本发明涉及一种防粘着刀具及其制备方法，属于切削加工刀具制造技术领域。
背景技术：
切削加工时刀具前刀面、后刀面不断与切屑和工件接触并发生强烈的摩擦，造成刀具磨损。有些情况下，工件材料也易发生粘着，阻碍刀具切削性能的发挥。目前，国内外减小刀具切削加工时的摩擦磨损以及防止工件材料粘着的主要方法是使用切削液。然而，随着切削液用量的增加，其负面影响也越来越大，大量切削液的使用增加了产品的制造成本，污染环境，损害工人健康；另一方面，切削加工过程中，切削液真正进入刀-屑紧密接触区尚存在一些困难。为此，微量润滑、高压喷射冷却等辅助加工工艺不断发展，而事实上这些工艺也是比较繁琐的，给加工本身也带来了额外的成本。在解决切削摩擦剧烈和冷却液难以渗入切削紧密接触区的创新道路上，业界提出了微织构刀具的概念。目前，报道显示的微织构多以微凹结构阵列为主，这些微凹结构阵列的织构刀具在很大程度上解决了摩擦剧烈问题，然而，其微凹结构容易被切屑材料填堵。为此，寻求一种不易被工件材料填堵的织构结构，开发新型的刀具，对促进切削加工技术的进步将具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防粘着刀具及其制备方法，防止工件材料粘着，改善切削液渗透环境。
本发明的一种防粘着刀具，刀具基体材料为硬质合金或陶瓷，刀具的前刀面具有规则排列的微凸体阵列结构，刀具表面的微凸体为球面结构，凸起部分小于半球体积，凸起球面与前刀面平整部分相交形成的圆的直径为20～50μm，微凸体中心间距为50～100μm。
本发明的一种防粘着刀具的制备方法如下：采用3d打印的方法将硬质合金或陶瓷粉体制备形成具有前刀面表面微凸体阵列结构的刀具胚体，然后将刀具胚体高温烧结，形成刀具。
本发明将微凸结构的阵列织构引入刀具设计，在制备方面又借助3d打印技术。相比普通无织构刀具，本发明能够有效阻止工件材料的粘着，改善切削摩擦工况，同时，微凸体的存在能够促进切削液渗透进入切削紧密摩擦区，减少切削液用量并改善润滑冷却效果。相比微凹结构阵列织构刀具，本发明能够阻止切屑材料的填堵，有利于微织构刀具的优势发挥。微凸体采用小于半球的球面结构设计，兼顾了结构牢固和有益于切屑流动的综合优势。采用3d打印技术制备刀具胚体，可提高刀具表面织构的尺寸精确度。本发明的一种防粘着刀具可广泛应用于钛合金、铝合金等易粘着金属材料的切削加工，刀具耐用度高，冷却液用量少且润滑效果优异。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种防粘着刀具，刀具的基体材料为氧化铝陶瓷材料，刀具的前刀面具有规则排列的微凸体阵列结构，刀具表面的微凸体为球面结构，凸起部分小于半球体积，凸起球面与前刀面平整部分相交形成的圆的直径为30μm，微凸体高4μm，微凸体中心间距为60μm。
本发明的一种防粘着刀具的制备方法如下：采用3d打印的方法将氧化铝陶瓷粉体制备形成具有上述尺寸的前刀面表面微凸体阵列结构的刀具胚体，然后将刀具胚体放置在高温炉中非压力烧结，通氮气保护，烧结温度控制在1700℃，保温30min，随炉冷却至接近室温，形成刀具。
1.一种防粘着刀具，其特征在于：刀具的前刀面具有规则排列的微凸体阵列结构，切削时能够有效防止工件材料的粘着。
2.根据权利要求1所述的一种防粘着刀具，特别地，刀具表面的微凸体为球面结构，凸起部分小于半球体积，凸起球面与前刀面平整部分相交形成的圆的直径为20～50μm，微凸体中心间距为50～100μm。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种防粘着刀具，其特征是通过如下方法制备：采用3d打印的方法将硬质合金或陶瓷粉体制备形成具有前刀面表面微凸体阵列结构的刀具胚体，然后将刀具胚体高温烧结，形成刀具。
技术总结