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钎焊金刚石技术具有磨粒强把持力、高出刃和磨粒间大容屑空间优势,彻底避免了传统电镀、烧结金刚石工具的把持不足、低出刃、易堵塞和烧伤等缺陷,被誉为磨料技术领域的一项革命性突破,成为国际超硬磨料工具技术领域的研究前沿。近年来,因操作灵活、扫描轨迹可控等优势,激光加热被视为高效制备磨粒有序排布钎焊金刚石工具的理想加热方式,成为业界研究的热点。本论文以Fe基合金粉末为钎料,开展金刚石激光加热钎焊工艺、界面连接机理及性能评价,研究内容包括:搭建激光钎焊金刚石预热平台;研究预热条件下Fe基钎料激光钎焊金刚石的工艺参数,分析钎焊金刚石/钎焊层/基体界面微观组织形态及界面生成物;采用剪切平台进行单颗金刚石剪切力试验,评价Fe基钎料激光钎焊金刚石的剪切性能;制备Fe基钎料激光钎焊金刚石的铣磨头工具,并通过磨削花岗岩进行磨削性能评价。围绕上述研究内容,本文的主要结论如下:1.Fe基钎料激光钎焊金刚石的工艺参数为:激光功率140w,扫描速度0.30mm/s,负离焦量13mm。在此工艺参数进行激光钎焊金刚石试验,金刚石表面晶型完整,无明显热损伤且焊道均匀致密。2.界面微观方面:钎料合金中的Cr元素有向金刚石界面富集的现象。同时Fe、Cr元素均与金刚石反应,在金刚石表层生成M7C3共晶碳化物。钎料合金与钢基体界面生成一层平面晶,钎料合金与钢基体的有效连接得到加强。3.激光扫描速度对钎焊金刚石的残余应力的影响分析:三种不同扫描速度下的金刚石拉曼波数变化趋势都是先变大后变小,在钎焊后金刚石的顶部检测到较小的拉应力,随后转变为压应力。残余应力的最大值出现在金刚石的中下部位置。4.金刚石剪切力试验表明,金刚石主要破坏形式以折断为主,钎料与金刚石结合强度远大于金刚石自身强度。剪切力大小随激光功率增大呈先增大后减小的趋势,随扫描速度和负离焦量的增大而减小的趋势。5.金刚石磨粒磨削性能测试表明,Fe基钎料激光钎焊金刚石磨粒破碎形式以微破碎为主,且在磨削过程中有少量金刚石呈大破碎的磨粒破损形式。