及并且要求保护，专利人为Robert.G.Zobbi和Mark        Michaud，其标题为“金属表面精制的组成物和方法”（Composition        and        Method        for        Metal        Surface        Refinement），目前已颁布为美国专利第4，705，594号。从前面所述，和上文所列的实施例与揭示的内容，可以了解在实施本发明时可以有种类繁多的组成物供使用，对于熟悉此技术者，显然可由此选择特定的配方。

通常，将这种组成的活性成份溶于水中，且使总浓度达到每升15到250克;不过，此浓度明显地取决于所用的特殊成份。较常用的活性成份浓度是在每升30到100克的范围内，且在大部分用例中，此量不超过每升60克。

该溶液可用几种流动方式的任何一种来使用，但如上所述，最佳结果常是以连续流动方式操作而获得，典型流速为每小时约11升。另外，该溶液也可用批量方式或在设备内循环通过等方式使用;任何用法通常都是在室温下加入。

总之，本发明提出一种新颖且高度有效的应用物理化学精制技术达到金属表面精制的方法。表面的精制可在一个步骤中以比先有技术同类方法更高的速率达到;特别是，从算术平均粗糙度等级约100Ra的表面开始处理，可在少于10小时，且在许多例中，少于7小时的精制期间内，达到小于2的算术平均粗糙度和镜面亮度。本发明方法可提供比同类先有方法更高的经济性和容易度，且从环保观点看也有其优点。

Claims (25)

1、一种物体金属表面精制的方法，其中，将大量组成物，包括一些具有相当粗糙金属表面的物体和能使该表面转化成较软形态的溶液，加到物质精制装置的容器内，并在容器内快速搅动一定时间，使该组成物之间产生相对移动，同时使该表面维持在被该溶液湿润的状态，以使暴露于其中的任何金属连续地进行转化，以便通过化学和机械作用使粗糙度明显降低；本方法的改进部分包括在该大量组成物内含有一些相当重且非磨蚀性固体介质组成物，其含量和尺寸要经过选择以在搅动状态下增进组成物之间及相对于该物体之间的相对滑动，该介质组成物是由已熔融成粘结物的氧化物粒的混合物构成，且实质上不含个别的磨蚀颗粒，该粘结物质含有，以不包括氧的方式计算，约60到80重量百分比的铝和5到30重量百分比的硅，且具有至少每立方厘米约2.75克的密度，该数量的介质组成物具有至少每立方厘米约1.70克的松密度。

2、按权利要求1所述之方法，其中，不包括氧计算时，该粘结物基本上含有约76到78重量百分比的铝，约10到12重量百分比的硅，约5到9重量百分比的铁，和约4到6重量百分比的钛。

3、按权利要求1所述之方法，其中，不包括氧计算时，该粘结物基本上含有约63到67重量百分比的铝，约26到30重量百分比的硅，约2到4重量百分比的钠，约1到2重量百分比的钾和约0.5到0.8重量百分比的磷。

4、按权利要求1所述之方法，其中，不包括氧计算时，该粘结物基本上含有约62到73重量百分比的铝，约7到14重量百分比的硅，约10到25重量百分比的锰，和约1到4重量百分比的钠。

5、按权利要求1所述之方法，其中构成该粘结物的该氧化物颗粒具有不超过约25微米之直径。

6、按权利要求5所述之方法，其中，该氧化物颗粒基本上全部都具有至少约1微米的直径。

7、按权利要求1所述之方法，其中，该粘结物具有低于每立方厘米约3.5克的密度，且其金刚石锥硬度值从约845到1200，是以ASTM方法E-384，用1000克荷重测定的值，且其中该数量的介质组成物具有低于每立方厘米约2.5克的松密度。

