专利名称：：将颗粒添加剂掺入金属工作表面的制作方法
技术领域：
：和
背景技术：
：本发明涉及具有颗粒添加剂材料(例如，固体润滑剂)的金属工作表面，以及涉及用于将该材料掺入金属工作面的装置和方法。为减小以机械方式交互作用的表面中的摩擦和磨损，将润滑剂引导至交互作用区域。如附图1A中示意性绘示，对置表面32和34以相对速度V移动。在理想润滑条件下，这些表面之间的润滑剂薄膜20形成一原封不动的层，该原封不动的层使移动的表面能够与润滑剂交互作用。在这些情况下，表面32与34之间根本不会发生接触，且润滑剂层将承受对置表面之间存在的载荷P。如果润滑剂的供应不足，则会随着润滑的功效降低，使表面与表面之间发生交互作用。如图1B中示意性显示，在低于特定的润滑剂供应水平时，由于载荷P，对置的、相对移动的表面32和34之间的距离会减小，以致表面粗糙度(即，自表面突出的表面材料的尖峰)可能发生交互作用。因此，例如，表面34的粗糙物36可与表面32的粗糙物38发生物理接触和交互作用。在极端情况下，表面32和34的粗糙物承受存在于交互作用表面之间的所有载荷。这种情况通常被称为边界润滑，润滑剂是无效的，且摩擦和磨损很高。研磨(grinding)和磨光(lapping)是改良表面粗糙度以及用于针对(尤其是)摩擦学应用产生工作表面的传统方法。图1C(i)-(ii)示意性显示在普通的磨光工艺中修整工作表面。在图1C(i)中，工件31的工作表面32面向磨光工具34的接触表面35。将含有研磨颗粒的研磨膏设置在工作表面32与接触表面35之间，其中显示一典型的研磨颗粒36:磨光工具34的接触表面35由相对于工作表面32具有较低硬度的材料制作。将研磨颗粒的成份和尺寸分布选择为可根据计划(例如减小表面粗糙度以实现预定的光洁度)容易地磨平工作表面32。以与大体上垂直于表面32和35的方向施加载荷，使研磨颗粒36渗入工作表面32和接触表面35,并导致压力P被施加至嵌入工作表面32的研磨颗粒36的一部分上。研磨颗粒36渗入工作表面32的深度通过h^表示；研磨颗粒36渗入接触表面35的深度通过hw表示。通常，研磨颗粒36渗入磨光工具34的程度大于渗入工件31的程度，因而hblhal。在图1C(ii)中，使工件31和磨光工具34以相对速度V移动。压力P以及工件31与磨光工具34之间的相对速度V的幅度使研磨颗粒36的作用类似于刀，以从工件31挖出一片表面材料。在很低的相对速度下，研磨颗粒36是大体上静止的。然而，通常，如图1C(ii)中所示，将相对速度V选择为使相应的剪切力Q很大。因为与研磨颗粒36接触的磨光工具34的材料相对于研磨膏中的颗粒大体上是不屈服的(即，弹性很低)，所以这些颗粒通常被相当迅速地磨碎，因而必须频繁地补充研磨膏。在已知技术中，使用粘合磨料(例如，研磨盘、涂附磨料、散布磨料和研磨切削工具)对材料(例如，金属、陶瓷、玻璃、塑料和木头等等)实施研磨(grinding)、磨光(lapping)、抛光(polishing)、切削(cutting)。研磨颗粒-即研磨工艺的切削工具-是自然存在的材料或合成材料，所述材料的硬度通常大于其要切削的材料的硬度。粘合、涂附和散布研磨应用中最常使用的磨料是金刚砂、ot-氧化铝、碳化硅、碳化硼、立方氮化硼和金刚石。各材料的相对硬度在表l中提供。磨料的选择通常由经济性、所期望的光洁度以及被研磨的材料决定。以上提供的研磨材料清单采用硬度递增的顺序，但同时也按照成本递增的顺序，其中金刚砂是最便宜的研磨材料，而金刚石是最昂贵的研磨材料。表1材料努普硬度值；金刚砂1360ot-氧化铝2100碳化硅2480碳化硼2750立方氮化硼4500金刚石(单晶)7000通常，考虑到各种研磨材料的成本，选择软磨料来研磨软材料以及硬磨料来研磨较硬的材料类型。当然，也有例外情况，例如对于极胶质的材料，较硬的材料实际上可更有效地对其进行切削。另外，研磨颗粒越硬，每单位体积或重量的磨料可移除的材料将越多。超硬材料包括金刚石和立方氮化硼，两者都用于各种各样的用途中。已知的磨光方法和系统具有多个明显的不足之处，包括磨光工具的接触表面最终被研磨材料消耗而需要更换。在一些典型的应用中，磨光工具的接触表面在已加工大约50个工件后要更换。磨光加工通常必须在多个离散的磨光阶段实施，每一阶段均使用具有不同物理性能的研磨膏。7对研磨膏的性能的敏感性，包括膏成份、研磨颗粒的硬度以及研磨颗粒的粒度分布(PSD)。对磨光工艺中的各个加工参数的敏感性。因此，人们需要且相当有利的是，具有一种克服已知磨光技术的明显不足的磨光系统。更为有利的是，具有一种可制作摩擦学性能得到改良的工作表面的磨光系统。
发明内容根据对本发明的说明，提供一种用于磨光金属工作表面的机械装置，该装置包括(a)具有所述金属工作表面的工件；(b)接触表面，其大致与工作表面相对设置，接触表面用于以与工作表面相对运动的方式移动；(c)多个研磨颗粒，其设置在接触表面与工作表面之间，以及(d)—机构，其与工作表面和接触表面中的至少一个相关联，用于施加相对运动，以及用于在工作表面和接触表面上施加载荷，接触表面用于提供与多个研磨颗粒之间至少部分弹性的交互作用，其中，在致动该机构时，在载荷下的相对运动使一部分研磨颗粒研磨工作表面，且其中在载荷下的相对运动实现颗粒添加剂材料的一部分掺入金属工作表面。才艮据本发明的另一方面，提供一种用于磨光工件的金属工作表面的机械装置，所述装置包括接触表面，其用于大致与所述金属工作表面相对设置，接触表面用于以与工作表面相对运动的方式移动，接触表面包括(a)至少一种聚合物材料，以及(b)颗粒物质，其分散在聚合物材料内，接触表面具有介于65-90之间的肖氏D级硬度，所述接触表面设计和构造成在研磨工件的金属工作表面期间，颗粒物质以机械的方式自接触表面输送并掺入金属工作表面内。根据本发明的再一方面，提供一种磨光方法，其包括如下步骤(a)提供一系统，其包括(i)具有金属工作表面的金属工件；(ii)接触表面，其大致与工作表面相对设置，接触表面用于以与所述工作表面相对运动的方式移动；(iii)多个研磨颗粒，其设置在所述接触表面与工作表面之间，以及(iv)多个固体颗粒，其与所述接触表面相关联；(b)以与所述接触表面和金属工作表面大体上垂直的方向施加载荷，(c)通过在所述金属工作表面与接触表面之间施加相对运动来磨光工件，以便(i)在所述接触表面与研磨颗粒之间实施至少部分弹性的交互作用，从而使研磨颗粒的至少一部分接触所述工作表面和接触表面两者，以及(ii)将颗粒添加剂掺入金属工作表面内。根据所描述的较佳实施例中的其他特征，接触表面具有介于40-90之间的肖氏D级硬度。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，肖氏D级硬度介于65-85之间。