合金材料的研磨方法和合金材料的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有效的研磨方法，其將包含主成分和0.1質(zhì)量％以上的維氏硬度(HV)與主成分相差5以上的元素的合金材料研磨成優(yōu)異的鏡面。該研磨方法中使用的研磨用組合物含有磨粒和氧化劑。合金材料優(yōu)選為鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金或銅合金。另外，在使用前述研磨用組合物研磨之前，優(yōu)選對合金材料進行預(yù)磨。
【專利說明】合金材料的研磨方法和合金材料的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用含有磨粒和氧化劑的研磨用組合物對包含主成分和硬度與主成分不同的元素的合金材料進行研磨的方法、以及使用了該研磨方法的合金材料的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常合金是指I種金屬元素與I種以上的其它金屬元素或碳、氮、硅等非金屬元素的共熔體。通常，合金是出于使機械強度、耐化學藥品性、耐腐蝕性、耐熱性等性質(zhì)與純金屬相比有所提高的目的而制造的。各種合金之中，鋁合金由于輕量且具有優(yōu)異的強度而用于建材、容器等的結(jié)構(gòu)材料、汽車、船舶、飛機等運輸設(shè)備，以及用于各種電氣化制品、電子部件等各種用途。
[0003]鈦合金由于輕量且耐腐蝕性優(yōu)異而廣泛用于精密儀器、裝飾品、工具、體育用品、醫(yī)療部件等。作為鐵系合金的不銹鋼、鎳合金由于具有優(yōu)異的耐腐蝕性而用于結(jié)構(gòu)材料、運輸設(shè)備，以及用于工具、機械器具、烹調(diào)器具等各種的用途。銅合金由于導電性、導熱性、耐腐蝕性、加工性優(yōu)異并且成品也美麗而廣泛用于裝飾品、餐具、樂器、電氣材料的部件等。
[0004]根據(jù)用途，需要對合金的表面進行鏡面精加工。作為鏡面精加工的方法，有合金表面的涂裝、涂敷。然而，如果能實現(xiàn)利用合金表面的研磨的鏡面精加工，則可以得到超過涂裝、涂敷的利點。例如，研磨能夠提供比涂裝優(yōu)異的鏡面，因此不需要涂裝或涂敷工序及其中所使用的材料。另外，利用研磨的鏡面與利用涂裝的鏡面相比耐久性高，因此鏡面會長期維持。
[0005]以往以來，嘗試了利用研磨的表面的鏡面精加工、平滑化(例如參照專利文獻1、2)。然而，這些方法未能有效地得到更高品質(zhì)的鏡面。尤其在研磨主成分和硬度與主成分不同的元素混雜的合金時，在存在該元素的部分與不存在的部分之間產(chǎn)生研磨速度差。該研磨速度之差在研磨后的合金表面造成突起、凹陷或擦傷等各種缺陷。因此，通過研磨對合金進行高度的鏡面精加工是困難的。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平01-246068號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平11-010492號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]本發(fā)明的目的在于提供將包含主成分和硬度與主成分不同的元素的合金材料有效地研磨成優(yōu)異的鏡面的方法。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]本發(fā)明人等進行了深入討論，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用含有磨粒和氧化劑的研磨用組合物對包含主成分和硬度與主成分不同的元素的合金進行研磨，氧化劑將合金表面氧化而在合金表面形成硬度高且脆的氧化皮膜，并用磨粒對其進行研磨，由此可得到無表面缺陷的優(yōu)異的鏡面。
[0014]為了達成上述的目的，本發(fā)明的一個實施方式提供一種合金材料的研磨方法，其使用含有磨粒和氧化劑的研磨用組合物對合金材料進行研磨，所述合金材料包含主成分和0.1質(zhì)量％以上的維氏硬度(HV)與主成分相差5以上的元素。
