随着我国瓷质墙地砖产业的快速发展,各生产厂家对瓷质砖坯磨边用的金刚石磨边轮的性能也提出了更高的要求,而用于包镶金刚石磨粒的金属胎体对磨边轮的使用性能起着关键性作用。铁基胎体因价格低廉,方便配制而得到广泛的应用,但不同厂家生产的胎体性能差距很大,使得磨边轮的锋利度和寿命差异显著。本文采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、X射线衍射等组织分析方法,以及致密度、硬度、抗弯强度测试、耐磨性试验等性能检测手段,研究了烧结温度对单质机械混合粉、预合金粉烧结体组织性能的影响;探究了Fe-Cu-Ni-Sn基磨边轮胎体配方的烧结工艺,进一步分析了分别添加不同含量单质Zn粉、CuZnSn预合金粉对铁基胎体组织及性能的影响,从而得到综合性能较好的铁基胎体。研究结果对确定金刚石磨边轮铁基胎体的烧结工艺和粘结剂的添加量提供一定的理论依据和数据参考。结果表明,单质机械混合粉烧结体的组织主要由(Cu,Sn),(Cu,Zn)固溶体及Cu41Sn11和Cu5Zn8金属间化合物组成。随着烧结温度的升高,与单质机械混合粉烧结体组织相比,预合金粉烧结体的组织更细小,针状相更多,且物相组成中出现了新相Cu6Sn5;相同工艺条件下,两种烧结体致密度相差不大,预合金粉烧结体硬度值高于前者,但抗弯强度低于前者。升高烧结温度,延长保温时间,增大烧结压力均使得铁基胎体组织中灰色(Cu,Sn)基固溶体相数量增多,黑色相由富铁相、(?-Fe,Ni)和Fe4Cu3化合物组成,其中部分黑色组织被灰色相分散,以Ni4Sn、Cu41Sn11为主的亮灰色组织稍有减少。铁基胎体的致密度随烧结温度的升高,保温时间的延长呈先增大后减小的规律,硬度整体呈上升趋势,抗弯强度呈先增大后减小的趋势;烧结压力对致密度和硬度影响较小,抗弯强度也呈现先增大后减小的规律,耐磨性变化趋势与硬度值变化趋势类似。优化得到的铁基胎体烧结工艺为烧结温度:750℃,保温时间:3min,烧结压力:20kN,此时胎体的致密度为99.7%,硬度值为103.5HRB,抗弯强度为869.1MPa,磨损量为272.6mg。与原铁基胎体相比,添加单质Zn粉后铁基胎体组织中主要物相组成基本不变,但出现了少量Cu0.61Zn0.39相;随着Zn含量的增加,亮灰色组织逐渐减少,灰色组织逐渐增多,深灰色组织变化不明显。添加预合金粉后铁基胎体组织中出现了Cu0.61Zn0.39、CuZn2新相,其余组成相不变;随着预合金粉含量的增加,组织变化特点与添加Zn粉时类似。随着Zn或预合金粉含量的增加,铁基胎体致密度和硬度整体均呈下降趋势,抗弯强度先增大后减小,当Zn或预合金粉添加量分别为2.8wt.%和8wt.%时分别达到最大值987.5MPa和984.2MPa。在原铁基胎体和添加2.8wt.%单质Zn粉的铁基胎体及添加8wt.%预合金粉的铁基胎体中分别加入金刚石后,三者节块把持力系数分别为71.6%,78.9%,81.0%,后者的把持力系数略大于前两者;铁基胎体加入适量Zn或预合金粉后可改善与金刚石界面结合情况。