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传统孕镶金刚石工具与课题研究多层钎焊金刚石工具相比,金刚石颗粒容易脱落,而现有多层钎焊金刚石工具提高金刚石的结合强度,出刃高,容屑空间大,提高钻进效率,使人们对其结合机理产生极大兴趣。但实践表明,金刚石单纯在真空热处理后,其外观无明显变化,也不会产生裂纹,而钎焊后金刚石表面会有微小裂纹或破碎。从而研究钎焊金刚石结合机理及热应力分布对提高工具的品质具有重要意义。本文通过材料微观分析方法对钎焊金刚石的结合机理进行分析,并通过数值分析方法及ANSYS有限元模型分析钎焊金刚石由高温冷却至室温过程中热应力的演变过程,分析影响热应力的相关因素。本文完成的创意性工作主要如下：(1)通过深腐蚀的方法处理点钎焊及全包裹钎焊后的试样,用三维白光干涉形貌仪、结合SEM和XRD结构分析,对金刚石与钎料界面微区结构进行了测定,分析钎焊金刚石结合机理。结果表明：高温钎焊金刚石与Ni-Cr合金结合界面处发生化学反应,生成主要成分为针状碳化物Cr7C3膜层,提高了金刚石和钎焊合金的焊接强度。(2)由于过渡层的存在,使钎焊金刚石会出现热应力。分析钎焊金刚石开裂的原因,由于钎焊金刚石并没有产生晶格畸变,采用数值计算方法对钎焊金刚石进行弹性热应力分析计算,分析钎焊层表面残余热应力情况,分析钎焊层有无开裂可能性以及开裂的厚度范围。结果表明,在金刚石半径、温差一定情况下,钎焊合金层过薄会产生开裂。在钎焊合金抗拉强度一定条件下,建立弹性力学模型,可以得出一定温差下的钎焊合金层开裂临界厚度,得出其开裂判据。(3)对钎焊金刚石颗粒的热应力进行ANSYS建模仿真,考虑不同因素对热应力的影响,重点研究钎焊磨粒中碳化物层对磨粒内部热应力影响,结果表明,碳化物层中部产生最大切向拉应力,当其超过碳化物层抗拉极限时,可能会产生潜在裂纹,与扫描电镜观察的结果一致。钎焊金刚石结合机理的研究和热应力仿真,对改进钎焊工艺具有重要意义。