[0015]前述合金材料優(yōu)選為選自鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金和銅合金的至少I種。前述氧化劑優(yōu)選為過氧化氫，前述磨粒優(yōu)選為膠體二氧化硅。另外，本發(fā)明的另一實施方式提供一種合金材料的制造方法，其包括使用前述研磨方法對前述合金材料進行研磨的工序。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)鞒煞趾陀捕扰c主成分不同的元素的合金材料有效地研磨成優(yōu)異的鏡面。
【具體實施方式】
[0018]以下對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。
[0019]本實施方式的研磨方法是使用含有磨粒和氧化劑的研磨用組合物對包含主成分和硬度與主成分不同的元素的合金材料進行研磨的方法。
[0020]合金材料為鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金或銅合金等。優(yōu)選包含具有維氏硬度與主成分差異較大的元素的合金。尤其，包含硬度低的鋁和硬度高的硅的合金的表面硬度容易通過研磨用組合物中的氧化劑而均勻化。因此，本實施方式的研磨方法特別優(yōu)選用于鋁合金的研磨。在使用了鋁合金的情況下，能夠有效地達成特別優(yōu)異的研磨速度并且得到帶有光澤的優(yōu)異的鏡面。
[0021]合金材料所包含的元素是維氏硬度(HV)與主成分相差5以上的元素。該元素優(yōu)選在合金材料中包含0.1質(zhì)量％以上。具體而言,招合金相對于招,包含0.1?10質(zhì)量％的硅、鐵、銅、錳、鎂、鋅、鉻等。作為這樣的鋁合金，例如已知有基于日本工業(yè)規(guī)格(JIS) H4000的 A1070,1050，1100，1200，2014，2017，2024，3002，2003，3203，3004，3005，3105，4032，4043，4045，4047，5005、5052，5082，5083，5086，5154，5182，5252，5254，5454，5451，5657，6003，6056，6061，6063，6082，6101，6110，6151，6351，7003，7005，7050，7072，7075，7178 等。
[0022]鈦合金相對于鈦，包含3.5?30質(zhì)量％的鋁、鐵、釩等。作為這樣的鈦合金，例如已知有基于日本工業(yè)規(guī)格(JIS) H4600的T1-6A1-4V等。不銹鋼相對于鐵，包含10?50質(zhì)量％的鉻、鎳、鑰、錳等。作為這樣的鈦合金，例如已知有基于日本工業(yè)規(guī)格(JIS)G4303的SUS201，303，303Se,304，304L,304NI，305，305JI，309S，310S,316，316L,321，347，384，XM7,303F,303C,430，430F，434，410,416,420J1,420J2,420F,420C,631J1 等。
[0023]鎳合金相對于鎳,包含20?75質(zhì)量％的鐵、鉻、鑰、鈷等。作為這樣的鎳合金,例如已知有基于日本工業(yè)規(guī)格(JIS)H4551 的 NCF600，601，625，750，800，800H，825，NW0276,4400，6002，6022 等。
[0024]銅合金相對于銅,包含3?50質(zhì)量％的鐵、鉛、鋅、錫等。作為這樣的銅合金,例如已知有基于 H 本工業(yè)規(guī)格(JIS) H3100 的 C2100, 2200，2300，2400，2600，2680，2720，2801，3560，3561，3710，3713，4250，4430，4621，4640，6140，6161，6280，6301，7060，7150，1401，2051,6711,6712 等。
[0025]接著，對本實施方式的研磨方法使用的研磨用組合物進行說明。
[0026]研磨用組合物包含磨粒和氧化劑。
[0027]氧化劑需要具有對于將合金中所包含的主成分和與主成分不同的元素兩者氧化而言為充分的氧化還原電位。作為氧化劑，可列舉出過氧化物、過硫酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽和高錳酸鹽等。作為過氧化物的具體例子，例如可列舉出過氧化氫、過乙酸、過碳酸鹽、過氧化脲和高氯酸、以及過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨等過硫酸鹽。其中，從研磨速度的觀點來看優(yōu)選過硫酸鹽和過氧化氫，從水溶液中的穩(wěn)定性和環(huán)境負擔的觀點來看特別優(yōu)選過氧化氫。