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，研磨颗粒的至少一部分同时接触工作表面和接触表面两者。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，研磨颗粒的至少一部分渗入工作表面。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒添加剂材料包括固体润滑剂。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，研磨颗粒自由地设置在接触表面与工作表面之间。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，将颗粒添加剂材料设置在接触表面内，以便当致动该机构时，相对运动使颗粒添加剂材料的至少一部分以机械的方式自接触表面输送并实现颗粒添加剂材料掺入金属工作表面内。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，接触表面包括聚合物材料，且其中颗粒添加剂材料被均匀分散在聚合物材料内。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，聚合物材料包括环氧材料。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，聚合物材料包括聚氨酯。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，肖氏D级硬度介于65-90之间，且抗沖击强度介于4-12kJ/n^之间。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，肖氏D级硬度介于70-80之间，且抗沖击强度介于5-8kJ/n^之间。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，将接触表面设置在磨光工具上。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，研磨颗粒包括氧化铝颗粒。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，接触表面的成份包括环氧材料和聚氨酯两者，且其中肖氏D级硬度介于65-90之间，且抗沖击强度介于4-9kJ/m2之间。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，接触表面的成份包括重量比为25:75至90:10的环氧材料和聚氨酯。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，接触表面的成份包括重量比介于3%-75%之间的聚氨酯。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，接触表面的成份包括重量比介于30%-卯％之间的环氧材料。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，金属工作表面包括钢工作表面。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，将该机构适配成使接触表面上的载荷是以相对于接触表面和工作表面大体上垂直的方向施加。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒添加剂材料具有小于5的莫氏硬度。才艮据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒添加剂材料具有小于3的莫氏硬度。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，磨光方法进一步包括如下步骤(d)向金属工作表面施加孩t起伏(microrelief)以产生至少一个凹口。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒添加剂包括至少一种选自由如下材料组成的群组中的材料氯化钴、二硫化钼、石墨、富勒烯、二硫化鴒、云母、氮化硼、疏酸银、氯化镉、碘化镉、硼砂、硼酸以及硪化铅。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒物质是聚合物材料内的填充材料。才艮据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒物质的至少90%具有小于20微米的直径。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒物质的至少90%具有小于IO微米的直径。根据所描述的较佳实施例中更多的其他特征，颗粒物质的至少90%具有小于2微米的直径。本文参照附图并仅以举例的方式来说明本发明。现在详细地参照各附图，发明6;较佳实施例，相信其是对本发明的i:^概^方面最有用的且易于理解的说明。在这方面，并不旨在采用对本发明进行基本理解所必要的细节之外更多的细节来说明本发明的结构细节，关于在实际中如何实施本发明的多种形式，结合附图所进行的说明对于所属领域的技术人员而言会一目了然。在所有附图中，引用的类似字符用于代表类似的部件。附图中图1A示意性说明以机械方式交互作用的表面，这些表面具有一穿插的润滑层；图1B示意性说明以机械方式交互作用的表面，这些表面具有交互作用的粗糙物；图1C(i)-(ii)示意性显示在传统的磨光工艺中修整工作表面；图2说明本发明的一个方面的普遍的概念；图3A是根据本发明的开槽圆柱体的示意性側视图3B是根据本发明的金属板的示意图，该金属板的工作表面开槽；图4A是根据本发明的一实施例的稠密正弦开槽的型式；图4B是根据本发明的一实施例的正弦开槽的型式；图4C是根据本发明的一实施例的正弦开槽型式，其包含交叠的波紋；图4D是4艮据本发明的一实施例的开槽的凹点型式；图4E是根据本发明的一实施例的偏菱形开槽的型式；图4F是根据本发明的一实施例的螺旋状开槽的型式；图5是根据本发明磨光工艺的一个实施例的修整工作表面的工艺流程图6A是本文中所揭示的磨光技术的交互作用表面的示意图6B是图6A中的交互作用表面的侧视图的示意性说明；图7A是一机加工表面的剖面示意性说明；图7B是微观开槽(micro-grooving)后的表面的剖面示意性说明；图7C是经受本发明的磨光工艺后的开槽表面的剖面示意性说明；图8A是微观开槽后的工作表面的剖面示意性说明，其