CN101014434A - 工作面、系统及其生产方法 - Google Patents

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鲍里斯·沙米斯希多夫
亚历山大·伊格纳托夫斯基
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FRICTION CONTROL SOLUTIONS Ltd
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Abstract

一种机械装置，包括：(a)一个具有工作面的金属工件，用于承载负荷，工作面包括含有碳原子的纳米粘性固体薄膜，薄膜与工件紧密粘接，其中，薄膜在薄膜的一个表面上与工件紧密粘接，而且薄膜的对面外露，用于与润滑剂接触；(b)一个接触面，基本处于工作面的对面；(c)一种润滑剂，处于工作面与接触面之间；(d)一种机理，用于在工作面与接触面之间产生相对运动。

Description

工作面、系统及其生产方法
技术领域
本发明涉及具有工作面的工件，尤其涉及工作面和系统及工作面的生产方法。
背景技术
为了减少机械表面之间的磨擦及磨损，通过在交互作用区内加进润滑剂。如图1A所示，在理想的润滑条件下，处于相对表面32与34之间的润滑剂膜20以相对速度V来运动，其形成一个完整层，其使运动面与润滑剂交互作用。在该条件下，在表面32与34之间完全不发生接触，润滑剂层承载处于相对表面之间的负荷P。如果润滑剂不足，则会降低润滑性，从而发生表面-表面之间的交互作用。
如图1B所示，如果低于某种程度的润滑剂供应，则在负荷P作用下，相对运动表面32与34之间的距离便减小，从而材料表面的外凸部分便会相互作用。这样，表面34的外凸点36便会接触表面32的外凸点38，并与之交互作用。在极端条件下，表面32与34上的外凸点便会受到存在于交互表面之间的全部负荷的作用。该现象通常称为边界润滑，润滑剂不能有效作用，从而增大磨擦及磨损。
研磨及精研是改善表面质量(比如表面抛光)的常用作法，从而形成工作面及各种磨擦应用。图1C(i)-(ii)表示按传统的精研过程来处理的工作面。在图1C(i)中，工件31的工作面32朝向精磨工具34的接触面35。研磨剂浆膏含有研磨剂颗粒，比如典型的研磨剂颗粒36，它处于工作面32与接触面35之间。精研工具34的接触面35的材料的硬度低于工作面32。在选择研磨剂颗粒的成份及大小分布时，应能便于根据计划来研磨工作面32，从而减小表面粗糙度，以达到预定的成品要求。
当在表面32与35的正交方向施加负荷时，会使研磨剂颗粒36穿入工作面32及接触面35内，从而在工作面32的研磨剂颗粒36中产生压力P。研磨剂颗粒36在工作面32内的穿入深度由hal来表示；研磨剂颗粒36在接触面35内的穿入深度由hbl来表示。研磨剂颗粒36在精研工具34内的穿入深度大于在工件31内的穿入深度，即hbl＞hal。
图1C(ii)中，工件31及精研工具34以相对速度V来移动。工件31及精研工具34的压力P及相对速度V的大小为：研磨剂颗粒36如同一把刀子，从工件31上切削表面材料。
如果相对速度较低，研磨剂颗粒36便相对固定。然而如图1C(ii)所示，在选择相对速度V时，相应的剪切力Q远大于压力P，这样，研磨剂颗粒36上的组合力矢量F的方向便使研磨剂颗粒36转动。由于精研工具34的材料接触研磨剂颗粒36，且与研磨剂浆膏内的颗粒相比，基本不变形(即，弹性较低)，因而这些颗粒通常会迅速磨圆，从而必须经常补充研磨剂浆膏。
众所周知，在金属、陶瓷、玻璃、塑料、木材等上，利用研磨轮、涂覆研磨剂、散装研磨剂及切削工具，进行研磨、精研、抛光及切削。研磨剂颗粒及切削工具通常为天然或合成材料，它们的硬度一般大于被切削材料。最常用的研磨剂、涂覆研磨剂、散装研磨剂一般为金刚砂、α铝、碳硅合成物、碳硼合成物、硼氮化物及钻石。它们的相对硬度见表1：
表1
材料     努氏硬度
金刚砂     1360
α铝     2100
碳硅合成物     2480
碳硼合成物     2750
硼氮化物     4500
钻石(单晶)     7000
研磨剂的选择通常取决于经济性、所需质量及研磨材料。上述研磨剂的硬度依次增大，同时成本也依次增大，金刚砂最便宜，钻石最贵。
考虑到成本，研磨软性材料时通常选择软性研磨剂，而研磨硬性材料时通常选择硬性研磨剂。但在切削粘性材料时，采用硬性材料更有效。磨粒越硬，单位重量的硬度磨量便越大。超级磨粒材料包括钻石及硼氮化物，可用于各种用途。
已知的精磨方法及系统具有不同的不足，包括：
精研工具的接触面被研磨材料消耗，需要更换。在某些应用中，每50个工件便更换一次精研工具的接触面。
对研磨剂浆膏敏感，包括浆膏配方、研磨颗粒硬度及颗粒大小分布(PSD)。
对精研中的各种研磨参数敏感。
精研过程分为不同的精研步骤，各步骤采用的研磨剂具有不同的物理性能。
因而需要工件具有更好的工作面。最好有一种方法及系统能解决已知精研方法的不足，从而改善工作面。
发明内容
根据本发明，提供一种机械装置，包括：(a)一个金属工件，包括一个用于与液体接触的工作面，工作面包括一个含有碳原子的纳米粘性固体薄膜，薄膜与所述工件紧密粘接，其中，薄膜在薄膜的一个表面上与工件紧密粘接，而且薄膜的对面外露，用于与液体进行接触。
根据本发明的另一实施方式，工作面用于承载负荷，该装置还包括：(b)一个接触面，基本处于工作面的对面；(c)一种润滑剂，处于工作面与接触面之间，(d)一种机理，用于在工作面与接触面之间产生相对运动。
根据本发明的另一实施方式，固体膜的平均厚度小于200纳米。
根据本发明的另一实施方式，固体膜的平均厚度至少为5纳米。
根据本发明的另一实施方式，固体膜的平均厚度为5-100纳米。
根据本发明的另一实施方式，固体膜的平均厚度为10-50纳米。
根据本发明的另一实施方式，固体膜是一种聚合膜。
根据本发明的另一实施方式，金属工件包括金属原子，其至少是一种金属元素，其中，在工件面的多个纳米单层上，单层包括碳原子及金属原子；
其中，对于单层中的任意特定单层：
Ri表示原子率，其定义为：
Ri＝Nc/(Nc+Nm)
其中，Nc表示特定单层中碳原子的数量；
Nm表示特定单层中金属原子的数量；
i表示特定单层中的单层数；
其中，在单层的外层中，i等于1，Ri至少等于0.8。
根据本发明的另一实施方式，Ri至少等于0.95。
根据本发明的另一实施方式，Ri至少等于0.98。
