由于经济性、可靠性及环保等多方面的因素，金刚石工具在超硬材料、金属间化合物等难切削材料的加工领域具有举足轻重的作用。但在现有金刚石工具中，普遍存在胎体对金刚石磨粒固着把持强度低、磨粒易过早脱落失效、出刃难且出刃后出露状态难保持、磨料分布不均以及磨削过程中受力不均衡等问题，使得工具使用寿命大大降低、加工成本增加，严重制约了硬脆材料的发展。本文首先总结和分析了国内外金刚石工具常用金属结合剂的现状，以提高结合剂对金刚石磨料的结合把持能力为目标，开发了新型铜基结合剂Cu53Sn21Fe20Ni6，提出一系列措施优化了结合剂生产工艺。其中，针对新型铜基结合剂的不同热压烧结工艺，从微观组织形态、力学性能、界面结合强度以及界面各元素分布四个方面，探讨了新型铜基结合剂金刚石复合材料的评价体系和力学性能，获得了对金刚石磨料既有高的把持能力、又无附加热损伤的理想热压烧结工艺参数范围。根据强碳化物形成元素、稀土元素对金刚石/复合材料的界面微观作用机制与热力学条件，向新型铜基结合剂中增添稀土CeO2、Cr等强碳化物形成元素来改变胎体配方。实验结果表明，在胎体中加入一定量的强碳化物形成元素对金刚石的包镶能力、胎体组织以及力学性能均有一定的影响。通过扫描电镜和力学性能比较分析，得出金刚石工具胎体中CeO2的质量分数为0.8%时胎体的抗弯强度和硬度达到最大值，比未添加稀土氧化铈的胎体分别提高了17.05%和1.13HRC，但粘结强度有所降低；随Cr含量的增加，纯胎体材料的硬度增大，但对金刚石粘结强度的影响不显著；加入适量的Ti元素能提高纯胎体的硬度和两种材料的抗弯强度，在Ti含量为5.0%时硬度值增大到40HRC，硬度、抗弯强度分别提高了12.23%和13.15%；添加适量的Mo元素比添加适量的Ti元素更能有效促进胎体中各元素富集于金刚石表面，而纯胎体试样和金刚石/复合材料的抗弯强度的变化趋势存在差异，当Mo含量大于5.0%时，纯胎体试样的抗弯强度随着Mo元素的含量增加，粘结系数在Mo含量为3.0%时最小。从表面粗糙度、磨削比、金刚石磨粒失效情况并结合厂家的磨削实验，对三种不同配方的铜基结合剂金刚石磨边轮进行性能分析。结果证明，三种磨边轮在磨削过程中火花清晰，未出现撞角现象，磨削速度和使用寿命均有提高，陶瓷地砖表面的粗糙度从14um左右降至6-9um的范围内波动；加入铁粉可增大胎体的耐磨性和硬度，磨边轮的使用寿命显著提高，锋利度降低；添加P-Fe对金刚石磨粒没有明显的影响，但降低了包镶金刚石的牢固度，提高了胎体脆性、自锐性同时提高了高频焊接磨边轮的锋利度；以Cr、Mo代替P-Fe，虽胎体的硬度所降低，但对金刚石固着把持能力增强，锋利度增加，磨边轮的使用寿命也大大提高。