[发明专利]一种利用飞秒激光加工梯度亲水性切削液Al2

说明书

本发明公开了一种利用飞秒激光加工梯度亲水性切削液Al₂O₃陶瓷刀具的方法，该方法将未处理的Al₂O₃陶瓷片样品在无水乙醇溶液中超声清洗吹干，得到清洁的Al₂O₃陶瓷片；将Al₂O₃陶瓷片均等份依次划分成若干个微凹坑阵列区域单元，通过激光扫描在每个凹坑阵列区域单元中加工出呈阵列分布的微凹坑，将激光处理完后的Al₂O₃陶瓷片超声清洗，将清洁的Al₂O₃陶瓷片样品进行高速摄像机拍摄。本发明制备得到梯度亲切削液Al₂O₃陶瓷刀具对提高刀具材料的切削性能，增强刀具散热性，减小摩擦，延长刀具的使用寿命以及保持表面化学性质稳定。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷刀具技术领域，具体而言，涉及一种利用飞秒激光加工梯度亲水性切削液Al₂O₃陶瓷刀具的方法。

背景技术

目前，微纳加工梯度功能陶瓷刀具的方法主要有：溶胶—凝胶法、刻蚀法、层层自组装法和电纺丝技术。其中，溶胶—凝胶法存在成本高、生产流程复杂、生产过程慢、精度较低及污染环境等问题；层层自组装法虽然是根据聚合物分子的极性不同，通过静电交互作用和氢键键合，在物质表面形成化学结构可控、厚度为分子量级的薄膜，但是层层自组装法所用的时间较长且稳定性较差；电纺丝技术目前存在生产效率低、所制的纳米纤维强力偏低等问题。

激光刻蚀的方法是一种非接触式的数字化加工方式，它具有如下优势：制备过程中激光扫描头与基底不接触，避免了激光头的损坏，对基底表面不产生压力，提高了制备稳定性和精度；加工过程简单、可加工材料广泛、可加工复杂结构的微纳表面，因此是一种极为灵活的加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供利用飞秒激光加工梯度亲水性切削液Al₂O₃陶瓷刀具的方法，使Al₂O₃陶瓷刀具通过简单、快捷、加工效率高、对环境无污染的方式来获得梯度亲切削液表面并且表面化学性质保持不变，同时所制得的表面对提高刀具材料的切削性能、刀具散热性好、增加刀具表面的润湿性和减小摩擦具有重要作用，并且可以提高刀具的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用飞秒激光加工梯度亲水性切削液Al₂O₃陶瓷刀具的方法，包括如下步骤：

步骤S1.将未处理的Al₂O₃陶瓷片样品在无水乙醇溶液中超声清洗，再用清水清洗表面使其表面无污染杂质，然后吹干，得到清洁的Al₂O₃陶瓷片；

步骤S2.将清洁后的Al₂O₃陶瓷片均等份依次划分成若干个微凹坑阵列区域单元，利用飞秒激光加工技术，将样品放入加工平台；

步骤S3.通过激光扫描在每个凹坑阵列区域单元中加工出呈阵列分布的微凹坑，微凹坑阵列区域单元中的微凹坑分布密度逐渐增大；

步骤S4.将激光处理完后的Al₂O₃陶瓷片样品放入无水乙醇溶液中超声清洗，然后吹风机吹干，得到清洁的Al₂O₃陶瓷片样品；

步骤S5.将清洁的Al₂O₃陶瓷片样品进行高速摄像机拍摄。

进一步，在上述步骤S3中，每个微凹坑阵列区域单元中的呈阵列分布的微凹坑行间距与列间距相同。

进一步，所述微凹坑行间距与列间距为250～500μm。