根据本发明的另一实施方式，i等于20，Ri至少等于0.20。
根据本发明的另一实施方式，i等于20，Ri至少等于0.30。
根据本发明的另一实施方式，i等于20，Ri至少等于0.40。
根据本发明的另一实施方式，i等于30，Ri至少等于0.25。
根据本发明的另一实施方式，金属工件在所述工作面上具有微域形状。
根据本发明的另一实施方式，微域形状包括多个沟槽，沟槽的最大深度为5-30微米，其深度为100-1000微米。
根据本发明的另一实施方式，工件面是一种金属工件，其经过金属切削并精密连接，所述接触面处于围绕所述切削边的金属连接头部上。
根据本发明的另一实施方式，提供一种机械装置，包括：(a)一个具有工作面的金属工件；(b)一个接触面，基本处于工作面的对面，所述接触面用于相对工作面来移动；(c)多种研磨颗粒，所述颗粒处于接触面与工作面之间，(d)一种机理，至少与工作面与接触面之一相联，用于产生相对运动，并在工作面与接触面的正交方向施加负荷。接触面用于相对多种研磨颗粒产生至少部分弹性交互作用，接触面的肖氏D硬度处于40-90之间，接触面的耐冲击力处于4-12J/m之间，其中，机理启动后，相对运动便在负荷下，使部分研磨颗粒穿入工作面内，从而至少部分改善工作面的表面性能。
根据本发明的另一实施方式，研磨颗粒自由地处于接触面与工作面之间。
根据本发明的另一实施方式，研磨颗粒处于浆膏内。
根据本发明的另一实施方式，肖氏D硬度至少为65。
根据本发明的另一实施方式，肖氏D硬度处于70-80之间。
根据本发明的另一实施方式，耐冲击性处于4-9J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，耐冲击性处于5-8J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，肖氏D硬度处于65-90之间，而且耐冲击性处于4-9J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，肖氏D硬度处于70-80之间，而且耐冲击性处于5-8J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，接触面处于精研工具上。
根据本发明的另一实施方式，接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为10kg/cm2。
根据本发明的另一实施方式，接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为50kg/cm2。
根据本发明的另一实施方式，接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为80kg/cm2。
根据本发明的另一实施方式，粘接颗粒包括铝颗粒。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份至少包括一种聚合物。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括聚氨酯。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，而且肖氏D硬度处于65-90之间，耐冲击力处于4-9J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为25∶75至90∶10。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为1∶2至2∶1。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为3∶5至7∶5。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为20％至75％。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至75％。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至65％。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份至少包括35％重量的环氧材料。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括40％-70％重量的环氧材料。
根据本发明的另一实施方式，金属工作面包括钢质工作面。
根据本发明的另一实施方式，提供一种精研方法，包括下列步骤：(a)提供一种系统，包括：(i)一个具有工作面的金属工件；(ii)一个接触面，大体处于工作面的对面，接触面的肖氏D硬度处于40-90内，接触面的耐冲击力处于4-12kJ/m内；(iii)多种研磨剂颗粒，颗粒自由地处于接触面与工作面之间；(b)在接触面与工作面的大致正交方向施加负荷，(c)通过在接触面与工作面之间施加相对运动，来精磨工件，其中，选择接触面与研磨剂颗粒，并在负荷下进行相对运动，从而(i)在接触面与弹性颗粒之间至少部分产生弹性交互作用，从而至少使部分研磨颗粒穿入工作面内，(ii)至少部分改善工作面的表面性能。
根据本发明的另一实施方式，选择接触面与研磨剂颗粒，并在负荷下进行相对运动，从而在工作面上形成聚合物粘接膜。
根据本发明的另一实施方式，聚合物粘接膜至少部分来自接触面。
根据本发明的另一实施方式，还包括下列步骤：(d)在工作面上形成微观结构，从而产生至少一个凹沟。
根据本发明的另一实施方式，在精研之前实施步骤(d)。
根据本发明的另一实施方式，研磨剂颗粒包括铝粒。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，而且肖氏D硬度处于65-90之间，耐冲击力处于4-9J/m之间。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为1∶2至2∶1。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为3∶5至7∶5。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至75％。
根据本发明的另一实施方式，接触面的成份包括环氧材料，其重量范围为40％至70％。
附图说明
