本發明公開了一種仿生織構與涂層協同作用減摩刀具及其設計方法,該刀具基體材料為高速鋼、硬質合金或陶瓷,刀具基體材料前刀面刀?屑接觸區具有仿生微凹坑和微凸起復合織構,織構及基體表面有AlZrTaC+TiVBN交替分布納米疊層涂層,交替疊層涂層至少含有10層AlZrTaC和10層TiVBN單個層,且AlZrTaC與TiVBN單個層厚度小于等于100nm。該刀具設計方法包括以下步驟:構建刀具前刀面刀?屑接觸區表面微織構的設計模型;基于Reynolds方程分析刀?屑接觸界面油膜壓力和摩擦系數,優化出微織構幾何尺寸及織構深度或高度漸變傾角θ1和θ2;通過物理相容性及化學相容性分析,建立AlZrTaC+TiVBN涂層的疊層結構形式。該刀具綜合了微織構及納米疊層涂層特點,能夠減小潤滑液切削過程中刀具摩擦與磨損,可廣泛應用于切削液方式下切削加工。
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