[0028]研磨用組合物中的氧化劑的含量優(yōu)選為0.02質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.03質(zhì)量％以上，進一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上。氧化劑的含量處于上述范圍內(nèi)時，研磨后的表面缺陷的產(chǎn)生受到抑制。
[0029]研磨用組合物中的氧化劑的含量優(yōu)選為15質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。氧化劑的含量處于上述范圍內(nèi)時，能夠降低研磨用組合物的制造成本并且減輕使用完的研磨用組合物的處理、即廢液處理帶來的環(huán)境負擔。
[0030]磨粒優(yōu)選為氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化錳、碳化硅、或氮化硅。其中，優(yōu)選氧化硅，更優(yōu)選為膠體二氧化硅或氣相二氧化硅，特別優(yōu)選為膠體二氧化硅。在使用這些磨粒時，能夠得到更平滑的研磨面。
[0031]作為膠體二氧化硅，可以任意使用未經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅和經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅。未經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅由于在酸性條件下具有接近O的Zeta電位，因此在酸性條件下二氧化硅粒子彼此互相不產(chǎn)生電排斥而易聚集。與其相對，經(jīng)表面修飾而使得在酸性條件下也具有較大的負的Zeta電位的膠體二氧化硅即使在酸性條件下也互相強烈排斥而良好地分散，其結(jié)果，研磨用組合物的貯存穩(wěn)定性提高。
[0032]作為表面修飾膠體二氧化硅，例如可列舉出在表面固定了磺酸、羧酸等有機酸的膠體二氧化硅、表面用氧化鋁等金屬氧化物進行了取代的膠體二氧化硅。有機酸對膠體二氧化硅的固定通過在膠體二氧化硅的表面使有機酸的官能團化學鍵合來進行?；撬釋δz體二氧化娃的固定可以按照例如“Sulfonic acid-functionalized silica throughquantitative oxidation of thiol groups”，Chem.Commun.246-247 (2003)中記載的方法來進行。具體而言，使3-巰基丙基三甲氧基硅烷等具有巰基的硅烷偶聯(lián)劑與膠體二氧化硅偶聯(lián)后，用過氧化氫將巰基氧化，由此可得到在表面固定了磺酸的膠體二氧化硅。羧酸對膠體二氧化娃的固定可以按照例如“Novel Silane Coupling Agents Containinga PhotolabiIe2~NitrobenzyI Ester for Introduction of a Carboxy Group on theSurface of Silica Gel ”，Chemistry Letters，3，228-229 (2000)中記載的方法來進行。具體而言，使含有光反應(yīng)性2-硝基芐酯的硅烷偶聯(lián)劑與膠體二氧化硅偶聯(lián)后進行光照射，由此可得到在表面固定了羧酸的膠體二氧化硅。另外，膠體二氧化硅表面的基于氧化鋁的取代通過向膠體二氧化硅中添加鋁化合物使其反應(yīng)來進行。例如可以通過日本特開平6-199515號公報中記載的方法來進行。具體而言，通過向膠體二氧化硅添加鋁酸堿并加熱，能夠得到表面被氧化鋁取代的膠體二氧化硅。[0033]在使用表面修飾膠體二氧化硅時，研磨用組合物的pH優(yōu)選處于0.5?4.5的范圍內(nèi)。表面修飾膠體二氧化硅的表面存在磺基等修飾基。因此，研磨用組合物的pH處于
0.5?4.5的范圍內(nèi)時，表面修飾膠體二氧化硅在研磨用組合物中穩(wěn)定地分散，會帶來高研磨速度。需要說明的是，從研磨速度提高的觀點來看，表面修飾膠體二氧化硅之中，特別優(yōu)選使用利用磺酸進行了表面修飾的膠體二氧化硅。