以下结合附图及示例来说明本发明。其示例只用于说明本发明的优先实施方式，只便于理解本发明的原理及概念。因而其目的在于明晓本发明的基本概念，业内人士可知，实际上可以以各种实施方式来实施本发明。附图中，同一符号表示同一部件。
附图中：
图1A表示机械交互作用面，其具有内置润滑层；
图1B表示机械交互作用面，其具有交互作用层；
图1C(i)-(ii)表示工作面，其经过传统的精研处理；
图2表示本发明实施方式的一个方面；
图3A表示本发明实施方式的沟槽；
图3B表示本发明实施方式的金属片，其工作面上有沟槽；
图4A表示本发明实施方式的正弦沟槽图形；
图4B表示本发明实施方式的正弦沟槽图形；
图4C表示本发明实施方式的正弦沟槽图形，其具有精研波；
图4D表示本发明实施方式的沟槽图形；
图4E表示本发明实施方式的菱形沟槽；
图4F表示本发明实施方式的螺旋沟槽；
图5表示本发明实施方式的工作面处理，其具有下凹区；
图6A表示本发明的交互作用面；
图6B是图6A的交互作用面的侧视图；
图7A是预加工面的剖视图；
图7B是水平面的剖视图；
图7C是微刻沟后的水平面的剖视图；
图7D是具有脊边的沟槽面的剖视图；
图8A是本发明的工作面预处理前的剖视图；
图8B是工作面微刻沟后的剖视图，微沟由脊边来围绕；
图8C是水平微刻沟面精研后的剖视图；
图9A是本发明精研工具工作面精研前的剖视图；
图9B是本发明精研工具工作面精研后的剖视图；
图9C(i)-(iii)是本发明经传统精研方法处理的工作面的剖视图；
图10A-1及图1 0A-2表示由油来覆盖的基准工作面的加湿图形，其中图10A-1表示油滴分布5秒后的传统技术工作面，图10A-2表示油滴分布60秒后的同一工作面；
图10B-1及图10B-2表示由油来覆盖的工作面的加湿图形，其中图10B-1表示油滴分布5秒后的传统技术工作面，图10B-2表示油滴分布60秒后的同一工作面；
图11A表示传统工作面上各部件的深度剖面；
图11B表示本发明的工作面上各部件的深度剖面；
图12A是本发明的工作面上固体含碳膜的剖视图；
图12B是图12A的部分图形，除去了工作面上的多个纳米层；
图13表示本发明一个方面的磨擦系统；
图14A是预涂覆表面的剖视图；
图14B是图14A的涂覆表面的剖视图；
图14C是本发明另一实施方式中图14B的微沟的剖视图；
图15是本发明另一实施方式中塑料覆盖工作面的剖视图；
图16是本发明的剖视图，表示进入具有内工作面的管路内的液体剖面速度图形；
图17是植入实体内的人工接头的剖视图；
图18是本发明用于试验盘的设置立体图；
图19表示本发明试验工具，用于评估在“一滴”试验中辊子的研磨性能；
图20表示各辊子的试验停止点处的磨擦系数；
图21是曲线图，其中，磨擦系数(μ)与磨损(h)是磨擦长度(L)的函数。
具体实施方式
本发明是一种改进型工作面及一种系统，用于形成改进型工作面。
以下参照附图及说明，来进一步理解本发明的原理及操作。
在解释本发明之前，应理解的是，本发明的结构及设置不限于下列用途。本发明可以以其它方式来实施。而且其术语及技术应用只用于说明，而不应构成限定。
根据本发明，相对运动中的润滑面可产生较少的磨擦。本发明可转换工作面，且形成二个区域，一个具有较高的润滑性，另一个具有良好的润滑剂吸引力。如下所述，这二个区域互相交织。一个区域在工作面上形成分布良好的结构，其具有良好的润滑剂吸引力。发明的概念如图2所示。工作面包括区域组合。A区是润滑剂吸引区，区域R则拒绝润滑剂。
在发明的优先实施方式中，区域之间在润滑剂吸引方面的不同涉及结构的不同。本发明实施方式的系统结构参见图3A-B。图3A中，圆柱50的表面结构具有一个或多个沟槽，螺旋沟52处于表面上。该沟槽的最大深度为5-30微米，其宽度为100-1000微米。表面的其它区域具有一个或多个脊边，在该示例中是螺旋脊54。圆柱50的外部包括二个区域，上部区域包括脊边，下凹区包括沟槽。图3B中，金属片60已根据本发明进行了处理。工作面与其它部分(未图示)进行磨擦，包括沟槽62，其整体成为下凹区，而脊边64则形成金属片60的工作面的上部区域。
区域图形
图4A-F表示下凹部分，比如微刻沟槽，其适于本发明实施方式的结构性。图4A-B表示不同密度的正弦沟槽图形，图4C表示包含精磨的正弦沟槽图形；图4D表示点线图；图4E表示菱形图形，图4F表示螺旋图形。各种图形具有多种，上述示例只是其中之一。
工作面的处理
本发明的处理包括形成润滑剂的拒绝区表面。在本发明的优先实施方式中，表面是一种合成面，具有润滑剂吸引区及润滑剂拒绝区。润滑剂拒绝区最好处于工作面之上，其形成方法是，通过对工作面进行机械处理或在表面区上涂覆润滑剂拒绝层。
在某些实施方式中，如果为了形成磨擦特性而对工作面进行机械处理，需要改变工作面的微观结构。为处理工作面，最好如图5所示，按下列方法来形成下凹区，从而调质表面区：在步骤90中，通过研磨及/或精研来加工工作面，从而得到高度的平坦表面。在步骤92中，按下列方法来形成下凹区，在步骤94中，对表面区进行调质。
精研是一种表面区调质的优先技术。精研可实现良好的平坦性。与研磨相比，精研技术采用自由流动研磨剂。
图6A表示交互作用面100，根据发明实施方式来处理工作面102。图6B是交互作用面的侧视图，表示图7A-D的剖视位置。图7A表示预加工面106。图7B中，加工面是水平的。图7C中，表面106上已形成微沟槽108。在下步中，如图7D所示，工作面已转换，从而使表面区109具有润滑剂拒绝性能。在表面区内形成一个新层面，110表示该层面。该层面在下文详述。
在微沟形成之后实施精研的原因在于，在表面上形成下凹沟之后会出现脊边。即使利用激光切割来改变结构，也会形成该脊边。如图8A-B所示。图8A中，线120表示工作面的剖视图。图8B中，形成微沟120及脊边122。图8C中，利用精研来处理表面区，从而使脊边平整，以形成塑性变形层124。
如上所述，精研是本发明中工作面的良好形成方法。精研中采用精研工具，其表面软于机械部分的工作面。磨粒必须远硬于精研工具的表面，而且硬于被处理的工作面。磨粒不能太硬或太脆，钻石磨粒不适合本发明技术。氧化铝适合用作本发明中各种研磨面及工作面的磨粒材料。
图9A-B表示精研处理中的处理步骤，最好进行工作面的调质。图9A表示微观初始条件。工作面132(处于工作面131上)上的不规则图形朝向精研工具134，并隔离成不规则距离。磨粒136部分凹沉于精磨工具134内及工作面132内。工作面及精研工具按箭头138的方向来运动。该运动的大小为V。
图9B中，发生某种精研运动，从而使工作面132变得不规则。由于表面与磨粒139之间的相对运动，在表面的磨擦中，其尖锐的边缘便不复存在。
