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该研究以热压烧结金刚石工具(胎体)材料为主要研究对象,将稀土在硬质合金中的应用经验移植到金刚石工具(胎体)材料中来,并同时将金刚石工具胎体材料配方中的Co基全部用Fe基代替,在全面提高金刚石工具(胎体)材料实际使用性能上均获得了成功.该文针对这些情况,在以Fe代Co基础上,以稀土La、Ce为主,对稀土材料的添加方式、添加形态和添加量等一系列较为复杂的问题进行了全面研究,并进行了有效改进和优化,确定了以改进后的稀土掺杂法为主的研制工艺、研制出了具有国内领先水平的稀土Fe基金刚石工具(胎体)材料及工具,其使用性能大幅度提高,使用性能的稳定性和可重复性好,并且其工艺简捷,质优价廉,便于推广.对共沉淀法也进行了有效改进.该研究以含35﹪Fe(wt)的胎体配方为重点,对稀土Fe基金刚石工具胎体材料和整体材料(含镀膜或未镀膜金刚石)使用性能进行了测试.对用热压烧结方法制造的金刚石工具(钻头和锯片)进行了室内微钻试验台上试钻和生产性切割花岗岩试验.该研究中主要是针对以Fe代Co的胎体材料而起作用的,并且稀土最终主要是以稀土氧化物的形式对胎体材料起作用.做了663Cu对金刚石的润湿性实验.重点从粉末冶金、金属物理、化学、力学及热力学方面对以Fe代Co、添加稀土全面强化金刚石工具(胎体)材料的变性、微合金化、纯化和催化活化等四大强化作用机理进行了深刻的分析.创建了全新的材料热压烧结致密化动力学机制,推导和建立了材料系统在线性的平衡态和非线性非平衡态下的致密化动力学方程及与其相关的方程组.对此进行了稳定性分析,并用来指导了实际工艺操作.该课题研制出了具有国内领先水平的新一代热压烧结稀土Fe基金刚石工具胎体材料,这种新型胎体材料和项目中的另一项研究成果镀膜金刚石结合在一起,研制成功了具有国内领先水平的新一代稀土Fe基金刚石工具材料和工具(钻头、锯片).