中微观凹槽(micro-grooves)被凸起包围；图8B是图8A中的表面在经受本发明的磨光工艺后的剖面示意性说明；图9A是根据本发明在研磨之前磨光工具-工作表面界接面的剖面示意性说明；图9B是根据本发明在研磨已取得ii^后磨光工具-工作表面状态的剖面示意性说明；图9C(i)-(iii)是在本发明磨光工艺中被修整的工作表面的更多剖面示意性表示；图10是根据本发明的磨光工具的一部分的示意性剖面图，该磨光工具具有包含颗粒添加剂材料的聚合物层；图ll是根据本发明的固体有机物层的示意性剖面表示，该有机物层涂覆在工作表面上且具有掺入的固体颗粒；图12显示在移除工作表面的多个纳米层后图12A的一部分表示；图13是根据本发明的一个方面的示例性摩擦学系统的示意图14是一剖面示意图，其中显示在具有根据本发明的内部工作表面的管道中所输送的流体的横截面速度分布；图15是用于植入活体内的人造关节的剖面示意图；图16是用于试验根据本发明修整的圆盘的实验布置的等视示意图17是一试-睑台的示意图，该试验台用于评估在"一滴试验"中所处理的辊子的摩擦学性能；图18针对每一辊子显示在试验的停止点处的摩擦系数；以及图19提供摩擦系数(p)和磨损(h)与摩擦长度(L)之间的函数关系曲线图。專交佳实施例i兌明本发明涉及一种方法和装置，该方法和装置用于将颗粒添加剂掺入金属工作表面，以产生具有极大改良的摩擦学性能的工作表面。参照附图和随附说明可较佳地理解本发明的原理和运作。在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明的应用并不限于下文中所述或附图中所显示的结构细节和部件布置。本发明能够用于其他实施例或者能够以各种方式实施或实现。另外，应理解，本文中所用的措词和术语是用于说明的目的，且不应被视为是限制性的。根据本发明，对相对滑动运动的润滑后的表面进行处理，以在交互作用过程中产生较小的磨损和摩擦。概括而言，本发明的工艺对工作表面进行改变，以便产生两个穿插区域，其中一个区域具有高度的润滑剂排斥性，而另一个区域对润滑剂具有相对的吸引力。图2中显示本发明的积无念的示意性表示，下面参照图2。图2显示一示意性工作表面，该工作表面由各区域的组合组成。标记A的区域对润滑剂具有吸引力，而标记R的区域相对排斥润滑剂。在本发明的较佳实施例中，各区域在对润滑剂的吸引力方面的差异与结构差异相关联。参照图3A-B示意性说明本发明的此实施例的系统的结构方面。在图3A中，圆柱体50的表面被构造成将一个或多个凹槽(例如螺旋形凹槽52)刻划在该表面上。通常，该凹槽具有最大约5-30微米的深度和约100-1000微米的宽度。原始表面的剩余部分是一个或多个隆起，在本实例中为螺旋形隆起54。于是，圆柱体50的外表包括两个区域包括隆起的浅表区域，以及包括凹槽的凹口区域。在图3B中，金属板料60已根据本发明进行加工。在经受与另一部件(未显示)的摩擦交互作用后，工作表面包括凹槽62和交错的隆起64,凹槽62的组合变成凹口区域，交错的隆起64形成金属板料60的工作表面的浅表区域。区域型式图4A-F提供示例性、示意性的凹口型式(例如，孩O见凹槽)，该凹口型式适合用于本发明的实施例的结构方面。图4A-B显示密度变化的正弦型式；图4C显示包含重叠正弦形的正弦型式；图4D显示凹点型式；图4E显示偏菱形的型式，以及图4F显示螺旋型式。可选型式具有极大的多样性，且上面给出的实例仅构成少量代表性的型式。工作表面的加工在图5中示意性描述的用于修整工作表面的较佳工艺中，工作表面通过研磨A/或磨光(步骤90)进行机加工，以获得高度的平面度和表面光洁度。在步骤92中，形成可选的凹口区域，以及在步骤94中，在磨光步骤中修整工作表面的浅表区i或。人们已发现，对浅表区域进行磨光可实现极好的平面度等级和极好的光洁度。与使用固定磨料的研磨相比，磨光技术使用自由流动的研磨材料。磨光与抛光工艺相比也显著不同，抛光工艺的特征是相对于磨光工艺具有很高的速度和低栽荷。对工件表面的效果显著不同。在磨光中，载荷以及工件表面与磨光工具表面之间的相对运动会使研磨颗粒将表面上的坯料切削掉。形成鲜明对比的是，在抛光中，抛光工具与工件表面之间的相对运动幅度非常大，以致引起工件表面局部熔化。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的术语"磨光"旨在将所述抛光系统和方法排除在外。图6A示意性说明用于根据本发明的实施例加工的交互作用表面100、工作表面102。图6B中显示该表面的示意性剖面图，以指示图7A-C中所示的剖面的》文大#见图的位置。在图7A中，显示机加工表面106。在图7B中，显示已形成可选微观凹槽或凹口微观结构108后的表面106。在图7C中，已通过本发明的磨光工艺对工作表面进行修平和改变。已在浅表区域上形成新的塑性变形区域110，在下文中将更详细地论述该塑性变形区域110。磨光步骤较佳地接续在微观凹槽步骤后面，因为在表面上形成凹口的微观结构时，表面在微观结构周围形成突起很普遍。即使通过激光切削来实施结构变化，也会出现突起。这在图8A-B中进行了示意性显示，现在参照图8A-B。在图8A中，已在工作表面120中形成凹口微观结构或微观凹槽121。在凹口微观结构121的边缘周围设置有突起122,突起122在形成微观结构121中产生。在进行本发明的磨光工艺后，突起被修平，且在工作表面120的表面附近产生塑性变形区域124(参见图8B)。为根据本发明获得机械部件的工作表面的特性，磨光是较佳的机械精修方法。使用磨光工具和包含研磨砂粒的膏来实施磨光，磨光工具的表面比被加工的机械部件的工作表面软。该膏可为传统磨光工艺中所用的传统膏。为有效磨光，研磨砂粒的硬度必须远大于磨光工具的表面硬度，且大于被加工的工作表面的硬度。业已发现，根据本发明，氧化铝是适用于多种磨光表面和工作表面的研磨材料。.图9A-B示意性显示本发明磨光工艺的循序渐进的步骤，在该磨光工艺中，可促进对工作表面的修整。图9A中示意性显示本发明磨光系统130的一个方面的初始状态。工作表面132(设置在工件131上)的不规则外形面向磨光工具134，且与磨光工具134隔开不规则的距离。研磨颗粒136部分地嵌入磨光工具134的接触表面135中，且较小程度地嵌入工作表面132中。通过机构138使工作表面132和接触表面135以相对运动的形式发生移动。该运动具有瞬时幅度V。机构138还施加载荷或压力Pp载荷或压力P,大体上垂直于接触表面135和工作表面132。在图9B中，已发生一些磨平动作，使工作表面132的不规则程度变小。由于表面之间的相对运动，现在研磨颗粒(例如，研磨颗粒139)在某种程度上被磨圓，在与表面的磨擦过程中失去了一些尖锐的边缘。