[0034]使用未經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅時，研磨用組合物的pH優(yōu)選處于8.0?12.0的范圍內(nèi)。未經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅的表面存在羥基。因此，研磨用組合物的pH處于
8.0?12.0的范圍內(nèi)時，膠體二氧化硅在研磨組合物中穩(wěn)定地分散，會帶來高研磨速度。
[0035]研磨組合物中包含的磨粒的平均粒徑優(yōu)選為5nm以上，更優(yōu)選為IOnm以上，進一步優(yōu)選為15nm以上。磨粒的平均粒徑處于上述范圍內(nèi)時,合金材料的研磨速度提高。
[0036]研磨用組合物中包含的磨粒的平均粒徑優(yōu)選為400nm以下，更優(yōu)選為300nm以下，進一步優(yōu)選為200nm以下,最優(yōu)選為IOOnm以下。磨粒的平均粒徑處于上述范圍內(nèi)時,容易得到低缺陷且面粗糙度小的表面。在研磨后的合金材料中殘留大粒徑的磨粒成為問題的情況下，優(yōu)選使用不包含大粒徑的小粒徑的磨粒。
[0037]需要說明的是，磨粒的平均粒徑可以通過利用氮吸附法(BET法)的比表面積的測定值來計算。
[0038]研磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為I質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為2質(zhì)量％以上。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時，基于研磨用組合物的合金的研磨速度提高。
[0039]研磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為50質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為40質(zhì)量％以下。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時，在降低研磨用組合物的制造成本的基礎(chǔ)上，容易得到劃痕少的研磨面。另外，降低研磨后的合金表面上殘存的磨粒的量，合金表面的清潔性提高。
[0040]出于控制合金材料的研磨速度、磨粒的分散性等目的，研磨用組合物還可以包含pH調(diào)節(jié)劑。
[0041]pH調(diào)節(jié)劑選自公知的酸、堿、或它們的鹽。作為酸的具體例子，例如可列舉出鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亞磷酸和磷酸等無機酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3，3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、二甘醇酸、2-呋喃羧酸、2，5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氫呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸和苯氧基乙酸等有機酸。從研磨速度提高的觀點來看，無機酸中特別優(yōu)選硫酸、硝酸、磷酸，有機酸中特別優(yōu)選乙醇酸、琥珀酸、馬來酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡糖酸和衣康酸。作為堿的具體例子，可列舉出胺、氫氧化季銨等有機堿、堿金屬的氫氧化物、堿土金屬的氫氧化物和氨等。
[0042]另外，可以使用前述酸的銨鹽、堿金屬鹽等鹽代替前述酸或與前述酸組合來作為PH調(diào)節(jié)劑。尤其可期待弱酸和強堿、強酸和弱堿、或弱酸和弱堿的組合發(fā)揮pH緩沖作用。
