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随着社会生产技术的进步,金属结合剂金刚石工具在石材、玻璃、机械加工等领域得到广泛应用。但金属基体致密度很高、塑性较好,而金刚石自锐性较差,其中金刚石出刃困难,从而导致加工效率较低。针对上述问题,论文以Al、Mg、Cu、Ti、Cr等金属粉混合为结合剂基体,采用热压烧结法,制备了铝基金属结合剂金刚石工具。研究了烧结温度、金属元素Cu和Ti的加入量对铝基金属结合剂和金刚石工具磨削性能的影响。主要研究结果如下:1.随烧结温度升高,烧结体的致密度、三点抗弯强度和硬度均呈现先上升后下降的趋势,在560℃时达到最大值,分别为98.84%、334MPa、97HRB。在所研究的温度范围内,单质金属Al是主相,合金相Al2CuMg、Al3Ti和Al2Cr的衍射峰随温度的升高逐渐增强。当烧结温度低于560℃时,晶粒分布均匀,断口主要以穿晶断裂为主;当烧结温度为600℃时,晶粒尺寸继续长大,断口主要以沿晶断裂为主。2.当烧结温度为560℃～600℃时,铝基结合剂与金刚石表面并未发生化学反应,结合剂对金刚石的把持力主要以机械包镶为主;当烧结温度为560℃时,结合剂烧结体相对较致密,金刚石表面包覆金属含量较高,结合剂对金刚石的包镶能力较好。3.研究了 Cu添加量对结合剂烧结体力学性能、烧结体对金刚石的包镶情况及界面生成物的影响。随着Cu含量升高,析出的强化合金相Al2CuMg含量逐渐升高,结合剂烧结体的致密度、硬度、抗弯强度先上升后下降。当Cu含量为4.5wt%、烧结温度为560℃时,结合剂烧结体的综合力学性能较好,断口以穿晶断裂为主。此时,结合剂对金刚石的包镶能力较好,强度损失率为12.8%,与未添加Cu结合剂试样相比,强度损失率降低了 3.5%,磨削比提高9.7%,被加工工件表面的粗糙度由0.115μm降低至0.092μm。4.随着Ti含量升高,结合剂烧结体的致密度、硬度、弥散相Al3Ti含量逐渐升高,抗弯强度先上升后下降。当Ti的含量为4wt%、烧结温度为560℃时,结合剂对金刚石具有较好的把持能力,与未添加Ti相比,强度损失率降低了 3.1%,磨削比提高8.6%;被磨削工件表面的粗糙度由0.125μm降低至0.085μm,提高金刚石工具在磨削过程中的稳定性和使用寿命。