尽管最初研磨颗粒136渗入工作表面132并从工作表面132中挖出材料，但当该过程持续时，研磨颗粒被磨圆，实质上没有更多的坯料从被加工的部件移除。相反，磨光运动使工件131的工作表面132发生塑性变形，从而增大工作表面132的微观硬度。图9C(i)-(iii)是在本发明的磨光工艺和系统中被修整的工作表面的更多示意性表示。在图9C(i)中，工件131的工作表面132面向磨光工具134的接触表面135。在工作表面132和接触表面135之间设置包含研磨颗粒的研磨膏，显示其中的典型研磨颗粒136。在普通的磨光技术中，磨光工具134的接触表面135由相对于工作表面132具有较大耐磨性和较小硬度的材料制成。将研磨颗粒的成份和尺寸分布选择为根据计划容易地磨平工作表面132，例如将表面粗糙度减小至特定或预定的粗糙度。以大体上垂直于表面132和135的方向施加载荷，使研磨颗粒136渗入工作表面132和接触表面135,并导致压力P被施加到嵌入工作表面132内的研磨颗粒136的一部分上。研磨颗粒136渗入工作表面132的深度由ha2表示；研磨颗粒136渗入接触表面135的深度由&2表示。研磨颗粒136渗入磨光工具134的程度远大于渗入工件131的程度，因而hb^〉ha2。很明显，由于本发明接触表面135的变形具有相当大的弹性特性，研磨颗粒136渗入接触表面135的深度远大于相同的研磨颗粒渗入现有技术的接触表面的深度(在同一压力P下)，即hb2》hbi，其中，hw在图1C(i)中定义。因此，研磨颗粒136渗入工作表面132的深度hc远小于现有技术的相应渗入深度ha,，即ha2<hai。在图9C(ii)中，使工件131和磨光工具134以相对速度V移动。压力P以及工件131与磨光工具134之间的相对速度V的幅度使研磨颗粒136的作用类似于切削工具，从工件131挖出一片表面材料。该片材料通常远小于从通过现有技术的磨光技术修整的工作表面挖出的材料片。在图9C(ii)-(iii)中，将相对速度V选择为使相应的剪切力Q相对于压力P足够大，以使研磨颗粒136上的组合力矢量F的方向引起研磨颗粒136发生旋转。在该旋转期间，磨光工具134和接触表面135的弹性导致研磨颗粒136的内部应变相对于现有技术较小，以使典型颗粒(例如研磨颗粒136)不会破碎，而是该表面的边缘被磨圆。在图9C(iii)中示意性提供理想化的磨圆现象。本发明的工作表面具有固有的微观结构，该微观结构影响表面的各种宏观特性。不希望受到理论限制，相信本发明磨光系统实现工作表面中的塑性变形，以便改良工作表面的微观结构。修改后的微观结构的一个表现形式是微观硬度极大增加。本发明的发明人已令人惊讶地发现，如上文中举例说明的聚合物磨光工具表面可填充至少一种在操作期间增强工件表面性能的材料。较佳地，表面增强材料与聚合物材料均匀地混合。填充材料相对于聚合物材料通常是惰性的。具体而言，在磨光期间，可将聚合物磨光工具表面内的填充材料输送并掺入工件的表面内，以获得具有磨擦学优良特性的工件表面。该填充材料包括但不限于固体润滑剂。固体润滑剂包括无机化合物、有机化合物和呈现为薄膜或颗粒材料的金属，为滑动表面提供阻挡层类型的润滑。这些材料在室温及以上温度下大体上为固体，但在某些情况下在室温以上大体上为液体。无机化合物包括诸如以下材料氯化钴、二硫化钼、石墨、二硫化钨、云母、氮化硼、硫酸银、氯化镉、碘化镉、硼砂、硼酸和碘化铅。这些化合物例如为所谓的层状晶格固体，在层状晶格固体中，共价键力或离子力形成各层中原子之间的粘合力，同时范德华力形成各层之间的粘合力。由于这些化合物具有高熔点、真空中的高热稳定性、低蒸发率和良好的耐辐射性，它们通常在高温应用中使用。尤其合适的材料包括按配方制作的石墨和二硫化钼。二疏化钼和石墨两者都具有层状晶格结构，该层状晶格结构在晶格内具有强粘合，在各层之间具有弱粘合。硫-钼-硫晶格形成强粘合，而各层之间的弱硫-硫粘合使各层之间能够容易地在彼此上方滑动。因此，二硫化钼和石墨是尤其重要的固体无机润滑剂。富勒烯作为颗粒添加剂材料掺合到本发明的聚合物磨光工具表面内是适合的。其他不具有层状晶格结构的合适无机材料包括碱式铅白或碳酸铅、氧化锌和一氧化铅。固体有机润滑剂化合物包括高熔点有机粉末，例如菲、铜酞菁和具有无机化合物的混合物及/或其他润滑剂。与二硫化钼混合的铜酞菁已知是良好的滚柱轴承润滑剂。上面列出的固体颗粒通常具有在室温下低于2.5的莫氏硬度。许多材料具有约为l或小于l的莫氏硬度。金属润滑剂通常包括软金属，例如镓、铟、铊、铅、锡、金、银、铜、铑、钯和铂。这些材料的硬度往往随温度升高而大体上减小。也可采用非贵金属的硫属化物，尤其是氧化物、硒化物或硫化物。传统方法和传统工件表面通常需要将固体润滑剂与各种胶合剂粘合在一起，胶合剂将固体润滑剂在移动的工件表面上固定到位。在使用固体或颗粒润滑剂的干润滑剂应用中尤其需要使用胶合剂，有时将胶合剂描述为粘合的固体润滑剂。各种热固性和热塑性和可固化胶合剂系统包括酚醛、乙烯基、丙烯酸、醇酸树脂、聚氨酯、硅酮和环氧树脂。然而，在本发明中，在磨光机加工程序期间将固体润滑剂掺合到工件的表面内，因而胶合剂是不必要的。相对于具有胶合的固体润滑剂的现有技术工件表面，本发明的工件表面呈现出摩擦学极优的特性。另外，在本发明的工件表面中(并使用本发明的磨光工具表面和方法)，将固体润滑剂以稳定、大体上永久的方式掺入。在本文中在说明书和前面的权利要求书部分中使用的与颗粒和工作表面有关的术语"被掺入"、"掺入，，以及类似术语系指将颗粒以足够大的强度附连到工作表面，以致即使将工作表面接受如下文中所述的清理工艺后也保持附连至工作表面。在本文中在说明书和前面的权利要求书部分中使用的与工作表面有关的术语"清理"、"被清理，，或"清理工艺"系指以下程序(步骤1)将工作表面浸入充满异丙醇或乙醇的浴槽中，并使被浸入的工作表面接受超声处理达至少1分钟；(步骤2)在乙醇中浸洗且然后使用浸有乙醇的布擦拭表面；以及(步骤3)暴露到至少10-8托(较佳10"g托)的真空中达至少5分钟，其中，根据所属领域技术人员熟知的技术实施超声处理、在乙醇中浸洗以及擦拭的具体参数，以便移除疏松的颗粒物质和有机碎片。在磨光后，使本发明的工作表面承受严格的清洗工艺，以移除疏松的颗粒物质和有机碎片。16或者，在实施磨光方法之前，可通过使用聚合物磨光工具表面(例如本文中所描述的磨光工具表面)并将固体颗粒(例如，固体润滑剂)添加至磨光系统作为自由流动的固体颗粒来将这些固体颗粒掺入工件的表面内。自由流动的固体颗粒可添加至磨光技术中使用的各种研磨膏中，或者相对于这些研磨膏独立地添力口。通常，所掺合的固体颗粒的至少90%具有小于20微米的直径。较佳地，所掺合的固体颗粒的至少90%具有小于IO微米的直径，更佳的是，小于5微米，且最佳的是，小于2微米。