磨粒136穿入工作面132内，随着过程的继续，磨粒便变得圆滑，被处理部分便不再有磨削。精研运动影响工件131的工作面132的塑性变形，从而增大工作面132的微观硬度。
图9C(i)-(iii)表示被本发明的精研处理及系统处理的工作面。图9C(i)中，工件131的工作面132朝向精研工具134的接触面135。研磨剂浆膏含有研磨颗粒136，它处于工作面132与接触面135之间。传统的精研技术中，精研工具134的接触面135与工作面132相比，采用的材料具有较高的耐磨性及较低硬度。在选择磨粒的成份及大小分布中，应易于根据计划来研磨工作面132，从而减小表面粗糙度，达到预定的标准。
在正交方向对表面132及135施加负荷，使磨粒136穿入工作面132及接触面135内，使压力P作用于处于工作面132内的磨粒136上。磨粒136在工作面132内的穿入深度由ha2表示；磨粒136在接触面135内的穿入深度由hb2表示。磨粒136在研磨工具134内的穿入深度远大于在工件131内的穿入深度，因而hb2＞＞ha2。由于接触面135变形的弹性特性，磨粒136在接触面135内的穿入深度远大于理想的磨粒在传统的接触面内的穿入深度(在某种压力P之下)，即，
hb2＞hb1，
这里，hb1如图1C(i)所示。磨粒136在工作面132内的穿入深度ha2远小于传统技术的穿入深度ha1，即，
ha2＜ha1。
图9C(ii)中，工件131及精研工具134以相对速度V来运动。压力P及工件131与精研工具134的相对速度V的大小为：研磨剂颗粒136类似于一把刀子，从工件131上切削屑片。该屑片远小于从经过传统精研处理过的工作面上切下的屑片。
图9C(ii)-(iii)中，在选择相对速度V中，对应的剪切力Q远大于压力P，这样，磨粒136上组合力向量F的方向便使磨粒136旋转。在该旋转中，精研工具134与接触面135的弹性在磨粒136内产生的内应力小于传统技术的应力，这样，磨粒136便不再锋利，其边缘变得圆滑。图9C(iii)表示这种圆滑现象。
本发明的工作面的微观结构影响着表面的各种微观性能。据信本发明的研磨系统可影响工作面的塑性变形，从而改善工作面的微观结构。
改进型微观结构的一个证明在于，可极大地增大微观硬度。改进型微观结构的另一个证明在于表面的特征性加湿性，如图10B-1及图10B-2所示。图10A-1及图10A-2表示基准面的特征性加湿性。
二个基准面及本发明的表面试样采用退火SAE4340钢(HRC＝54)。在各试样的整个表面上滴下一滴C22油，使湿润覆盖率达到100％。接下来，以时间作函数来观察湿润区。图10A-1表示油滴分布5秒后的工作面，图10A-2表示油滴分布60秒后的同一工作面。如图所示，基准面试样被油层完全覆盖，并在整个试验时间内完全覆盖(24小时)。
图10B-1及图10B-2表示完全由油来覆盖的工作面的加湿图形，其中图10B-1表示油滴分布5秒后的工作面，图10B-2表示油滴分布60秒后的同一工作面。与基准面完全不同，湿润区在数秒后迅速减少。
特征无量纲湿润系数规定为：
A(t)
A0
式中，A(t)表示工作面的标准湿润区，以时间为函数，A0表示工作面的标准湿润区，在5秒后，从t＝0时的1降为0.85。1分钟后，特征无量纲湿润系数下降为0.25以下。如上所述，本发明工作面的该液体拒绝性可降低磨擦及磨损，从而减少卡滞危险，延长机械部件的工作奉命。
精研工具接触面的机械标准
人们发现，如果在精研工具表面涂上一层薄薄(比如0.05-0.4mm)的油层，则可产生弹性层(或者形成包括10mm以上厚弹性层的精研工具)，从而促进工作面的微观硬度及润滑剂拒绝性。该层面的机械标准包括：
1.精研过程中相对研磨剂浆膏的耐磨损性；
2.弹性变形，比如各研磨剂颗粒进入层面内；当各研磨剂颗粒与工作面接触中旋转时，根据颗粒与工作面之间的不同压力，弹性变形可使层面进入层面的各深度内；研磨剂颗粒相对工作面来旋转，从而更为圆滑，而不是粉化(成为更细的粉末)；
3.在选择层面的硬度时，应使层面不断裂或磨削研磨粉；
4.使层面与精研工具基座坚固粘接。
环氧陶瓷与聚氨酯按25∶75至90∶10的重比率来混合，可以形成合适的精研工具接触面。在环氧陶瓷/聚氨酯混合物中，环氧陶瓷可产生硬度及对精研工具的粘结性，而聚氨酯则可产生所需的弹性及耐磨性。聚氨酯还可利于工作面上的含碳覆层附着。业内人士可知，采用已知的合成技术，可形成环氧陶瓷/聚氨酯混合物。
环氧陶瓷与聚氨酯的重量比最好为1∶2至2∶1，如为3∶5至7∶5则更好。
就精研工具弹性层的绝对含量而言，弹性层应含有至少10％重量的聚氨酯，含有20％至75％的聚氨酯则更好，而如果含有40％至75％的聚氨酯则更好，最好含有40％(包括)至65％(包括)。
弹性层应含有至少10％重量的环氧材料，最好至少含有35％的环氧材料，而如果含有至少40％的环氧材料则更好，最好含有40％(包括)至70％(包括)。
本发明的接触面(精研面)应具有下列物理与机械性能组合：
·肖氏D硬度处于40-100之间，最好为65-90，如为70-80则更佳；
·根据ASTMSTANDARDD256-97，耐冲击性(缺口试验)处于3-12J/m之间，最好为4-9J/m，如为5-8J/m则更好；
·如果采用精研工具基座及/或特定工作面，对精研工具基座的粘接强度最好至少为10kg/cm2，至少为50kg/cm2则更好，如至少为80kg/cm2则更好，如至少为100kg/cm2则更好，如至少为120kg/cm2则更好。
业内人士已知，已开发出各种材料或材料组合，可满足物理及机械性能需要。
在试验室内，对钢(AISI1040)试样403进行了研磨及机械试验，采用了浆膏(含有铝颗粒)，并采用了本发明的精研工具和方法。
标准或基准试样40也是AISI1040钢，也进行了研磨试验，还进行了其它处理。
部件表面及深度中含有Fe(“溅射深度轮廓”)，并利用表面敏感螺旋电子仪(AES)及受控氩离子轰击技术进行了评估。
标准试样40的AES深度评估结果如图11a所示，标准试样403的AES深度评估结果如图11b所示。通过碳(C)、氧(O)及铁(Fe)，来进行各试样表层的60纳米的定量分析。
标准试样40(溅射时间＝0)的表面含有(原子％)20％Fe，44％C，36％O。通过比较，试样403的表面含有0％Fe及88％C和12％O。
增大溅射时间，AES深度轮廓表明，在1-2纳米内，试样40的C含量迅速下降至5％，而深度4纳米处的Fe则上升至85％。
