[发明专利]形成具有开口和具有显著减小残留压缩应力的物品的方法

说明书

相关申请的交叉参考

此申请要求2006年3月1日提交的美国临时专利申请序列 No.60/777,791的优先权。

技术领域

本发明总体涉及一种用于形成具有开口的物品的方法，并且还涉 及一种具有显著减小的残留压缩应力的物品的方法

背景技术

钻削是通常用来将开口切入物品的过程，并且攻丝是通常用来形 成或切削开口内的螺纹的过程。

传统的钻削或攻丝过程对于在物品内形成开口来说相对缓慢。与 钻削相比，冲压或锻制过程提供较快的过程，但是这种过程会造成不 太精确的开口。至少部分由于开口的状态和/或开口壁的精度和表面质 量，在开口内冲压或锻制螺纹会不可行。

另外，某些金属是柔软、化学活性的，并在加工过程中(例如开 口形成)具有强的趋势以依附在工具表面上。金刚石涂层施加在工具 上，以便提供具有低摩擦的硬表面。这种涂层是化学惰性的，基本上 防止金属(例如工件)粘接在工具上。

金刚石涂层的一个可能问题是在物品从沉积温度冷却到室温时， 残留压缩应力会在涂层内增加。这种应力会在某些情况下造成金刚石 涂层从衬底材料剥落。这种残留应力可由于金刚石涂层和衬底材料之 间热膨胀系数(CTE)的不匹配而形成。

发明内容

这里披露用于在物品内形成开口的方法。该方法包括使用弹丸体 将开口冲压在物品内，并且经由钻削或攻丝来精化开口形状和/或开口 尺寸。

还披露用于修正物品内开口的方法。该方法包括在物品内形成开 口、通过弹丸体填充开口并且通过在开口内形成或切削螺纹来精化开 口形状。

还披露用于形成具有减小残留压缩应力的物品的方法。通常，该 方法包括形成金刚石涂层并在涂层和/或衬底上施加应力释放过程。

用于形成具有减小残留压缩应力的物品的某些方法包括在形成涂 层时振动衬底，或者在涂层中结合膨胀结合部。

用于形成具有减小的残留压缩应力的物品的另一方法包括在形成 金刚石涂层时弹性压缩衬底，并且接着在被涂覆的衬底冷却时释放压 缩。

用于形成具有减小的残留压缩应力的物品的另一方法包括在奥氏 体晶体结构衬底上形成金刚石涂层，并且冷却衬底以便使其转变成马 氏体晶体结构。

用于形成具有减小的残留压缩应力的物品的另一方法包括在能够 在奥氏体和马氏体相之间转变的退火衬底上形成金刚石涂层。被涂覆 的衬底接着冷却，并且重新加热，使其处于奥氏体相。在加热之后， 被涂层衬底被淬火，使其处于马氏体相。

附图说明

本发明的实施例的特征和优点将参考以下详细描述和附图得以清 楚。出于简明目的，具有以前描述功能的参考标号或特征不需要结合 其中出现这些参考标号或特征的其它附图描述.

图1是用于表示形成物品内开口的方法的实施例的流程图；

图2是表示图1的方法的实施例的截面示意图；

图3是表示形成具有显著减小的残留压缩应力的涂覆金刚石物品 的流程图；

图4是具有形成在金刚石涂层内的膨胀结合部的涂覆金刚石物品 的实施例的示意图。

具体实施方式

通常，这里描述的某些物品具有形成其中的开口，其它物品包括 衬底和金刚石涂层/层。应该理解到使用这里披露的形成开口的方法的 实施例，涂覆金刚石的衬底还可具有形成其中的开口。图1表示用于 形成物品内的开口的方法的实施例。该方法通常包括如收缩在参考标 号11处使用弹丸体将开口冲压到物品内；并且精化开口形状、开口尺 寸或者其组合中的至少一种，如参考标号13所示。进一步参考图2描 述图1所示的实施例。

现在参考图2，表示使用图1的方法的实施例在物品10内形成开 口12。通常，图2所示的方法包括使用弹丸体18冲压或锻制最初的开 口14，并且接着使用钻具精化开口形状和/和尺寸，以便形成最终开口 12。

如图2所示，使用弹丸体18将最初开口14冲压在衬底16内。弹 丸体18可经由机械压力、气体压力和/或其组合驱动到衬底16内。如 图2进一步所示，通过弹丸体18形成的最初开口14和具有比最终开 口12小的直径和/或深度。