8、按权利要求1所述之方法，该数量的物件和该数量介质组成物是以约0.1到3∶1的物件∶介质的体积比存在于该大量组成物中。

9、按权利要求1所述之方法，其中，在该操作期内，该数量的介质组成物之平均重量损失率不超过每小时约百分之0.1。

10、按权利要求1所述之方法，该介质组成物在该操作期间内，保持实质上不含尖锐棱边。

11、按权利要求2所述之方法，其中，该氧化物粒的混合物在高温减压下加热而产生该粘结物。

12、按权利要求11所述之方法，其中，所用高温约为1175℃。

13、按权利要求1所述之方法，其中，该溶液是水溶液，其活性成份包含草酸根。

14、按权利要求13所述之方法，其中，该溶液含有每升约0.125到0.65克分子的草酸根。

15、按权利要求14所述之方法，其中，该溶液含有每升约0.05到0.15克分子的磷酸根。

16、按权利要求14所述之方法，其中，该溶液含有每升约0.004克分子的硝酸根。

17、按权利要求14所述之方法，其中，该溶液含有每升约0.001到0.05克分子的过氧根。

18、按权利要求16所述之方法，其中，该溶液含有每升约0.001到0.05克分子的过氧根。

19、按权利要求18所述之方法，其中，该草酸根、硝酸根和过氧根分别取自草酸、硝酸钠和过氧化氢或过氧硫酸钠。

20、按权利要求1所述之方法，其中，该相当粗糙金属表面具有至少约100的算术平均粗糙度值，所述粗糙度的显著减低而产生实质上无波纹的表面，其算术平均粗糙度值为2或以下，且该操作时间少于约10小时，而所述算术平均粗糙度值系用“P-5”Hommel检验器或同等设备测定的结果，其单位为微吋。

21、按权利要求1所述之方法，其中，所述快速搅动系在振动物质精制装置中，以2到4毫米的振幅条件进行操作。

22、一种物体金属表面的精制方法，其中，将许多组成物，包括一些具有相当粗糙金属表面的物件和能使该表面转化成较软形态的溶液，加入物质精制装置的容器内，并在其内部快速搅动一段时间，使该大量组成物之间产生相对移动，同时使该表面维持在被该溶液湿润的状态以使暴露于其中的任何金属连续地进行转化，以便通过化学和机械作用使粗糙度明显降低;本方法的改进部分包括在该大量组成物内含有一些相当重且非磨蚀性固体介质组成物，选择其含量和尺寸，以便在搅动状态下增进组成物之间及相对于该物体之间的相对滑动，该介质组成物是由直径约1到25微米的氧化物颗粒混合物所构成，经熔化成粘结物且实质上不含个别的磨蚀粒，该粘结物基本上含有，以不包括氧的方式计算，约76到78重量百分比的铝，约10到12重量百分比的硅，约5到9重量百分比的铁和约约4到6重量百分比的钛，且其密度约为每立方厘米2.75到3.5克，其金刚石锥硬度值约845到1200，是用ASTM方法E-384以1000克荷重测定的结果，该数量的介质组成物具有每立方厘米约1.70到2.5克的松密度。

23、一种用一步法将物体的金属表面精制到抛光状态的方法，其中，将大量组成物，包括一些具有相当粗糙金属表面的物件和可将该表面转化成较软形态的溶液，加入物质精制装置的容器内，并在其内部快速搅动一段时间使该组成物之间产生相对移动，同时使该表面维持在被该溶液湿润的状态，以使暴露于其中的任何金属连续地进行转化，为的是通过化学和机械作用使粗糙度明显减低，且在上述处理之后，仍在该容器内，用对该金属呈惰性的液体取代上述溶液继续搅动该大量组成物;该方法的改进部分包括在该大量组成物内含有一些相当重且非磨蚀性固体介质组成物，选择其含量和尺寸以便在搅动状态下增进组成物之间及相对于该物体之间的相对滑动，该介质组成物由氧化物颗粒混合物构成，它们经熔化成粘结物且实质上不含个别的磨蚀粒，该粘结物基本上含有，以不包括氧的方式计算，约60到80重量百分比的铝和5到30重量百分比的硅，且其密度至少约为每立方厘米2.75克，该数量的介质组成物具有至少每立方厘米约1.70克的松密度。

24、按权利要求23所述之方法，其中，该液体为碱性皂水溶液。

25、按权利要求23所述之方法，其中，该方法可将该金属表面精制到镜面状态。