本发明的示例性磨光工具表面合成如下使环氧树脂、多元醇和二异氰酸盐在超过室温并低于约150。C的温度下反应。然后，添加硬化剂和固体润滑剂颗粒并混合。所属领域的技术人员可显见，必要的固化条件主要视上述成份的特定数量和比率而定。所属领域的技术人员可进一步显见，聚合物可生产为块状聚合物或模制聚合物。下文中提供环氧材料和聚氨酯材料的有利比率。然而，应了解，所属领域技术人员可开发可与本发明的装置和方法结合使用的具有必要的机械和物理特性的聚合物的组合。磨光工具的接触表面的机械准则业已发现，使用具有略微弹性的有机聚合物表面的磨光工具进行磨光可促进工作表面的微观硬度和其他摩擦学特性。本发明的聚合物表面应较佳地遵守的机械准则包括1.相对于磨光工艺中所用的研磨膏的耐磨性；2.导致各研磨颗粒突出进入聚合物表面并被聚合物表面抓握的弹性变形；当各研磨颗粒在与工作表面接触期间旋转时，所述弹性变形应使所述颗粒能够根据施加于颗粒与工作表面之间的不同压力而被吸收进入聚合物表面的不同深度。因此，研磨颗粒抵靠工作表面旋转并随时间磨得更圆，而不会遭到粉碎(被研磨成细粉末)；3.应将聚合物表面的硬度选择成使弹性层不会明显地粉碎或研磨所述研磨粉末。于是，磨光工具134的接触表面135(参见图9A-9B和图9C(i)-9C(iii))是有机、聚合物表面。如果接触表面135是以机械方式受到支撑的层(例如，其被支撑在金属背衬上)，表面135较佳地具有至少0.5毫米的厚度T(参见图9B)。或者，有机、聚合物接触表面135具有至少为5毫米且更佳地为至少8-10毫米的厚度T，以^f吏接触表面135为大体上自支撑。本发明的发明人已进一步发现，以大约25:75至90:10的重量比制成的环氧水泥与聚氨酯的混合物适合形成所述磨光工具的接触表面。在环氧水泥/聚氨酯混合物中，环氧水泥提供硬度，而聚氨酯提供必要的弹性和耐磨性。据信，聚氨酯还非常有助于将有机纳米层(可能为聚合物纳米层)沉积在工作表面的至少一部分上，这将在下文中更详细地说明。所属领域的技术人员将了解，可利用习知的合成和生产技术实现环氧水泥/聚氨酯混合物的生产。较佳地，环氧水泥与聚氨酯的重量比介于大约1:2至2:1之间，且更佳地介于大约3:5至7:5之间。就按重量计的绝对成份而论，磨光工具表面通常包含至少10%的聚氨酯，较佳地，包含介于20%-75%之间的聚氨酯，更佳地，包含介于40%-75%之间的聚氨酯，且最佳地，包含介于40%(包括40%)-65%(包括65%)之间的聚氨酯。本发明的磨光工具的接触表面应较佳地按重量计包含至少10%的环氧材料，较佳地，包含至少35%的环氧材料，更佳地，包含至少40%的环氧材料，且最佳地，包含介于40%(包括40%)-70%(包括70%)之间的环氧材料。然而，在某些应用中，所述弹性层应较佳地按重量包含至少60%的环氧材料，且在某些情形下，包含至少80%的环氧材料。较佳地，本发明的接触表面(磨光表面)应具有如下物理特性和机械特性的组合介于40-90之间的肖氏D级硬度，较佳地介于60-90之间，更佳地介于65-82之间，且最佳地介于70-80之间；介于3-20kJ/n^之间的抗沖击强度(带缺口)，根据ASTM标准D256-97，较佳地介于3-12kJ/n^之间，更佳地介于4-9kJ/ir^之间，且最佳地介于5-8kJ/m2之间；应了解，所属领域的技术人员可开发满足这些物理和机械特性要求的诸多材料或材料组合。图IO是本发明的磨光工具600的一部分的示意性剖面图，磨光工具600具有基底610和附连至基底610的聚合物层620。聚合物层620形成前文中所述磨光工具和工艺中的接触表面(参见图9A-C)。在聚合物层620内散布有很多个固体颗粒630。目前用于固体颗粒630的优选材料是软固体润滑剂颗粒，例如二硫化钼、石墨和富勒烯。现在参见图11，通过使用本发明的磨光工具和方法，已发现可将极薄(通常为毫微米级)的固体有机层420涂覆在工作表面410上。相当多的(尽管不一定是全部的)有机层来源是本发明磨光工具的表面上的有机材料。或者或另外，有机层来源可为添加至所述磨光工艺中所用的研磨膏的有机颗粒和材料(例如，聚合物材料)。在图11中提供的图解中，固体颗粒630牢固地掺入工作表面410中。通常，自工作表面410突出的尖峰412、414也净皮涂层420覆盖。图12显示图11中的工作表面410的一部分，层420显示为已磨损，尤其是在覆盖所述尖峰的区域。最终，所述尖峰自身(例如尖峰414)也受到磨损。在该状态下，尖峰414的暴露表面区域416大部分被暴露区域422包围。因此，暴露表面区域416附近的任何润滑剂往往会从暴露区域422朝尖峰414的暴露表面区域416移动，从而可维持极佳的润滑条件。必须强调的是，图11中的工作表面在各种基本方式下均不同于现有技术的带涂层的工作表面，其中包括图11中的层是具有平均厚度最多达200毫微米且更佳为5-200毫微米的毫微米层。通常，毫微米层具有5-100毫微米的平均厚度。针对具有平均厚度5-50毫微米的毫微米层的工作表面已获得极佳的实验结果。毫纟敞米层的沉积是利用本发明的的磨光方法本身来实施。毫微米层的材料来源是来自本发明的磨光工具的接触表面，或者来自布置在研磨膏中的材料。将大量的软固体颗粒(例如，习知的固体润滑剂材料)掺合在所述层中。通过填充所述工作表面的毫微米层外形将毫微米层紧密粘合至工作表面。所述毫微米层很强地粘附至工作表面。因此，该层不会发生剥落、脱落、起鳞等现象，所述现象是现有技术涂层的特征。在沉积毫微米涂层之前实施微起伏。必须进一步强调，毫微米薄膜在一侧粘合至工件的表面，且在相反一侧，毫微米薄膜变为工件的工作表面，暴露至润滑剂以及工作表面与相对表面(以及其上的载荷)之间的相对运动所引起的摩擦力。图13是根据本发明的一个方面的示例性摩擦学系统500的示意图。摩擦学系统500包括旋转工作部件502(旋转机构是标准部件，未显示)，工作部件502具有承受载荷L的工作表面(接触区域)503，设置于静止元件(衬套)内的相对表面504，以及设置在工作表面503与相对表面504之间的润滑剂(未显示)。工作表面503是本发明的前文中所述的工作表面。凹口区域(凹槽506)作为润滑剂的储槽，并作为碎片的收集阱。必须强调，本发明的磨光方法和由此产生的本发明的工作表面在产生所述工作表面中的开槽型式后，可相对于组合有相同开槽型式的现有技术磨光表面实现令人惊讶的高性能，这将以实验的方式进行证明(参见下文中的实例3和表4)。在本发明的另一实施例中，在用于输送流体的容器或管道的表面的内壁利用本发明的工作表面，以便减小在所述内壁的表面处的摩擦，且相应地减小泵送流体的压力损失和能量花费。