[0043]對于研磨用組合物，有時要求在實現(xiàn)高研磨速度的同時具有高的清洗去除性。此時，優(yōu)選向研磨用組合物加入無機酸(包含pH調(diào)節(jié)劑)使其為低pH(例如，pH0.5?4.5)，并且使用表面修飾膠體二氧化硅作為磨粒。通常，若磨粒的含量多，則研磨速度提高但清洗去除性降低。因此，難以將研磨速度和清洗去除性一同提高。與此相對，若向研磨用組合物添加無機酸，則即使研磨用組合物中的磨粒的含量少，也會通過無機酸的化學作用而使研磨速度提高。由此，能夠使清洗去除性和研磨速度一同提高。另外，表面修飾膠體二氧化硅即使在因無機酸的添加而成為低pH的研磨用組合物中也能夠穩(wěn)定發(fā)揮作為磨粒的功能。
[0044]接著，對于本實施方式的研磨方法進行說明。
[0045]研磨用組合物可以在與通常在金屬材料的研磨中使用的相同裝置和條件下使用。作為研磨裝置，通常使用單面研磨裝置、雙面研磨裝置。單面研磨裝置使用被稱為承載器(carrier)的保持工具保持合金材料,一邊供給研磨用組合物，一邊將粘貼了研磨墊的平板按壓在合金材料的單面并使平板旋轉(zhuǎn)，由此來研磨合金材料的單面。雙面研磨裝置使用承載器保持合金材料，一邊從上方供給研磨用組合物，一邊將粘貼了研磨墊的平板按壓在合金材料的雙面并使它們向相反的方向旋轉(zhuǎn)，由此來研磨合金材料的雙面。此時，通過由研磨墊和研磨用組合物與合金材料之間的摩擦造成的物理作用、和研磨用組合物對合金材料造成的化學作用，合金材料得到研磨。
[0046]研磨條件中包括研磨載荷。通常，研磨載荷越大則磨粒與合金材料之間的摩擦力越高。其結(jié)果，機械加工特性提高、研磨速度上升。對應(yīng)用于合金材料的研磨載荷沒有特別的限定，優(yōu)選為50?1000g/cm2、更優(yōu)選為100?800g/cm2、進一步優(yōu)選為300?600g/cm2。研磨載荷處于上述范圍內(nèi)時，在充分地發(fā)揮高研磨速度的基礎(chǔ)上，能夠降低晶圓的破損、表面缺陷的產(chǎn)生。
[0047]另外，研磨條件中包括線速度。一般，研磨墊的轉(zhuǎn)速、承載器的轉(zhuǎn)速、合金材料的大小、合金材料的數(shù)量等會影響線速度。線速度大時，對合金材料施加的摩擦力增大，因此對合金材料的機械研磨作用增大。另外，因摩擦而產(chǎn)生的熱有時會提高基于研磨用組合物的化學研磨作用。對線速度沒有特別的限定，優(yōu)選為10?300m/分，更優(yōu)選為30?200m/分。線速度處于上述范圍內(nèi)時，在達到充分高的研磨速度的基礎(chǔ)上，能夠?qū)辖鸩牧腺x予適度的摩擦力。
[0048]對研磨墊的材質(zhì)、厚度或者硬度等物性沒有限定。例如，可以使用具有各種硬度、厚度的聚氨酯類、無紡布類、絨面革、包含磨粒的研磨墊、不包含磨粒的研磨墊等任意的研磨墊。優(yōu)選不包含磨粒的絨面革的研磨墊。在絨面革的研磨墊之中，更優(yōu)選因加工中的壓力造成的變形少的研磨墊、換言之硬度高的研磨墊。具體而言，優(yōu)選為在使用了日本工業(yè)規(guī)格(JIS) S6050所規(guī)定的TECL0CK (注冊商標)的硬度的測定方法中具有78以上的硬度的絨面革的研磨墊。研磨墊的硬度可以通過對基材使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、無紡布來提聞。
[0049]研磨條件中包括研磨用組合物的供給速度。研磨用組合物的供給速度依賴于所研磨的合金材料的種類、研磨裝置的種類、其它的研磨條件，優(yōu)選為對于向合金材料和研磨墊的表面整體均勻地供給研磨用組合物而言為充分的速度。
[0050]在使用本實施方式的研磨方法進行研磨之前，對合金材料也可以使用預(yù)磨用組合物進行預(yù)磨。在合金材料的表面，有時存在起因于合金材料的加工、運輸?shù)牟羵?。利用預(yù)磨去除這樣的擦傷，從而能夠縮短結(jié)束本實施方式的研磨工序所需要的時間，能夠有效地得到優(yōu)異的鏡面。
[0051]以下，關(guān)于預(yù)磨工序使用的預(yù)磨用組合物進行說明。
[0052]預(yù)磨用組合物需要具有比本實施方式的研磨方法使用的研磨用組合物更強的研磨力。具體而言，預(yù)磨用組合物優(yōu)選含有比本實施方式的研磨方法使用的磨粒更加高硬度且大粒徑的磨粒。
[0053]作為預(yù)磨用組合物包含的磨粒，例如可列舉出碳化硅、氧化鋁(Alumina)、氧化鋯、鋯石、氧化鈰、二氧化鈦等，但并不限定于這些。這些磨粒之中，特別優(yōu)選使用氧化鋁。作為氧化鋁，沒有特別限定，例如可以使用α-氧化鋁、δ-氧化鋁、Θ-氧化鋁、K-氧化鋁、以及其它晶形的氧化鋁。另外，氧化鋁也可以包含硅、鈦、鐵、銅、鉻、鈉、鉀、鈣、鎂等雜質(zhì)元素。
