为了提高刀具的综合使用性能,常常需要对刀具进行表面处理。目前,各种涂层技术在刀具表面已经得到广泛的应用,而且催生出一系列高端刀具产品。激光微织构技术因其独特的优势,近年来一些国内外学者,开始在刀具表面开展相关开拓性、探索性研究工作,并取得一些令人鼓舞的初步成果。激光微织构技术和表面涂层在刀具表面同时应用的方式,以及带来的集成增益效果,则令人充满好奇和期待。为此,本文尝试将激光微织构技术与表面涂层沉积技术相结合,通过模拟仿真和实验研究方法,来考察、验证激光织构技术集成表面涂层技术,对刀具切削性能的影响与效果。本文主要内容研究内容如下。(1)在金属切削理论的基础上,利用ABAQUS仿真软件建立二维切削仿真模型,考察了在相同切削工况下,两种不同织构形貌涂层刀具的切削力、切削温度等切削性能。从仿真结果可知:毛化织构涂层刀具的应力集中和温度集中现象突出,主要集中在毛化形貌凸起区域,其他区域的应力和温度分布比凹腔织构的更均匀。(2)系统开展了硬质合金材料表面的激光毛化工艺实验研究,获得单脉冲能量和脉冲次数对毛化形貌尺寸的影响规律。在此基础上,制备微织构刀具试样;利用磁控溅射设备,在刀具表面沉积TiAlN涂层,并用电子显微镜、硬度仪和X-射线测量涂层相关性能。结果显示:微织构形貌对涂层的硬度几乎没有影响,但能减小基材表面的残余应力。(3)利用上述工艺试验结果参数,制备凹腔织构涂层刀具和毛化织构涂层刀具,并将两种织构涂层刀具与未织构涂层刀具试样,进行了系统切削性能对比实验。实验结果表明:在不同切削速度下,两种织构涂层刀具的切削力、切削温度以及切屑卷曲性能都优于未织构涂层刀具;在相同切削速度下,微织构形貌对刀具的切削性能影响比较小,但都比未织构涂层刀的切削性能优越。