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的术语"管道"系指用于输送至少一种流体的容器。术语"管道"具体而言旨在包括管子、管道、明管、泵的内表面等等。图14是一示意图，其显示在管道182中输送的流体的横截面速度分布180。不希望受到理论限制，据信由于本发明的工作表面的独特表面结构和能量，与壁184的内工作表面183的粘附力得以显著减小。人们进一步相信，毗邻内工作表面183的边界层的厚度也得以显著减小，因而与普通的金属管道相反，体相流动更靠近壁184发生。在本发明的另一实施例中，利用本发明的工作表面和本发明的磨光方法和装置来制作人造关节，例如髋关节。普通的髋关节具有许多缺点，这些缺点往往会减小所述髋关节在使用期间的效力，且还会缩短其寿命期限。首先，由于在关节更换操作后身体产生的滑液在相当大程度上被稀释，因此其粘度比最初存在的滑液小80%，人造关节的各部件彼此之间绝不会被液体薄膜完全分离。人造关节所用的材料以及滑动区的参数仅能够实现两种类型的润滑(i)混合润滑；以及(ii)边界润滑，因而载荷由在塑料或金属髋臼表面上滑动的金属股骨头表面承受。这会导致部件加速磨损，增大摩擦力，并引起关节各部件松动且最终引起关节故障。由于超高分子量聚乙烯(UHWPE)臼杯的高磨损率，金属头会更多地刺入臼杯，从而导致异常的生物力学，进而引起臼杯松动。而且，臼杯磨损期间生成的聚乙烯碎片会产生不利的组织反应，这会引起假肢部件松动以及其他并发症。磨损增大还会产生金属磨损颗粒，该金属磨损颗粒会刺穿假肢附近的组织。另外，主要由胶原形成的纤维包膜经常包围金属和塑料磨损颗粒。金属部件磨损还产生金属离子，这些金属离子与其他颗粒一起从植入的假肢被输送至病人的各个内部器官。这些现象都将对假肢的使用产生不利影响。另外，在手术期间保留在臼杯内的或者在关节连接期间进入髋部与臼杯之间的接触区域的骨头和骨水泥颗粒往往会嵌入臼杯表面内。这些嵌入的骨头颗粒会对金属头造成损害，而该损害又会引起臼杯的磨损大大增加。已在有关文件(参见M.列维奇和B.山姆什多夫所著的"对髋部植入中摩擦的实验室研究"，摩擦试验学报5-4,1999年6月，所述文件的内容以引入的方式并入本文中，如同其在本文中完全提及一样)中建议使用微构造技术来处理20金属头摩擦表面，以减小摩擦表面的磨损。微起伏技术改善润滑和摩擦特性，并便于从关节的凸出部件和凹口部件之间的摩擦区域移除磨损碎片、骨折和骨水泥颗粒。然而，广泛需要在减小人造关节中的摩擦和磨损方面获得进一步改良。在图15所示的本发明的另一实施例中，将金属关节头441啮合至金属臼杯442内。可选择的是，金属关节头441具有根据所属领域已知的微构造(microstructuring)技术得到的凹槽444(凹口、孔洞等)。金属关节头441已接受本发明的磨光方法处理，以产生本发明的工作表面。较佳地，金属关节头441的工作表面443至少部分地使用有机层覆盖。另外较佳的是，将固体润滑剂颗粒掺入工作表面443内，如前文中参照图11所述。实例现在参照如下实例，这些实例与上述说明一起以非限制的方式举例说明本发明。实例l现在参照图16中示意性说明的实验布置。使一组可绕轴线旋转、可互换的直径30毫米的碳钢圆盘(例如圆盘186)抵靠平直的对置板192旋转以测量磨损。所述圓盘使用1045等级的碳钢制成，具有27-30的洛氏硬度(HRC)。电动机或传动装置190提供用于旋转的扭矩。对置板192由铜合金(UNSC93700(HRC-22-24))制成，并被研磨至具有0.4微米的平均粗糙度(Ra)。对置板192具有支架194，支架194的高度可调节以控制施加在圆盘186上的力。控制圆盘具有普通的研磨光洁度(Ra=0.4微米)，而试验圆盘通过对所述圓盘的表面196进行微观开槽且然后按照本发明进行磨光来经受进一步处理。在实验期间，在对置板192的方向上向所述圆盘施加100N的恒定载荷。在致动所述电动机以达到250转/分的恒定旋转速度之前，将一滴Amoco工业油32(等效于ASTM150透平油)涂至干摩擦表面。测量卡滞时间-即从开始旋转直到该运动因卡滞而停止之间的累计时间。在16-18分钟后，所有控制盘都发生卡滞。形成强烈对比的是，根据本发明进行纟效观开槽和磨光处理的圆盘继续旋转而不停止达40个小时以上的时间，将所述实验在该时刻提前结束。被处理的圆盘不发生卡滞。在另一实验中，以180转/分的速度旋转所述圓盘。通过研磨对一组控制圆盘实施磨光。对第二组圆盘实施微观开槽。对第三组圆盘实施微观开槽并根据本发明进行磨光。表2中提供一滴试验(one-droptest)的结果。'计算了直到卡滞之前圆盘的运动路径、摩擦系数以及磨损强度(通过测量因与所述圆盘的摩擦而在对置板上形成的峰减弱程度)。表2:抵靠对置板转动的圆盘的试验结果圓<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>当本发明的工作表面包含在承受摩擦力的各种机械部件中时，可减小摩擦和磨损、卡滞风险，并延长所述部件的工作寿命。在沖压应用中，工作表面的质量得以改良，且功率减小量达到30%。在内燃机中，将本发明的工作表面和用于生产本发明的工作表面的本发明系统应用至柴油机的120mm气缸套并应用至180mm直径的摩托车发动机。试验的结果证明，对于给定的性能水平，与普通的气缸套相比，使用具有本发明工作表面的气缸套可减少燃料消耗。另外，具有本发明工作表面的气缸套具有寿命期限较长、油损失较少的特征。实例2在"一滴试验"中使用块体摩擦试验机上的辊子来评估根据本发明处理过的辊子的的摩擦学特性。图17中示意性显示试验台。使旋转辊子2与静止块体3在给定载荷P下接触，同时在接触位置涂极少量(一滴)润滑剂。使用力变送器4来测量摩擦力F,并使用接近探头9来测量间隙的变化，从而提供辊子2和块体3的总磨损量。持续监视并记录作为时间的函数的摩擦和磨损量两者。在发生如下三个事件之一时停止所述试验(a)摩擦系数-F/P达到值0.3;(b)所述辊子与块体之间开始出现卡滞(其特征是摩擦力突然地急剧地增大，以及相应的噪声水平增大)；或(c)摩擦力达到最大值并开始减小。将试验持续时间定义为从试验开始直到由于发生上述事件(a)或(b)而结束试验所经受的时间，或者在事件(c)的情形下对应于摩擦力最大的时间。应注意，在该特殊情形(c)下，在完全停止之前，使试验超过所述"试验持续时间"继续进行约20分钟。对于每一新试验，使块体3在其夹持件6中水平移动，以提供新的接触。使用青铜块体对6个辊子试样中的每一者进行试验。辊子#1和#6是基准辊子，如下文中表3所述。对辊子#2-5根据本发明进行微起伏、各种凹槽样式和22凹槽区域的组合处理。使用室温下的SAE40油作为润滑剂。将一滴油涂于辊子2上，然后使辊子2轻微接触(18N载荷)青铜块体3并旋转(手动)两转，以将油扩散至整个圆周上。