通过对比，AES深度轮廓表明，深度40-50纳米处的试样403的C含量迅速下降至10％。深度20纳米处，试样403的C含量则为50％，它大于试样40在表面的C含量。Fe含量随着C含量而增大，在20纳米深度处，试样403的Fe含量仍然小于50％。
参见图12a，采用本发明的精研工具及方法，发现极薄的纳米固体含碳涂层或薄膜420被涂布到工作面410上。大量(不必除外)的碳源涂层是表面上的含碳材料。含碳涂层可以是含碳颗粒及材料(比如聚合物)，加到研磨剂浆膏内。
试样412及414从工作面410凸出，也由涂层420来覆盖。图12b是图12A中工作面410的部分图形，涂层420被磨损，尤其是试样覆盖区。试样414被磨损。试样414的外露面416被涂覆层422来覆盖。外露面416附近的任何润滑剂从外露区422移向试样414的外露面416，从而保持润滑条件。
图12a-b的涂覆工作面不同于传统技术及其它涂覆面的涂覆工作面(比如图14A-14C)，它们包括：
·图12a中的涂覆层或膜层是纳米膜，平均厚度为200纳米，最好为5-200纳米。纳米膜的平均厚度为5-100纳米。平均厚度为5-50纳米的纳米膜工作面具有更好的性能。
通过对比，图14A-14C所示的塑性涂层的厚度类似于沟槽厚度，超过数微米。
·利用发明的精研方法来进行纳米膜镀覆。
·纳米膜材料源来自本发明的精研工具接触面，或者来自浆膏材料。
·通过纳米工作面来使纳米膜粘接于工作面上。
·纳米膜粘接于工作面上，膜层不产生剥离等现象，这不同于传统技术。
·在形成纳米涂层之前，形成微观沟。
纳米膜粘接于工件一侧及对侧上，纳米膜成为工件的工作面，暴露于润滑剂及来自工作与对面(以及负荷)的相对运动的磨擦力。
图13表示本发明一个方面的磨擦系统500。磨擦系统500包括一个旋转工件502(旋转机械，未图示)，其工件面(接触面)503承受负荷L，对面处于固定部分(轴瓦)504内，润滑剂(未图示)处于工作面502与对面504之间。工作面503是本发明的工作面。下凹区(沟槽506)用于装纳润滑剂及碎屑。
本发明的精研方法及工作面在形成工作面沟槽之后，产生优于传统技术的同一沟槽图形的较高性能(参见示例3及表4)。
根据本发明的另一实施方式，工作面上形成塑性涂层，而不形成机械调质区。
工作面涂覆包括首先用涂层来涂覆工作面。本发明实施方式的工作面处理如图14A-C所示。图14A中，150表示工作面。图14B中，塑性层152处于工作面150上。在涂层152之后，对工作面150及涂层152进行微刻沟，以除去涂层152，如图14C所示。微沟或下凹沟154穿入塑性层152中，并进入工作面150内。在本示例中，脊边153具有塑性层152，下凹沟154形成下凹区。下凹区可吸引多于表面的工作面润滑剂。
在本发明的另一实施方式中，对工作面进行研磨处理。然后在面上涂覆一层润滑剂拒绝层，该层是含孔薄带。图15表示其结果。工作面160被覆盖带有孔的塑料层162，在涂覆前打孔164。
形成下凹区
在另一种下凹区中，工作面为微观结构，包括多个下凹沟。可利用各种方法，包括机械切割、激光雕刻及化学蚀刻。M.Levitin与B.Shamshidov在“润滑不足条件下的平磨磨损试验盘”，TribotestJournal4-2，1997年12月，(4)，159中提出了一种规则微观机械部件形成法，在此引用了其内容。
在本发明的另一种实施方式中，工作面用于容器或管道的内壁，从而减少内壁表面磨擦，并降低液体泵送压力损失及能量损失。
在下列说明书及权利要求书中，术语“管道”表示传送至少一种液体的容器。术语“管道”包括管子、开式管道及泵的内表面。
图16是管道182内流动的液体的剖视速度图形180。据信，由于发明表面的独特表面结构及能量，壁面184的内工作面183的吸引力被减小。邻近内工作面183的边界层厚度也减小，与传统的金属管道相比，流动更靠近壁面184。
在本发明的另一实施方式中，利用工作面及精研方法和设备来产生人工接边，即凸脊。传统的凸脊有多种不足，易于降低效率，并能减少寿命。首先，由于接边更换而产生的液体流大大稀释，从而少于所产生的液体粘度的80％，因而人工接边不能由液膜而互相分离。人工接边所用的材料及滑动参数只允许二种润滑：(i)混合润滑，以及(ii)边界润滑，这样，负荷由在塑料或金属凹窝的表面上滑动的金属头表面来承载。这样会加速部件磨损，增大磨擦力，使连接件松动，使接头失效。
超重聚乙烯(UHMWPE)杯的高磨损率会增大金属头在杯内的穿透性，从而导致异常机械现象，造成假体杯体松动。因杯体磨损而产生的聚乙烯碎屑会造成不利的机体反应，造成部件松动。磨损还会产生金属磨损颗粒，它会穿入假体附近的机体内。此外，纤维组织会不断围绕金属体及塑性磨损颗粒。金属件的磨损还会产生金属离子，它可与其它颗粒一起从假体向呼内部组织移动。这些现象会对假体的使用产生不好的影响。
此外，在外料手术中保留在杯内或进入凸脊与杯体之间的接触区内的骨头颗粒会内置于杯表面上。这些内置骨头颗粒可损坏头部，从而大大增大杯体磨损。
有人提出使用微域技术进行头部磨擦面的处理，从而减少磨擦面的磨损，(参见Levitin，M.，与Shamshidov，B.的“凸脊植入物磨擦的实验室研究”，Tribotest Journal 5-4，1999年6月，必要时在此引用其内容)。微域技术可改善润滑性及磨擦性，可便于除去内外部件之间的磨擦区内的碎屑、骨头碎片及骨头颗粒。
然而，需要进一步改善人工接头的磨擦性。在本发明的另一种实施方式中，如图17所示，金属接头441内置于金属杯442内。根据已知的微域技术，金属接头441最好具有沟槽444(凹槽、孔等)。金属接头441最好采用本发明的精研技术，从而形成本发明的工作面。
金属接头441的表面最好涂覆极薄的纳米含碳(或聚合物)层，如图12a所示。
示例
以下参照示例及上述说明，来说明本发明的非限制性方式。
示例1
以下参照图18。可更换碳钢盘的直径为30mm，如盘186，可围绕轴线来旋转，其相对平板192来旋转，用于测量磨损。盘子采用1045碳钢，其硬度为HRC27-30。电机或齿轮190提供旋转力矩。计数板192采用铜合金(UNSC93700(HRC＝22-24))，其平均粗糙度(Ra)为0.4微米。计数板192有一个支撑件194，其高度可调，用于控制施加于盘子186上的力。
在本发明中，控制盘具有传统的研磨面(Ra＝0.4微米)，利用盘的微沟面196来处理试验盘，然而精研。试验中，在计数板192的方向来对盘子施加10N永久负荷。在启动电机以达到250转/分的转速之前，在干燥磨擦面上滴下一滴Amoco工业油32(相当于ASTM150透平油)。测量卡滞时间，该时间是从启动开始的累积时间，直到卡滞时为止。
