[发明专利]一种梯度润湿刀具及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种梯度润湿刀具，其特征在于，包括刀具基体和设置在所述刀具基体表面的疏液层，所述疏液层的部分表面上设置有亲液微织构，所述亲液微织构包括主体梯形沟槽和向内辐射梯形微沟槽，其中，所述向内辐射梯形微沟槽的宽端与主体梯形沟槽的窄端区域连接，所述主体梯形沟槽的宽端设置在梯度润湿刀具的刀屑接触区域；

所述梯度润湿刀具按照以下方法制备得到：

以氟硅烷F1060为溶质、甲苯为溶剂，配制质量分数为1.5％的氟化液；

以硬质合金刀具YT15为刀具基体，将所述氟化液没过刀具基体表面1mm，采用激光液相加工法在刀具基体表面扫描加工，扫描间距为0.01mm，利用高纯氮气吹干并在150℃的保温炉中保温加热45min，以充分去除刀具表面的甲苯，然后自然降至室温，在刀具基体的表面得到疏液层；其中，所述激光液相加工法的操作条件包括：飞秒激光脉冲能量为20mJ，脉宽为75fs，重复频率为1000Hz；

利用光纤激光打标机在所述疏液层的部分表面上加工得到亲液微织构，然后置于KQ2200B型超声波清洗器中，以丙酮为清洗液清洗15min，得到梯度润湿刀具；其中，所述光纤激光打标机的操作参数包括：激光波长为1060nm，激光功率为5W；

其中，所述亲液微织构的面积占疏液层总面积的50％；所述主体梯形沟槽的宽端中点与梯度润湿刀具的切削刃之间的距离为20μm；所述主体梯形沟槽呈阵列分布，阵列周期为1mm，单个主体梯形沟槽的楔角为4°，深度为20μm，长度为9mm，窄端区域的长度为3mm，沟槽宽度为1mm，与切屑流出方向夹角为45°；所述向内辐射梯形微沟槽的楔角为4°，深度为20μm，长度为3mm，沟槽宽度为0.5mm，与所述主体梯形沟槽形成的夹角为20°；单个所述主体梯形沟槽连接的向内辐射梯形微沟槽的个数为20个。

2.权利要求1所述梯度润湿刀具在高速切削加工或难加工材料切削加工中的应用。