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金属结合剂金刚石磨具在对硬脆材料加工时有较大的优势,其应用范围越来越广。但是它也存在一些缺点,例如自锐性差、磨具修整困难、修整频繁以及对金刚石磨料的润湿性较差等。以上问题又限制了其在某些方面的发展,因此开发出一款自锐性好,对金刚石结合强度高的新型金属结合剂金刚石磨具具有重要的研究意义。本文主要通过粉末冶金的方法将Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3系低温陶瓷结合剂引入到铜基金属中,利用热压烧结制备出陶瓷/铜基金属结合剂。利用各种仪器设备对所制结合剂及磨具试样进行了表征。主要研究了工艺参数和原料组分对结合剂的影响,考察了金属-陶瓷以及金刚石-结合剂的界面状况。并结合力学性能、显微结构和物质组成对其相应机理进行研究。并根据实验结果进行优化调整,最终制备出较为理想的陶瓷/铜基金属结合剂。结果表明:（1）陶瓷/铜基金属结合剂最佳的工艺参数为:烧结温度650℃、保温时间4.5min、热压压力18.4MPa。此条件下结合剂抗折强度为265MPa、抗冲击强度为6.63KJ/m2、硬度为HRB109。此时结合剂中的陶瓷相和金属相具有较大的接触角,二者结合情况一般。（2）调节陶瓷结合剂含量从0vol%增至60vol%,陶瓷/铜基金属结合剂的强度逐渐降低,硬度则上升。其抗折强度从690MPa降低到190MPa,抗冲击强度从72.89KJ/m2降低到3.82KJ/m2,硬度从HRB94增加到HRB115。在满足一定强度的基础上,硬脆相的引入有助于提高结合剂的自锐性。本文以陶瓷结合剂体积分数为40%来进行后续实验,其对应质量分数为16.5%。此时结合剂的抗折和抗冲击强度分别为275MPa和7.8KJ/m2,硬度为HRB107。（3）将Fe、Co和Ni引入至陶瓷/铜基结合剂中来优化配方。对比了两种添加方式,确定最佳的添加方法为减Cu加Fe（Co或Ni）法,Fe、Co和Ni的最佳加入量分别是12wt%、8wt%和8wt%。一定量的Fe、Co和Ni有助于增加结合剂中金属和陶瓷两相的结合强度。其中Co和Ni与铜基金属结合剂具有较好的互溶性,Fe与铜基金属结合剂的互溶性相对较差。（4）所制陶瓷/铜基金刚石磨具的最佳工艺参数为:烧结温度670℃、保温时间4.5min。此时金刚石磨具试样抗折和抗冲击强度分别是170MPa和4.41KJ/m2。磨具试样中陶瓷部分对金刚石有较高的结合强度,金刚石表面残留颗粒以陶瓷相为主。Ti与Cr的适量引入能够增加磨具试样的力学性能,同时有助于提高磨具试样中的金属部分对金刚石的结合强度。