在16-18分后，各种控制盘均卡滞。通过对比，在40小时试验时间内，本发明的微沟处理及精研处理过的盘子可持续旋转而不卡滞。处理过的盘子未发生卡滞。
根据本发明，在另一试验中，盘子以180转/分来旋转。对一组控制盘进行精研。对第二组盘子进行微沟处理。对第三组盘子进行微沟及精研处理。一滴试验结果如表2所示。计算出盘子至卡滞为止的路径、磨擦系数及磨损程度(以在计数板上形成的峰点作为盘子的磨擦来测量)。
表2：计数板上盘子的滚动结果
  盘子的表面处理   至卡滞为止的计算路径(Km)     磨擦系数 磨损程度(mm3/Km)
  研磨   1.5     0.1-0.2 0.2
  研磨+微沟   8.7     0.08-0.12 0.02
  研磨+微沟+精研   至少为29.7     0.03-0.04 0.001
本发明的工作面采用与磨擦力匹配的各种机械部件，从而可减少磨擦及磨损和卡滞，延长部件寿命。穿孔操作可改善工作面的质量，粉末量可降低30％。
在内燃机中，本发明的工作面及发明系统用于柴油机的120mm缸套及108mm直径摩托车发动机。实验结果表明，与传统缸套相比，具有本发明的工作面的缸套可降低燃料消耗量。此外，具有本发明的工作面的缸套可延长寿命，降低油量。
在本说明书及权利要求中，术语“液体吸引区”表示工作面内的区域，其在工作面上加油60分钟后的特征性无量纲湿润系数大于0.95，典型值大于0.98。
在本说明书及权利要求中，术语“特征性无量纲湿润系数”规定为：
A(t)
A0
式中，A(t)是工作面的标准湿润区相对时间的函数，A0是工作面的标准表面区，用于确定A(t)的所用液体是No.22工业油。
在本说明书及权利要求中，术语“No.22工业油”、“C22工业油”表示标准机械工业油，其粘度在40度下为22厘托。
在本说明书及权利要求中，工作面的“标准表面区”表示环球几何量纲的表面区，不涉及微结构。4cm×4cm工作面的标准面积为16cm2。
示例2
采用试验仪辊子来评估本发明的辊子在“一滴试验”中的微结构性能。试验工具如图19所示。旋转辊2在负荷P下与固定块3接触，在接触面上施加少量润滑剂(一滴)。用传力件4来测量磨擦力F，用探头9来测量间隙变化量，从而产生辊子2与块3的总磨擦量。持续监视并记录二种磨擦量对时间的函数。出现下列三种现象之一时停止试验：(a)试探系数＝F/P达到0.3；(b)在辊子与块体之间发生卡滞(其特征是，磨擦力及噪声突然增大)；或者(c)磨擦力达到最大值，然后开始下降。以在上述事件(a)或(b)中开始试验至试验结束为止的时间作为试验时间，或者在上述(c)中，以最大磨擦力的出现时间为试验时间。应注意的是，在事件(c)中，在完全停止前，试验持续20分钟超过“试验持续时间”。在各新试验中，在其支架6上水平移动块体3，从而重新接触。
对各6块钢辊进行试验，采用青铜块作为计数面。辊子#1及辊子#6是基准辊，如表3所示。本发明中，在辊子#2-5是上形成微域，具有各种沟槽图案及沟槽区。采用SAE40油作为润滑剂。在辊子2上滴下一滴油滴，其与青铜块3进行轻负荷接触(18N负荷)，并旋转(手动)二周，使油在整个圆周上分散。用干净的纸巾擦去块体上多余的油，只使辊子得到润滑。负荷增大到P＝150N，在105±5转/分的辊速下开始试验。
表2表示各辊的试验时间，并表示造成试验中止的事件类型。图20表示各辊的试验停止点的磨擦系数。
在磨擦系数＝0.23下，在6分钟后，基准辊#1卡滞。辊子#6的磨擦力持续增大，在21分钟后试验停止，在磨擦系数＝0.3下开始卡滞。按本发明处理的辊子(辊子#2至#5)的磨擦力增大到某个最大值，然后下降。这4个辊子中的最大磨擦系数不大于0.18。辊子#5的磨擦系数为0.11，它是六个辊子中最小的。
磨擦系数图形(μ)及磨损量(h)作为磨擦长度(L)的函数，如图21所示。
表3
辊子#1 1(基准) 2 3 4 5 6(基准)
辊子材料 SAE4340钢 SAE4340钢 SAE4340钢 SAE4340钢 SAE4340钢 SAE4340钢
辊子准备热处理 地面Ra≈0.2μHRC52-54 发明CMRRa≈0.2μHRC52-54 发明CMRRa ≈ 0.2μHRC52-54 发明CMRRa≈0.2μHRC52-54 发明CMRRa≈0.2μHRC52-54 规则微域无凸脊Ra≈0.2μHRC52-54
试验时间(分) 6 52 53 25 37 21
停止事件 B C C C C A&B
示例3
利用块体试验仪上的辊子，来评估辊子在“一滴试验”中的微结构性能。用硬化钢块作为计数面，在四个辊子上进行了滑动距离试验。
用传统的精研方法准备辊子I；
用本发明的精研方法准备辊子II；
通过刻沟及用于辊子I的传统精研方法准备辊子III；
通过用于辊子II的本发明精研方法准备辊子IV.
滑动试验结果如表4所示。辊子试样II用本发明的精研方法准备，其滑动距离为1373米，接近用传统的精研方法准备的标准辊子I的双倍。辊子IV通过用于辊子II的本发明精研方法准备，其滑动距离为9060米，四倍于通过刻沟及用于辊子I的传统精研方法准备的标准辊子III的滑动距离。本发明的粗研方法优于传统的精研方法，本发明的粗研方法与标准的沟槽法相结合，可实现更优于传统的沟槽粗研法的高性能。
表4
    试样     滑动距离(米)
    辊子试样I     709
    辊子试样II     1373
    辊子试样III     2061
    辊子试样IV     9060
在本说明书及权利要求中，术语“耐冲击性”表示缺口耐冲击性，单位是KJ/m，由ASTM STANDARD D 256-97及/或ISO STANDARD 180：1993来确定。
在本说明书及权利要求中，术语“肖氏D硬度”表示根据ASTM试验标准的材料下凹耐力。
塑料及硬橡胶的硬度试验通常用肖氏D试验方法来测定，其高位数字表示高耐力。
在本说明书及权利要求中，术语“自由位于”表示研磨剂颗粒，相对于传统技术典型的精研方法中的自由流动状态的研磨剂颗粒。
在本说明书及权利要求中，术语“直接粘接”表示相对膜及工作面而言，进行纳米粘接膜粘接，其轮廓符合工作面的纳米轮廓，从而使膜片沿整个轮廓牢固地连接于工作面上。
以上结合实施方式说明了本发明，但显然业内人士可进行各种改进及改动。因此，这些改进及改动属于本权利要求的范围。本说明书中的各出版物只用于参考，在此用于引用目的。此外，各引用等不应意味着该引用是本发明的前版技术。