[0054]在以更高速研磨合金材料時，優(yōu)選使用以α-氧化鋁為主成分的氧化鋁磨粒。氧化鋁磨粒中的α-氧化鋁的比率優(yōu)選為20%以上、更優(yōu)選為40%以上。氧化鋁磨粒中α-氧化鋁的比率由(113)面的X射線衍射線的積分強度比求出。
[0055]預(yù)磨組合物中包含的磨粒的平均粒徑優(yōu)選為0.1 μ m以上，更優(yōu)選為0.3 μ m以上。磨粒的平均粒徑處于上述范圍內(nèi)時，合金材料的研磨速度提高。
[0056]預(yù)磨用組合物中包含的磨粒的平均粒徑優(yōu)選為20μπι以下，更優(yōu)選為5μπι以下。磨粒的平均粒徑處于上述范圍內(nèi)時，可以容易地得到低缺陷且面粗糙度小的研磨面。磨粒的平均粒徑可以使用例如激光衍射/散射式粒徑分布測定裝置，例如使用堀場制作所公司制造的“LA-950”測定。
[0057]預(yù)磨用組合物中包含的磨粒的比表面積優(yōu)選為20m2/g以下。磨粒的比表面積處于上述范圍內(nèi)時，合 金材料的研磨速度提高。
[0058]預(yù)磨用組合物中包含的磨粒的比表面積優(yōu)選為5m2/g以上。磨粒的比表面積處于上述范圍內(nèi)時，可以容易地得到低缺陷且面粗糙度小的研磨面。需要說明的是，磨粒的比表面積可以使用例如 Micromeritics Instrument Corporation 制造的 “Flow SorbII2300”測定。
[0059]預(yù)磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以上,更優(yōu)選為I質(zhì)量％以上。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時，合金材料的研磨速度提高。
[0060]預(yù)磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為20質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為10質(zhì)量％以下。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時，在預(yù)磨用組合物的制造成本降低的基礎(chǔ)上，能夠減少預(yù)磨后的合金表面的劃痕。
[0061]預(yù)磨用組合物優(yōu)選的pH因所研磨的合金的種類而異。預(yù)磨用組合物中的pH可通過公知的酸、堿、或它們的鹽來調(diào)節(jié)。
[0062]使用有機酸、尤其是乙醇酸、琥珀酸、馬來酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡糖酸或衣康酸進行預(yù)磨用組合物的PH調(diào)節(jié)時，可期待研磨速度的提高。
[0063]前述實施方式可如下進行變更。
[0064].研磨用組合物也可以任意濃度包含2種以上的磨粒。
[0065]?研磨用組合物根據(jù)需要也可以含有絡(luò)合劑、蝕刻劑等具有進一步提高研磨速度作用的添加劑。
[0066].研磨用組合物也可以含有用于對研磨后的合金表面賦予親水性的添加劑。作為這樣的添加劑的具體例子，可列舉出聚丙烯酸、聚馬來酸等聚羧酸、聚膦酸、聚磺酸、多糖類、纖維素衍生物、環(huán)氧乙烷聚合物、乙烯基聚合物等水溶性聚合物，以及它們的共聚物、鹽、衍生物等。這些添加劑可以防止因研磨后的合金表面的潤濕性提高而造成的異物對合金表面的附著。
[0067].研磨用組合物還可以根據(jù)需要含有防腐劑、防霉劑、防銹劑這樣的公知的添加劑。
[0068]?研磨用組合物還可以根據(jù)需要含有提高磨粒分散性的分散劑、使聚集體容易再分散的分散助劑這樣的添加劑。
[0069]?研磨用組合物在曾經(jīng)用于合金的研磨后，可以回收并再次用于研磨。作為再次使用研磨用組合物的方法的一個例子，可列舉出將由研磨裝置排出的使用完畢的研磨用組合物暫時回收在容器內(nèi)，使其從容器內(nèi)再次向研磨裝置內(nèi)循環(huán)而使用的方法。通過循環(huán)使用研磨用組合物，減少作為廢液的研磨用組合物的排出量，能夠減少研磨用組合物的用量。這在能夠減輕環(huán)境負擔的方面和能夠抑制合金材料的制造成本的方面是有用的。
