【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械切削刀具制造，具体涉及一种基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具及其制备方法和应用。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、金属干切削已被视为绿色制造工艺，其避免切削液使用的特点大大降低了制造成本，并有效减少了环境的污染和对人体的危害。但由于缺少切削液的润滑作用，干切削刀具表面会发生更严重的磨损或粘结。因此，近年来通过在刀具前刀面加工微织构，或在前刀面沉积软涂层，已成为降低干切削刀具摩擦磨损以及减小切削温度的主要途径之一。表面织构是一种改善接触界面摩擦状态、减小磨损的有效方法。在刀具表面置入合理的表面织构能够进一步提高刀具减摩抗磨性能，提高刀具寿命。涂层刀具已由单层向多元化和复合化发展；同时，将不同涂层材料结合应用于切削刀具，使得刀具表面既具有较高的硬度又具有良好的自润滑功效，从而显著提高涂层刀具性能。
3、中国专利cn 201711013253.2报道了基于电射流沉积的多层软涂层纳织构刀具及其制备方法，它采用飞秒激光在刀具表面制备纳织构，并用电射流技术依次沉积mos2和ws2涂层，从而在干切削时减少摩擦、降低切削力和切削温度、提高刀具寿命。但该方法所制备的多层涂层结合强度仍相对较低，刀具涂层使用寿命较短。中国专利cn 201910393087.6报道了一种微织构梯度涂层刀具及其制备方法，它首先采用激光加工技术在刀具表面加工出不同微织构，然后采用离子镀
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具及其制备方法和应用。具体的，本专利技术制得刀具既具有较高的硬度，又具有自润滑性能；涂层与基体间、涂层与涂层间结合强度高；且不会产生刀具基体材料变形或微裂纹等缺陷。切削过程中能够有效降低切削力和切削温度，减小刀具磨损，提高刀具寿命。基于上述研究成果，从而完成本专利技术。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一个方面，提供一种基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具，所述微织构刀具至少包含刀具基体，所述刀具基体表面沉积ni60粉末层，然后采用激光微熔覆法在沉积有所述ni60粉末层的刀具基体表面原位加工出微织构形状；然后再依次沉积并使用激光微熔覆法熔覆ni60+wc粉末层、ni60+wc+ws2(5％)粉末层以及ni60+wc+ws2(10％)粉末层。
4、为防止未熔覆粉末影响后续加工，因此每次使用激光微熔覆法后需去除未熔覆粉末；具体可以采用乙醇超声清洗的方式进行。
5、本专利技术的第二个方面，提供上述基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具的制备方法，所述制备方法包括：
6、s1、采用电射流沉积法在经过预处理的刀具基体表面均匀沉积ni60粉末得到ni60过渡层；
7、s2、采用激光微熔覆法在沉积有ni60过渡层的刀具基体表面原位加工出微织构，激光辐照后的粉末层区域会与基体进行冶金结合，然后去除未熔覆粉末；
8、s3、重复步骤s1-s2，依次沉积并熔覆获得ni60+wc过渡层，ni60+wc+ws2(5％)熔覆层以及ni60+wc+ws2(10％)熔覆层即得。
9、本专利技术的第三个方面，提供上述微织构刀具在难加工金属材料切削加工中的应用。
10、上述一个或多个技术方案的有益技术效果：
11、1)通过上述方法制备的激光微熔覆原位成型微织构刀具，综合了微织构、激光熔覆层及多层涂层结构的优点，具有较高的硬度、良好的自润滑性能、较好的韧性，较强的涂层结合力及较小的涂层内应力；
12、2)微织构采用激光微熔覆技术在刀具前刀面一步成型，避免了刀具基体材料变形或微裂纹等缺陷，且激光微熔覆技术所采用的激光器光斑直径较小，可以实现<30μm尺寸微织构的制备，提高了微织构的表面质量和加工精度；
13、3)上述技术方案增加了该刀具的适用范围，减轻了被加工材料在刀具表面的粘结，该刀具可广泛应用于不锈钢、钛合金、铝合金、镍基合金等金属材料的切削加工，因此具有良好的实际应用价值和前景。
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1.一种基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具，其特征在于，所述微织构刀具至少包含刀具基体，所述刀具基体表面沉积Ni60粉末层，然后采用激光微熔覆法在沉积有所述Ni60粉末层的刀具基体表面原位加工出微织构形状；然后再依次沉积并使用激光微熔覆法熔覆Ni60+WC粉末层、Ni60+WC+WS2(5％)粉末层以及Ni60+WC+WS2(10％)粉末层。
2.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，所述刀具基体为高速钢或硬质合金。
3.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，各粉末层厚度为20-50μm。
4.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，每次使用激光微熔覆法后去除未熔覆粉末；进一步的，采用乙醇超声清洗的方式进行。
5.权利要求1-4任一项所述基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具的制备方法，所述制备方法包括：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，预处理方法包括：将刀具基体研磨抛光，放入酒精溶液中超声清洗10-30min，从而去除油污；
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括对步骤S3制得的刀具进行抛光处理，从而到达所使用的表面粗糙度。
9.权利要求1-4任一项所述微织构刀具在难加工金属材料切削加工中的应用。
10.如权利要求9所应用，其特征在于，所述难加工金属材料包括不锈钢、钛合金、铝合金和镍基合金。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具，其特征在于，所述微织构刀具至少包含刀具基体，所述刀具基体表面沉积ni60粉末层，然后采用激光微熔覆法在沉积有所述ni60粉末层的刀具基体表面原位加工出微织构形状；然后再依次沉积并使用激光微熔覆法熔覆ni60+wc粉末层、ni60+wc+ws2(5％)粉末层以及ni60+wc+ws2(10％)粉末层。
2.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，所述刀具基体为高速钢或硬质合金。
3.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，各粉末层厚度为20-50μm。
4.如权利要求1所述的微织构刀具，其特征在于，每次使用激光微熔覆法后去除未熔覆粉末；进一步的，采用乙醇超声清洗的方式进行。
5.权利要求1-4任一项所述基于激光微熔覆原位成型的微织构刀具的制备方法，...
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