Claims (64)

1、一种机械装置，包括：
(a)一个金属工件，包括一个用于与液体接触的工作面，
所述工作面包括一个含有碳原子的纳米粘性固体薄膜，
所述薄膜与所述工件紧密粘接，
其特征是，所述薄膜在所述薄膜的一个表面上与所述工件紧密粘接，而且所述薄膜的对面外露，用于与所述液体进行所述接触。
2、如权利要求1所述的机械装置，其特征是，所述工作面用于承载负荷，该装置还包括：
(b)一个接触面，基本处于所述工作面的对面；
(c)一种润滑剂，处于所述工作面与所述接触面之间；和
(d)一种机理，用于在所述工作面与所述接触面之间产生相对运动。
3、如权利要求1所述的机械装置，其特征是，所述固体膜的平均厚度小于200纳米。
4、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述固体膜的平均厚度小于200纳米。
5、如权利要求3所述的机械装置，其特征是，所述固体膜的平均厚度至少为5纳米。
6、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述固体膜的平均厚度为5-100纳米。
7、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述固体膜的平均厚度为10-50纳米。
8、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述固体膜是一种聚合膜。
9、如权利要求1所述的机械装置，其特征是，所述金属工件包括金属原子，其至少是一种金属元素，其中，在所述工件面的多个纳米单层上，所述单层包括所述碳原子及所述金属原子；
其中，对于所述单层中的任意特定单层：
Ri表示原子率，其定义为：
Ri＝Nc/(Nc+Nm)
其中，Nc表示所述特定单层中所述碳原子的数量；
Nm表示所述特定单层中所述金属原子的数量；
i表示所述特定单层中的单层数；
其中，在所述单层的外层中，i等于1，Ri至少等于0.8。
10、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述金属工件包括金属原子，其至少是一种金属元素，其中，在所述工件面的多个纳米单层上，所述单层包括所述碳原子及所述金属原子；
其中，对于所述单层中的任意特定单层：
Ri表示原子率，其定义为：
Ri＝Nc/(Nc+Nm)
其中，Nc表示所述特定单层中所述碳原子的数量；
Nm表示所述特定单层中所述金属原子的数量；
i表示所述特定单层中的单层数；
其中，在所述单层的外层中，i等于1，Ri至少等于0.8。
11、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，Ri至少等于0.95。
12、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，Ri至少等于0.98。
13、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，i等于20，Ri至少等于0.20。
14、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，i等于20，Ri至少等于0.30。
15、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，i等于20，Ri至少等于0.40。
16、如权利要求10所述的机械装置，其特征是，i等于30，Ri至少等于0.25。
17、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述金属工件在所述工作面上具有微域形状。
18、如权利要求17所述的机械装置，其特征是，所述微域形状包括多个沟槽，沟槽的最大深度为5-30微米，其深度为100-1000微米。
19、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述工件面是一种金属工件，其经过金属切削并精密连接，所述接触面处于围绕所述切削边的金属连接头部上。
20、一种机械装置，包括：
(a)一个具有工作面的金属工件；
(b)一个接触面，基本处于所述工作面的对面，所述接触面用于相对所述工作面来移动；
(c)多种研磨颗粒，所述颗粒处于所述接触面与所述工作面之间；以及
(d)一种机理，至少与所述工作面与所述接触面之一相联，用于产生相对运动，并在所述工作面与所述接触面的正交方向施加负荷；
所述接触面用于相对所述多种研磨颗粒产生至少部分弹性交互作用；
所述接触面的肖氏D硬度处于40-90之间；
所述接触面的耐冲击力处于4-12J/m之间；
其中，所述机理启动后，所述相对运动便在所述负荷下，使所述部分研磨颗粒穿入所述工作面内，从而至少部分改善所述工作面的表面性能。
21、如权利要求2所述的机械装置，其特征是，所述研磨颗粒自由地处于所述接触面与所述工作面之间。
22、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述研磨颗粒处于浆膏内。
23、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述肖氏D硬度至少为65。
24、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述肖氏D硬度处于70-80之间。
25、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述耐冲击性处于4-9J/m之间。
26、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述耐冲击性处于5-8J/m之间。
27、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述肖氏D硬度处于65-90之间，而且所述耐冲击性处于4-9J/m之间。
28、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述肖氏D硬度处于70-80之间，而且所述耐冲击性处于5-8J/m之间。
29、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面处于精研工具上。
