[发明专利]一种金属薄片的纳米印压成形及压透成孔的方法

权利要求书

1.一种金属薄片的纳米印压成形及压透成孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：依据金属片底部不同成形孔径的大小指标φ，磨制金刚石压头的锥角a和尖部钝圆半径R；

步骤2：使用测量装置，放置10*10*0.5mm的薄金属片，通过Z向纳米伺服升降台控制金刚石压头的下压对刀，金刚石压头的端部钝圆半径为R通过力、声传感器检测的特征信号准确判断金刚石压头尖端接触金属片上表面的具体位置；

步骤3：通过Z向纳米伺服升降台控制金刚石压头继续下压，使金属片内部材料在压头锥角和底部硬质玻璃基底的综合作用下发生侧向塑流运动，形成锥度为锥角a的孔洞并在底部破裂成孔；

步骤4：通过力、声传感器以及测量视频显微镜的原位检测，准确判断金刚石压头压出薄金属片底部的成孔信号特征，进而反馈Z向纳米伺服升降台的继续下压量Δh，使得金属片底部成孔孔径大小≤φ，相应数学关系为：φ＝2×(R²-(R-Δh)²)^1/2。

2.根据权利要求1所述的金属薄片的纳米印压成形及压透成孔的方法，其特征在于，步骤2中所述测量装置包括试验台基座、X、Y向水平伺服滑台、二维水平倾斜调整台、高清视频显微镜、大理石基座、透明玻璃硬质衬底、金属片、声发射传感器、金刚石压头、Z向纳米伺服升降台、三向微力测力仪、Z向粗调横梁支架、控制器和计算机；

所述的试验台基座与两侧支架通过通用三脚连接件和螺钉连接，Z向粗调横梁支架也通过通用三脚连接件和螺钉连接于两侧支架间，X、Y向水平伺服滑台通过螺钉连接在试验台基座的上表面，二维水平倾斜调整台通过螺钉连接在X、Y向水平伺服滑台上边，大理石基座通过螺钉分别连接在二维水平倾斜调整台上边，高清视频显微镜通过通用法兰紧箍连接件和螺钉连接在二维水平倾斜调整台上，置于大理石基座内腔里面，并且位于透明玻璃硬质衬底下，其镜头焦点位于能检测到金属片底部被压成孔的区域，透明玻璃硬质衬底通过螺钉连接并紧固于大理石基座上，金属片放置在透明玻璃硬质衬底上表面的中心位置，声发射传感器通过螺钉连接在大理石基座上并靠近金属片；

所述的金刚石压头通过通用法兰紧箍连接件和螺钉连接在Z向纳米伺服升降台底部，其金刚石尖端正对金属片的中心位置，Z向纳米伺服升降台通过螺钉连接在三向微力测力仪底部，三向微力测力仪通过螺钉连接在Z向粗调横梁支架底部；

同时，X、Y向水平伺服滑台、高清视频显微镜、声发射传感器、Z向纳米伺服升降台和三向微力测力仪通过控制器连接在计算机上。