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本文在总结现有钎料的基础上通过在Cu-Sn-Ti钎料中添加改性元素研制新型钎料，对新型钎料的钎焊性能进行综合分析。选用优选后的钎料制作钢轨打磨用钎焊金刚石砂轮，并用于钢轨打磨试验，对使用钎焊金刚石砂轮取代树脂砂轮用于钢轨打磨的可行性进行探索。本文的研究工作有： 总结现有钎料的优缺点，选择Cu-Sn-Ti预合金钎料添加Fe、Al、Si元素进行改性研究。确定钎料组分的颗粒大小，预混合钎料的制作工艺和封装保存方法。采用兼有上、下界的极端顶点混料设计方法确定了17种钎料组分。 设计剪切实验方案、剪切夹具和剪切样件。确定钎焊工艺和剪切样件的制作工艺，用制备的17种钎料制作剪切样件。通过剪切试验分析钎料自身及钎料与基体的结合性能发现：Cu-Sn-Ti预合金的含量低于wt95%时，钎料性能较差；Fe、Al、Si元素会对钎料性能产生影响，且添加含量均需控制在wt2%以下。样件断裂面均发生在钎料层，说明钎料自身性能对工具的质量影响更大。 通过SEM和EDS对钎料与基体的结合界面处进行分析发现：钎料与基体存在元素相互扩散现象，结合面形成牢固的冶金结合；Fe、Ti元素会在界面处形成富集现象，纯Cu-Sn-Ti钎料在靠近界面处形成Cu-Sn富集，导致加工过程中钎料层从基体侧剥离；添加Fe、Al、Si元素则会在钎料层中出现均匀的Cu-Sn、Fe-Ti、Fe-Ti-Si组织，避免钎料层因高温变软从基体侧剥离。 选用1号、2号、9号和15号钎料制作钎焊样片，通过SEM、EDS和Raman分析深度腐蚀后的金刚石磨粒发现：金刚石的整体形貌完好，棱角分明；金刚石界面处均有TiC的生成，实现化学冶金结合；2号钎料钎焊后的金刚石表面有微小凹坑，说明Fe元素含量达到wt5%时，金刚石被轻微刻蚀并发生表面石墨化。9号钎料钎焊后的金刚石表面无明显刻蚀现象，且表面有树枝状致密TiC层生成，提高了钎料对金刚石的把持力，具有较好的综合性能。 研制钢轨打磨用钎焊金刚石砂轮，计算钎料及金刚石用量，选用1号、9号和15号钎料制作砂轮并用于钢轨打磨试验并分析砂轮性能。通过与树脂砂轮对比发现：金刚石砂轮的磨削效率、磨削电流、表面粗糙度和磨削火花优于树脂砂轮。对比3种钎料制作的金刚石砂轮表明：9号钎料（Cu-Sn-Ti添加wt1.7%Fe、wt1.7%Al、wt1.7%Si）制作的金刚石砂轮在出刃性和磨削力上优于Cu-Sn-Ti钎料制作的砂轮。