用干净的纸巾擦拭掉输送至所述块体的过多的油量，仅使所述辊子得以润滑。将载荷增大至P=150N的水平，且当辊子速度为105±5转/分时开始试验。表2提供每一辊子的试验持续时间(分钟)，并指示引起试验停止的事件类型。图18针对每一辊子显示在试验的停止点时的摩擦系数。基准辊子#1在极短的时间6分钟后当摩擦系数等于0.23时被卡滞。辊子#6呈现出持续增大的摩擦力，且试验在21分钟后停止，此时摩擦系数等于0.3且卡滞开始。按照本发明处理的所有辊子(辊子#2-5)显示出在摩擦力增大到一特定的最大值后摩擦力会减小。所述4个辊子中的最大摩擦系数不超过0.18。辊子#5具有0.11的摩擦系数，是所述6个辊子中最低的摩擦系数。图19中提供摩擦系数(p)和磨损(h)与摩擦长度(L)之间的函数关系曲线图。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>实例3在"一滴试验"中使用块体摩擦试验机上的辊子来评估辊子的的摩擦学特性。使用硬化钢块体作为对置表面对四个硬化钢辊子试样中的每一者进行滑动距离试验。使用普通的磨光方法来预制辊子试样I;使用本发明的磨光方法来预制辊子试样II;使用开槽、然后使用预制辊子试样I中所用的普通磨光方法来预制辊子试样III;以及使用开槽、然后使用预制辊子试样II中所用的本发明磨光方法来预制辊子试样IV。表4中提供滑动试验的结果。使用本发明的磨光方法预制的辊子试样II达到1373米的滑动距离，接近基准辊子试样I的滑动距离的两倍，基准辊子试样I使用普通的磨光方法预制。使用开槽、然后使用预制辊子试样II中所用的磨光方法预制的辊子试样IV达到9060米的滑动距离，该滑动距离相对于基准辊子试样III的滑动距离增大四倍，基准辊子试样II是使用开槽、然后使用预制辊子试样I中所用的传统磨光方法预制的。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>实例4在"一滴试验"中使用块体摩擦试验机上的辊子来评估辊子的的摩擦学特性。使用硬化钢块体作为对置表面对四个相同的硬化钢辊子试样中进行滑动距离试验。对辊子试样I的表面不进行磨光。对辊子试样II的表面使用铸铁-一种普通的磨光材料_进行磨光。对辊子试样III的表面使用由环氧材料/聚氨酯制成的磨光表面进行磨光。对辊子试样IV的表面根据本发明使用由环氧材料/聚氨酯制成并包含二硫化钼颗粒(来自美国新泽西州的AcrosOrganics)的磨光表面进行磨光。所述二硫化钼是粒度325目的暗灰色粉末。摩擦试验条件一滴试验；块体摩擦试验机上的辊子，两者均为钢SAE4340，洛氏硬度C(HRC)52-54;径向力400N;线性速度0.65米/秒；润滑剂SN-90(基本中性油)。表5中提供滑动试验的结果。不进行磨光和使用普通磨光预制的辊子试样I和II分别达到远低于1000米的滑动距离。根据FRICSO⑧技术使用由环氧材料/聚氨酯聚合物制成的磨光表面预制的辊子试样III达到约5000米的滑动距离。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>令人惊讶的是，辊子试样iv达到约30,000米的滑动距离，约为试样ni所达到的滑动距离的6倍，以及试样I和II所达到的滑动距离的至少40倍，辊子试样IV与试样III使用相同的环氧材料/聚氨酯聚合物制成的磨光表面预制，但包含使用本发明的磨光方法和装置摻入的二硫化钼颗粒。辊子试样IV的摩擦系数小于试样III的摩擦系数，且显著地小于试样I和II的摩擦系数。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的术语"抗冲击强度"系指ASTM标准D256-97确定的带缺口抗冲击强度，单位为kJ/m2。塑料和硬质橡胶的硬度试验最常使用肖氏D级硬度试验，较大的数字表示较大的抗沖击强度。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的术语"肖氏D级硬度"以及类似术语系指根据ASTM试验标准(D2240-97)材料耐受压痕的量度。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的关于研磨颗粒的术语"自由布置"涉及现有:f支术的典型磨光方法中研磨颗粒的自由流动状态。在本说明书和前面的权利要求书部分中所使用的关于薄膜或层以及工作表面的术语"紧密粘合"涉及毫微米粘附薄膜，所述薄膜具有与工作表面的樣"见外形互补的外形，以使所述薄膜或层沿工作表面的整个外形牢固地附连至工作表面。尽管已结合具体实施例说明本发明，但很明显，许多替代、修改和变化对于所属领域的技术人员将变得一目了然。因此，旨在包含属于随附权利要求书的精神和广泛范围内的所有上述替代、修改和变化。本^L明书中提及的所有出版文件以全文引用的方式并入本说明书中，如同每个单独的出版文件都被专门且单独地指示为以引用的方式并入本说明书中一样。权利要求1、一种用于磨光金属工作表面的机械装置，所述装置包括(a)工件，其具有所述金属工作表面；(b)接触表面，其与所述工作表面大致对置设置，所述接触表面用于以与所述工作表面相对运动的方式移动；(c)多个研磨颗粒，所述颗粒设置在所述接触表面与所述工作表面之间，以及(d)机构，所述机构与所述工作表面和所述接触表面中的至少一者相关联，用于施加所述相对运动，且用于在所述接触表面和所述工作表面上施加载荷，所述接触表面用于提供与所述多个研磨颗粒之间的至少部分弹性的交互作用，其中，与所述接触表面相关联的是颗粒添加剂材料，且其中，在致动所述机构时，所述载荷使所述研磨颗粒的一部分接触所述工作表面，且其中在所述载荷下的所述相对运动实现所述颗粒添加剂材料的一部分掺入所述金属工作表面。2、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面具有介于40-90之间的肖氏D级硬度。3、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述颗粒添加剂材料包括固体润滑剂。4、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于将所述研磨颗粒自由地设置在所述接触表面与所述工作表面之间。5、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于将所述颗粒添加剂材料设置在所述接触表面内，以便在所述致动所述机构时，所述相对运动使所述颗粒添加剂材料的至少一部分自所述接触表面以机械方式被输送，并实现所述颗粒添加剂材料所述掺入至所述金属工作表面内。