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本文采用热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等实验手段系统地研究了Al2O3-TiC-Fe磁性磨料的成分设计、制备工艺、物相组成、显微组织、力学性能和研磨性能之间的关系。通过概述磁力研磨加工技术及其研究进展,总结了磁性磨料在研磨过程中的加工机理、受力分析、影响因素等问题;并通过概述磁性磨料及其制备技术的研究进展,提出了目前在磁性磨料制备方面存在的问题,从而提出了本文研究的目的和意义。研究了Al2O3-TiC-Fe磁性磨料在真空烧结过程中的物理化学变化。得出的结论主要有:在900℃以下,部分Mo与C反应生成了Mo2C,Cr通过固态扩散固溶到Fe基体中;Al2O3-TiC-Fe磁性磨料的最终物相由Fe、Fe-Cr粘结相和Al2O3、TiC磨粒相组成。研究了真空烧结工艺对Al2O3-TiC-Fe磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影响。结果表明:在烧结过程中,适当的液相烧结能提高Al2O3-TiC-Fe磁性磨料的研磨性能和使用寿命。在1220℃下烧结2h后,Al2O3-TiC-Fe磁性磨料烧结体能获得较高的致密度和良好的力学性能;对45钢研磨加工后,工件表面粗糙度达0.314μm,磁性磨料使用寿命为36min。研究了磨粒相中Al2O3含量对Al2O3-TiC-Fe磁性磨料物相组织、力学性能和研磨性能的影响。研究表明,Al2O3含量为15%时,Al2O3和TiC颗粒在Fe基体中分布均匀,颗粒尺寸适当,以此成分制备的磁性磨料力学性能适度,研磨性能和使用寿命相对较好。烧结体线收缩率为1.7%,相对密度为63.6%,维氏显微硬度值为525.1HV,抗弯强度值为105.9MPa,磨料的单颗粒抗压强度值为45.8MPa。研究了合金元素Si、Ni对Al2O3-TiC-Fe磁性磨料物相组成、力学性能和研磨性能的影响。研究表明,Si在烧结过程中降低了液相点温度值,其含量为5wt%时,充分进行的液相烧结使磨粒相分布均匀,从而提高了烧结体的致密度和力学性能,对45钢磁力研磨后,被加工工件的表面粗糙度值达到了0.275μm,磁性磨料使用寿命达到了39min。Ni添加量为10%时能显著改善磁性磨料基体和磨粒相之间的润湿性,磁力研磨后45钢工件表面粗糙度值为0.301μm,使用寿命为33min;而当Ni添加量为15%时,磁性能的降低导致磁性磨料不能沿磁力线方向排列成“磨料刷”,从而不能对工件进行研磨加工。