[0070].循環(huán)使用研磨用組合物時，研磨用組合物中的二氧化硅等成分被研磨消耗而損失。因此，也可以將二氧化硅等成分的減少部分補充到循環(huán)使用中的研磨用組合物中。補充的成分可以各自單獨添加到研磨用組合物中，或者也可以以包含任意濃度的二種以上成分的混合物的形式添加到研磨用組合物中。此時，將研磨用組合物調(diào)節(jié)為適宜于再利用的狀態(tài)，并適宜地維持研磨性能。
[0071].研磨用組合物也可以通過將研磨用組合物的原液用水進行稀釋來制備。
[0072].研磨用組合物可以是單組分型，也可以是雙組分型以上的多組分型。另外，使用具有多個研磨劑供給路徑的研磨裝置時，可以預(yù)先制備兩種以上的組合物，在研磨裝置內(nèi)使它們的組合物混合來形成研磨用組合物。
[0073]接著，說明本發(fā)明的實施例和比較例。
[0074](試驗1)
[0075]將平均粒徑為78nm的未經(jīng)表面修飾的膠體二氧化硅用水稀釋，進而加入氧化劑，由此制備組成1-1~1-5的研磨用組合物。組成1-6的研磨用組合物制備成不加入氧化劑。對于各研磨用組合物，膠體二氧化硅的濃度和平均粒徑、氧化劑的種類及其濃度、以及pH不于表2。
[0076]作為研磨的合金，準備了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、銅合金。還準備了純鋁(1N99)作為參考。使用的合金的組成示于表3。構(gòu)成合金的各元素的維氏硬度示于表4。使用預(yù)磨用組合物對這些合金進行預(yù)磨而使得表面粗糙度為0.02 μ m~0.04 μ m的范圍。
[0077]使用組成1-1~1-6的研磨用組合物在表1記載的研磨條件下研磨各合金。然后，對各合金的研磨速度、表面缺陷、以及表面粗糙度進行評價。
[0078][研磨速度的評價]
[0079]測定研磨前后的合金的重量。由研磨前后的重量之差算出研磨速度并示于表5的“研磨速度”欄。
[0080][表面缺陷的評價]
[0081]以目視在熒光燈下確認研磨后的合金表面。其結(jié)果示于表5的“缺陷”欄。需要說明的是，“缺陷”欄中，“C”表示合金表面產(chǎn)生了橘皮狀的凹凸缺陷、“B”表示合金表面略微產(chǎn)生了橘皮狀的凹凸缺陷、“A”表不合金表面未產(chǎn)生橘皮狀的凹凸缺陷。
[0082][表面粗糙度的評價]
[0083]研磨后的合金表面的表面粗糙度(Ra)是使用SURFC0M (注冊商標)1500DX，在測定長度30.0mm、測定速度0.3mm/sec的條件下測定的。其結(jié)果示于表5的“Ra”欄。
[0084][表 1]
【權(quán)利要求】
1.一種合金材料的研磨方法，其特征在于，所述合金材料包含主成分和0.1質(zhì)量％以上的維氏硬度HV與主成分相差5以上的元素， 該方法使用含有磨粒和氧化劑的研磨用組合物對所述合金材料的表面進行研磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金材料的研磨方法，其中，所述合金材料為鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金或銅合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金材料的研磨方法，其中，所述氧化劑為過氧化氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的合金材料的研磨方法，其中，所述磨粒為膠體二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的合金材料的研磨方法，其包括使用預(yù)磨用組合物對所述合金材料進行預(yù)磨的工序。
6.一種合金材料的制造方法，其包括使用權(quán)利要求1?5中任一項所述的合金材料的研磨方法對合金材料進行研磨的工序。
7.一種合金材料，其是使用權(quán)利要求6所述的制造方法來制造的。
【文檔編號】B24B37/00GK103945983SQ201280057209
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月25日
【發(fā)明者】森永均, 淺野宏, 淺井舞子, 坪田翔吾, 玉井一誠 申請人:福吉米株式會社