6、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面包含聚合物材料，且其中将所述颗粒添加剂材料均匀分散在所述聚合物材料内。7、根据权利要求6所述的机械装置，其特征在于所述聚合物材料包含环氧材料。8、根据权利要求6所述的机械装置，其特征在于所述颗粒添加剂材料包含固体润滑剂。9、根据权利要求5所述的机械装置，其特征在于所述颗粒添加剂材料包含固体润滑剂。10、根据权利要求5所述的机械装置，其特征在于所述肖氏D级硬度介于65-85之间。11、根据权利要求5所述的机械装置，其特征在于所述肖氏D级硬度介于65-90之间，且其中所述抗冲击强度介于4-12kJ/n^之间。12、根据权利要求5所述的机械装置，其特征在于所述肖氏D级硬度介于70-80之间，且其中所述抗冲击强度介于5-8kJ/n^之间。13、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于将所述接触表面设置在磨光工具上。14、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述研磨颗粒包括氧化铝颗粒。15、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面的成份包括环氧材料和聚氨酯两者，且其中所述肖氏D级硬度介于65-卯之间，且所述抗冲击强度介于4-9kJ/n^之间。16、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面的成份包括重量比为25:75至90:10的环氧材料和聚氨酯。17、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面的成份包括重量比介于3%-75%之间的聚氨酯。18、根据权利要求1所述的机械装置，包括重量比介于30°/。-90%之间的环氧材料。19、根据权利要求1所述的机械装置，括钢工作表面。20、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述接触表面的成份其特征在于所述金属工作表面包其特征在于所述机构适合使所述向施力口。21、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述颗粒添加剂材料具有小于5的莫氏硬度。22、根据权利要求1所述的机械装置，其特征在于所述颗粒添加剂材料具有小于3的莫氏硬度。23、一种磨光方法，其包括如下步骤(a)提供一种系统，所述系统包括(i)金属工件，其具有金属工作表面；(ii)接触表面，其大致相对于所述工作表面设置，所述接触表面用于以与所述工作表面相对运动的方式移动；(iii)多个研磨颗粒，所述颗粒设置在所述接触表面与所述工作表面之间，以及(iv)多个固体颗粒，其与所述接触表面相关联；(b)以大体上垂直于所述接触表面和所述工作表面的方向施加载荷，(c)通过在所述金属工作表面与所述接触表面之间施加相对运动来磨光所述工件，以便(i)在所述接触表面与所述研磨颗粒之间实现至少部分弹性交互作用，从而使所述研磨颗粒的至少一部分渗入所述工作表面和所述接触表面两者，以及(ii)将所述颗粒添加剂掺入所述金属工作表面。24、根据权利要求23所述的磨光方法，其进一步包括如下步骤(d)向所述金属工作表面施加《敞起伏，以产生至少一个凹口。25、根据权利要求24所述的磨光方法，其特征在于所述颗粒添加剂包括至少一种选自由如下材料组成的群组中的材料氯化钴、二石危化钼、石墨、富勒烯、二硫化鵠、云母、氮化硼、硫酸银、氯化镉、碘化镉、硼砂、硼酸以及碘化铅。26、一种用于磨光工件的金属工作表面的机械装置，所述装置包括接触表面，其用于与所述金属工作表面大致对置设置，所述接触表面用于以与所述工作表面相对运动的方式移动，所述接触表面包括(a)至少一种聚合物材料，及(b)颗粒物质，其分散在所述聚合物材料内，所述接触表面具有介于65-90之间的肖氏D级硬度，所述接触表面设计并构造成在所述磨光所述工件的所述金属工作表面期间，所述颗粒物质自所述4妄触表面以机械方式^皮输送并4参入所述金属工作表面。27、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质包括固体润滑剂。28、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述聚合物材料包括环氧材料。29、4艮据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述聚合物材料包括聚氨酯。30、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质是所述聚合物材料中的填充材料。31、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质具有小于5的莫氏硬度。32、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质具有小于3的莫氏硬度。33、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质的至少90%具有小于20微米的直径。34、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质的至少90%具有小于IO微米的直径。35、根据权利要求26所述的机械装置，其特征在于所述颗粒物质的至少90%具有小于2微米的直径。全文摘要本发明提供一种用于磨光金属工作表面的机械装置和方法，所述装置包括(a)工件，其具有所述金属工作表面；(b)接触表面，其与所述工作表面大致对置设置，用于以与所述工作表面相对运动的方式移动；(c)多个研磨颗粒，其设置在所述接触表面与所述工作表面之间，以及(d)机构，其与所述表面中的至少一者相关联，用于施加所述相对运动，且用于在所述接触表面和工作表面上施加载荷，所述接触表面用于提供与所述研磨颗粒之间至少部分弹性的交互作用，其中，与所述接触表面相关联的是颗粒添加剂材料，且其中在致动所述机构时，所述载荷下的相对运动使所述研磨颗粒的一部分磨光所述工作表面，且其中在所述载荷下的所述相对运动实现所述颗粒添加剂材料的一部分掺入所述工作表面。文档编号B24B37/00GK101631645SQ200680050004公开日2010年1月20日申请日期2006年11月28日优先权日2005年11月28日发明者B·史丹尼沃斯,K·曼德尔,S·梅拉梅德申请人:福瑞克斯有限公司