钎焊单层金刚石工具具有高出刃和高的金刚石结合强度，是一种新型的硬脆材料加工工具，而工具上金刚石磨料的有序排布被认为是改善工具性能和寿命的一个重要的发展方向，并引起了国内外研究者的关注。本文针对单层钎焊金刚石工具设计了电磁排布、静电排布、机械筛网自动排布、吸气筛网自动排布等四种金刚石磨料自动排布方案，对各方案中的装置进行了初步的结构设计。之后采用四种有序排布方式：纵横排布、同心圆排布、螺旋线排布、非规则均匀排布制备了钎焊单层金刚石磨削工具，并与随机排布的钎焊金刚石磨削工具进行了对比，研究不同排布方式对磨削过程中工具的磨损、被加工材料表面质量、磨削力特征的影响。最后研究了不同钎焊温度和保温时间下Ni-Cr合金与金刚石的界面微观结构。结果表明经20小时的磨削后，随机排布钎焊金刚石磨削工具失去加工能力，而其它四种有序排布磨削工具仍具有良好的磨削性能。有序排布的金刚石磨削工具的质量磨损和高度磨损都小于随机排布工具；当金刚石以有序排布中的螺旋线型排布时，主要以微破碎的方式磨损，而随机排布金刚石则容易以大块的宏观破碎磨损，其金刚石的切削刃很快被磨平而失去加工能力。在磨削的切入阶段，四种有序排布工具的磨削力较随机排布工具小，其磨削力的波动也较小；稳定磨削后，有序排布的磨削力也小于随机排布工具。在磨削深度增加时，同心圆排布和螺旋线排布两种工具的磨削力一直处于较小的状态。而随机排布磨削工具磨削力显著增大，有序排布中的纵横排布磨削工具的磨削力变化不大。Ni-Cr合金钎焊金刚石工具中金刚石与钎料合金之间出现了明显的过渡层，该过渡层中富含Cr元素；在金刚石磨粒边缘上也出现了石墨化层，石墨化层的厚度随钎焊温度升高而增加。