金刚石砂轮广泛用作硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、半导体材料、花岗岩等硬脆难加工材料的磨削工具。金属结合剂金刚石砂轮结合强度高,刚性大,耐磨性好,使用寿命长,对保证形状精度有利,因此,金属结合剂金刚石砂轮主要用于精密磨削和超精密磨削。但由于传统的金属结合剂金刚石烧结砂轮都为密实型,在其制造中为了追求对磨料的高把持力,普遍将其致密度作为衡量砂轮制造质量的重要指标,造成砂轮自锐性差、容易堵塞、使用之初和磨损后的整形和修锐困难,使磨削效率大大降低。因此,如何在保证结合剂对金刚石磨粒有足够把持力的情况下、防止砂轮钝化和堵塞,在磨削加工中始终保持磨粒在磨削中的锋利状态是实现高效率磨削的关键。通过研究几种不同造孔剂的造孔效果,优选出两种廉价无毒物质作为造孔剂,试图制造出高孔隙率的金属结合剂金刚石砂轮,以提高砂轮的自锐能力,并扩大砂轮的容屑空间,从而提高了这类砂轮的使用性能。通过安排正交试验,研究得到不同孔隙率所需的造孔剂添加量,并分析孔隙率与造孔剂添加量之间以及抗弯强度与孔隙率百分含量之间的对应关系;同时研究稀土和TiH2对金刚石节块显微组织和抗弯强度的影响;最后制造不添加造孔剂的孔隙率为7%的砂轮(近似致密砂轮)和通过添加适量造孔剂得到的孔隙率高达38%的砂轮(多孔砂轮),磨削大理石,在改变磨削深度和主轴转速的条件下测量其磨削力,并用三维视频系统观察砂轮表面的磨损形貌,综合评价砂轮的磨削性能。试验结果表明:(1)采用本试验所选用的两种造孔剂及不同的添加量,经过热压烧结后,金刚石复合材料的总孔隙率可在7%～46%的范围内变化,对应的抗弯强度范围为292 MPa～19.8 MPa,金属胎体的总孔隙率可在5%～50%范围内变化,对应的抗弯强度为633 MPa～34 MPa;(2)孔隙率与造孔剂添加量之间、抗弯强度与孔隙率之间有较好的对应关系,可以用回归方程式表示,通过这种对应关系可以计算出要得到一定孔隙率和抗弯强度所需的造孔剂添加量;(3)与造孔剂的影响相比,TiH2对金刚石节块孔隙率和抗弯强度的影响不显著; (4)稀土能改善金刚石节块的力学性能,但是随着孔隙率的增加,这种作用将越来越不明显;(5)随着孔隙率的增加,孔隙尺寸增大,孔隙形状从近乎球状变成块状或片状,相应的胎体断口形貌从韧性断裂特征为主变成完全脆性断裂的特征;(6)在相同条件下孔隙率高的砂轮的磨削力比低孔隙率的砂轮的磨削力小得多,从两种砂轮表面磨损形貌可以看出,高孔隙砂轮的自锐性比低孔隙砂轮要好。