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近年来,工程陶瓷等脆硬材料在航空航天、汽车电子、食品医疗等领域迅速得到广泛的应用。工程陶瓷虽然具有较高的强度硬度以及耐腐蚀性能,但是切削加工性能极差。本文根据金刚石工具在脆硬材料加工中所具有的独特优势,选择钎焊金刚石工具为研究对象,针对在钎焊过程中金刚石颗粒难以实现有序排布以及金刚石钎焊工艺技术难题,研究出能够实现金刚石有序排布的钎焊制造工艺,并对钎焊金刚石工具磨削Al2O3陶瓷进行数值分析。本文的主要内容包括下几点:(1)提出了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的设计思路。对钎焊金刚石工具的磨粒间距进行合理的设计,给出了针对不同出露高度情况下,计算金刚石间距的公式。(2)研究并实现了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的具体制造工艺。采用火焰喷涂与重熔技术,实现了将钎料粉末均匀致密喷涂到基体表面。通过模版法实现了金刚石在基体表面的有序排布。用真空碳管炉实现了Ni-Cr-B-Si钎料真空钎焊金刚石的试验,取得了较好的钎焊效果。(3)研究了不同钎焊温度与保温时间对焊后金刚石的出露高度以及钎料润湿角的影响规律。给出了适合Ni-Cr-B-Si钎料真空钎焊金刚石的钎焊温度与保温时间。(4)研究了金刚石与钎料界面反应生成物的形貌,并对钎焊界面进行EDS成分分析,验证了钎料中的强碳化物形成元素Cr与金刚石中的C元素发生了化学反应,生成的C、Cr化合物阻止了钎料进一步在金刚石表面的爬升与润湿,使金刚石与钎料之间形成牢固的冶金结合。(5)采用数值仿真的方法研究了钎焊金刚石工具磨削Al2O3陶瓷过程中,磨粒在切入与切出工件时,材料的去除过程,并对该过程中的受力及变形进行分析。