切削加工是机加工过程中最常用的技术方法之一,在刀具切削材料过程中,刀具和工件之间剧烈的摩擦会导致刀具磨损严重,从而加速了刀具材料的失效,使切削过程无法顺利进行,故在实际加工过程中,应使刀具尽量减缓剧烈磨损。添加润滑剂是切削加工中减磨和冷却的最常用方法之一,本文从刀具表面润湿性出发研究刀具表面激光织构化对润湿性的影响,并进一步研究在液体润滑条件下织构化刀具表面润湿性对其摩擦磨损性能的影响。选用高速钢刀具、PCBN刀具、PCD刀具、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金YG6这六种不同材料的刀具,采用脉冲光纤激光器在其表面分别制备了直线型和鱼鳞型微织构,其中激光加工功率为14 W,扫描速度为100 mm/s,扫描次数为1次;然后测量无织构刀具表面和织构化刀具表面的微观形貌及表面粗糙度。对织构化刀具的表面粗糙度进行了比较分析,结果表明:(1)无论在刀具表面加工鱼鳞状微织构还是直线型微织构,都可以使刀具表面的粗糙度增大。在六种不同材料刀具表面加工鱼鳞状微织构时,表面粗糙度最小的是PCBN刀具,最大的是陶瓷刀具;而在六种不同材料刀具表面加工不同间距的直线型微织构时,同样也使刀具表面的粗糙度显著增大,且随着直线织构间距的增大,其表面粗糙度总体都呈现减小的趋势,也就是对于直线型织构化刀具而言,直线型微织构越密集,其表面粗糙度也就越高;(2)对六种刀具材料而言,在同种条件下,在其表面加工鱼鳞状微织构时,其表面粗糙度大于在刀具表面加工直线型微织构。采用接触角测量仪在不同的测量试剂条件下(去离子水、润滑油和切削液)完成了无织构刀具表面和织构化刀具表面接触角的测量,并研究了刀具材料、织构形貌、测量试剂、表面粗糙度等因素对织构化刀具表面接触角的影响。结果表明:(1)在六种不同材料刀具表面上加工微织构(鱼鳞型和直线型)时,当测量试剂是去离子水和切削液时,有的织构化刀具的接触角会减小,有的则会增大;而当测量试剂为润滑油时,织构化刀具的接触角都相应的减小了;(2)在六种不同材料刀具表面上加工直线型微织构时,由于测量方向的问题,直线型织构的接触角测量有方向型差异,观测方向平行于直线织构方向时的接触角明显大于观测方向垂直于直线织构方向的接触角;(3)在六种不同材料刀具表面上加工织构间距分别为200 μm、300 μm和400 μm的直线型微织构时,织构化刀具的接触角有明显的差异;且当测量试剂为润滑油时,刀具表面接触角与织构密集程度有关,织构越密集,接触角越小,当测量试剂是去离子水和切削液时,刀具表面接触角与织构密集程度关联性不大;(4)对于不同的刀具材料而言,表面粗糙度对接触角的影响并不明显,对于同种刀具材料而言,当测量试剂为润滑油时,刀具表面接触角模型符合wenzel状态,即粗糙度越高,接触角越小;而测量试剂为水和切削液时,刀具表面接触角模型不符合wenzel状态,接触角大小和粗糙度关联性不强;(5)当选择不同的测量试剂进行接触角测量时,不论对于无织构刀具表面还是织构化刀具表面,三种液体在刀具表面的铺展性,润滑油>切削液>水。利用制备好的无织构刀具表面和织构化刀具分别在无润滑、润滑油润滑和切削液润滑条件下进行球-盘摩擦磨损实验,并利用扫描电子显微镜SEM及EDX元素分析对表面磨痕和元素进行分析,结果表明:(1)在无润滑条件下,六种刀具材料无织构表面的平均摩擦系数都较大,表面磨损都较严重,干摩擦条件下平均摩擦系数的大小排序是从高到低分别为高速钢刀具、PCD刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、硬质合金YG6、PCBN刀具,且六种刀具材料在干摩擦条件下,其摩擦曲线都是开始缓慢上升之后趋于稳定摩擦状态,摩擦系数保持稳定;(2)在不同的润滑条件下,无论是润滑油润滑还是切削液润滑,不同刀具材料无织构表面磨损情况和平均摩擦系数的大小主要由材料本身的性质决定,而与表面接触角数值大小关联性不强,且润滑剂改变,摩擦系数大小顺序不变;而对于同种刀具材料而言,表面润湿性对其表面摩擦磨损性能有所影响,且平均摩擦系数的大小和表面磨损程度和表面接触角的大小相关联,表面接触角越大,平均摩擦系数越小,表面磨损更轻。