30、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为10kg/cm2。
31、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为50kg/cm2。
32、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面与精研工具座连接，其粘接力至少为80kg/cm2。
33、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述粘接颗粒包括铝颗粒。
34、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份至少包括聚合物。
35、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括聚氨酯。
36、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料。
37、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯。
38、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，而且所述肖氏D硬度处于65-90之间，所述耐冲击力处于4-9J/m之间。
39、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为25∶75至90∶10。
40、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为1∶2至2∶1。
41、如权利要求21所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为3∶5至7∶5。
42、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为20％至75％。
43、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至75％。
44、如权利要求21所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至65％。
45、如权利要求20所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份至少包括35％重量的环氧材料。
46、如权利要求21所述的机械装置，其特征是，所述接触面的成份包括40％-70％重量的环氧材料。
47、如权利要求21所述的机械装置，其特征是，所述金属工作面包括钢质工作面。
48、一种精研方法，包括下列步骤：
(a)提供一种系统，包括：
(i)一个具有工作面的金属工件；
(ii)一个接触面，大体处于所述工作面的对面；
所述接触面的肖氏D硬度处于40-90内；
所述接触面的耐冲击力处于4-12kJ/m内；
(iii)多种研磨剂颗粒，所述颗粒自由地处于所述接触面与所述工作面之间；
(b)在所述接触面与所述工作面的大致正交方向施加负荷；
(c)通过在所述接触面与所述工作面之间施加相对运动，来精磨所述工件；
其中，选择所述接触面与所述研磨剂颗粒，并在所述负荷下进行所述相对运动，从而
(i)在所述接触面与所述弹性颗粒之间至少部分产生弹性交互作用，从而至少使所述部分研磨颗粒穿入所述工作面内，和
(ii)至少部分改善所述工作面的表面性能。
49、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，选择所述接触面与所述研磨剂颗粒，并在所述负荷下进行所述相对运动，从而在所述工作面上形成聚合物粘接膜。
50、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述聚合物粘接膜至少部分来自所述接触面。
51、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，还包括下列步骤：
(d)在所述工作面上形成微观结构，从而产生至少一个凹沟。
52、如权利要求4所述的精研方法，其特征是，在所述精研之前，实施步骤(d)。
53、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述肖氏D硬度至少为65。
54、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述肖氏D硬度处于70-80之间。
55、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述耐冲击力为4-9J/m。
56、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述耐冲击力为5-8J/m。
57、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述肖氏D硬度为70-80，而且所述耐冲击力为5-8J/m。
58、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述研磨剂颗粒包括铝粒。
59、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯。
60、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，而且所述肖氏D硬度处于65-90之间，所述耐冲击力处于4-9J/m之间。
61、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为1∶2至2∶1。
62、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料及聚氨酯，其重量比为3∶5至7∶5。
63、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括聚氨酯，其重量范围为40％至75％。
64、如权利要求48所述的精研方法，其特征是，所述接触面的成份包括环氧材料，其重量范围为40％至70％。
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