1 概述 由金刚石和立方氮化硼（CBN）制作的超硬磨料工具被广泛应用于各类金属材料的磨削加工，石材、陶瓷、光学玻璃等硬脆材料的加工，以及公路养护、地质采矿、油气钻探等众多工程领域，市场需求量很大。目前生产中使用的超硬磨料工具一般是利用多层烧结或单层电镀工艺来制作，磨粒只是被机械地包埋、镶嵌在结合...
磨料的优化排布包括磨粒在工具表面的排布方式、磨粒的粒度和浓度、磨粒的出露高度和等高性、动态有效磨粒间距、磨粒数等一系列静、动态参数和几何参数。其中，有效磨粒间距直接决定了单颗磨粒的工作负载，不合适的磨粒间距通常会导致磨料过早失效等问题，从而降低工具的加工效率和使用寿命，因此它是需要优化的参数中对加工状态具有最大影响力的参数。在许多加工情况下，工具的不同部位需要采用不同的磨粒粒度和浓度，以便更有效地利用磨料。因此，需要根据具体应用场合和加工要求来优化磨粒排布，以制作出具有最佳使用性能的超硬磨料工具。磨料优化排布技术除可有效控制和提高加工质量，还能对工具寿命进行预估，更好地评价钎焊超硬磨料工具的性能。
目前，实现磨料有序排布的技术主要有复制技术、模板方式和激光快速
成型技术等，但这些技术在工业生产中的推广应用尚需进一步深入研究。如何实现磨粒的自动、有序排布是钎焊工具发展的一个重要课题。
（1）复制技术
复制技术适用于小粒径及微粉级的金刚石工具制造。由于用该技术成型的有序排布金刚石规格同一，间隙一致，形同复制，故称为复制技术。复制技术的原理是通过制作定尺寸的压块，在Si模板上刻印出成型所需有序排布的规则模孔，然后采用CVD法在模孔内沉积金刚石薄膜，最后清除Si模板并将金刚石薄膜粘结到基体上，从而实现金刚石的有序排布，其工具基体可以为任意
曲面。
（2）一次性使用壳模布料法
该方法的原理参照熔模
铸造中的型壳材料及其制作工艺，先在工具的工作面上均匀挂涂一层耐火涂层（厚度控制在磨料高度的一半左右），待其固化后在涂层上加工出间距与有效磨粒间距相符的布料槽（条布）或孔（点布）；然后在涂料层的槽或孔中填放调成膏状的钎料合金，并撒布磨粒，再将磨粒压实到基体表面；最后在已布有磨料和钎料的涂层上再封盖一层耐火涂料，进一步固定磨粒的位置，在充分硬化和高温焙烧后送入真空炉内钎焊；钎焊后去除和清理外层型壳，即可得到具有优化形貌的单层钎焊工具制品。该布料技术可以满足端面、圆柱面和各种任意复杂异形面工具的需要。
（3）利用孔模板实现磨粒有序排布
按照优化排布要求，在陶瓷模板上加工出孔径与金刚石（或CBN）磨粒直径相当、深度为磨粒高度70%的规律排布的孔，再按孔排布好磨粒。合金钎料熔化后的厚度约为磨粒高度的30%，由于陶瓷模板不具有可焊性，钎焊后易于去除。该钎焊工艺不仅能保证磨粒的有序排布，等高性好，而且可以保证磨粒有70%的出露高度。
