本发明属于无机非金属材料，涉及金刚石工具材料，具体涉及一种ni-al基金属结合金刚石工具材料、制备方法及应用。
背景技术：
1、金属结合剂金刚石工具因结合强度高、成型性好、使用寿命长而被广泛应用于各种硬脆材料的加工中，如陶瓷、玻璃、混凝土、石材等，随着现代制造业的发展，对高效、精密、高质量的加工工具的需求越来越高，其中，ni-al基结合金刚石工具材料可用于加工混凝土、大理石和其他建筑材料。然而，现有ni-al基结合金刚石工具材料的力学性能较低，无法满足某些工况条件下的要求，限制了其应用，此外，金刚石是惰性物质，其与基体的结合仍是一个技术难题。
2、综上所述，亟需研发新的制备金刚石工具材料的方法，以改善金刚石与基体的连结强度，提高金刚石工具材料的力学性能，满足工业生产对高金刚石工具材料的力学性能要求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种ni-al基金属结合金刚石工具材料、制备方法及应用，以解决现有技术中ni-al基金属结合金刚石工具材料力学性能较低的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
3、一种ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤1、以al粉、ni粉和金刚石粉为原料，以cu粉或sn粉或cu-sn合金粉为添加剂，在90～110mpa压力下单向加压得到初坯；
5、步骤2、将初坯置于冷等静压机中在140～160mpa压力下压制成坯体；
6、步骤3、将坯体置于自蔓延高温合成设备中进行自蔓延反应，即得；
7、其中，所述步骤1中，金刚石粉为8％～11％，添加剂为2.5～45％，al粉为8.37～16.29％，ni粉为36.63～71.21％，各组分的质量百分比合计为100％。
8、本发明还具有以下技术特征：
9、具体的，所述cu-sn合金粉中，以质量百分比计，cu粉为80～85％，sn粉为15～20％。
10、更进一步的，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，sn粉为2.5％，al粉为16.29％，ni粉为71.21％。
11、更进一步的，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，cu粉为10％，al粉为14.90％，ni粉为65.10％。
12、更进一步的，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，al粉为13.97％，ni粉为61.03％，cu粉为10％，sn粉为5％。
13、更进一步的，所述自蔓延反应的温度为1200～1426k，时间为20～30s。
14、更进一步的，该方法包括以下步骤：
15、步骤1、以al粉、ni粉和金刚石粉为原料，cu粉或sn粉或cu-sn合金粉为添加剂，在90mpa压力下单向加压得到初坯；
16、步骤2、将初坯置于冷等静压机中在150mpa压力下压制成坯体；
17、步骤3、将坯体置于自蔓延高温合成设备中进行自蔓延反应，即得；
18、其中，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，al粉为16.29％，ni粉为71.21％、sn粉为2.5％。
19、所述自蔓延反应的温度为1200～1426k，时间为20～30s。
20、本发明还保护一种ni-al基金属结合金刚石工具材料，采用如上所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法制得；
21、其中，所述ni-al基金属结合金刚石工具材料中，以质量百分比计，包含以下组分：金刚石粉8％～11％，添加剂2.5～45％，al粉8.37～16.29％和ni粉36.63～71.21％，各组分的质量百分比合计为100％。
22、更进一步的，所述ni-al基金属结合金刚石工具材料的体积密度为4.90～5.97g/cm3，显气孔率为12.43％～36.15％，洛氏硬度为70～96.3hrb。
23、本发明还保护如上所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料用于制备切削工具或磨具的应用。
24、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
25、(1)本发明方法根据原位合成理论，采用压力机单向压力成型结合等静压的成型方式，在加入添加剂cu、sn的情况下，通过自蔓延高温合成技术制备ni-al基金属结合金刚石工具材料，制备过程简单经济、能耗低、生产成本大大降低，更加节能环保。
26、(2)本发明提供的ni-al基金属结合金刚石工具材料的体积密度为4.90～5.97g/cm3，显气孔率为12.43％～36.15％，洛氏硬度为70～96.3hrb，金刚石工具材料致密、体积密度大、气孔率低，具有高强度、高韧性、抗冲击等优异的力学性能。
27、以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
1.一种ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，所述cu-sn合金粉中，以质量百分比计，cu粉为80～85％，sn粉为15～20％。
3.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，sn粉为2.5％，al粉为16.29％，ni粉为71.21％。
4.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，cu粉为10％，al粉为14.90％，ni粉为65.10％。
5.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以质量百分比计，金刚石粉为10％，al粉为13.97％，ni粉为61.03％，cu粉为10％，sn粉为5％。
6.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，所述自蔓延反应的温度为1200～1426k，时间为20～30s。
7.如权利要求1所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
8.一种ni-al基金属结合金刚石工具材料，其特征在于，采用如权利要求1～权利要求7中任一项所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料的制备方法制得；
9.如权利要求8所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料，其特征在于，所述ni-al基金属结合金刚石工具材料的体积密度为4.90～5.97g/cm3，显气孔率为12.43％～36.15％，洛氏硬度为70～96.3hrb。
10.如权利要求8或权利要求9所述的ni-al基金属结合金刚石工具材料用于制备切削工具或磨具的应用。
