U području preciznog brušenja, tvrdog tokarenja i izrade kamena, performanse alata dijamantskog ili kubnog bor nitrida (CBN) diktira ne samo sam superabrazivni zrnat, već i kritična matrica metalne veze koja drži zrnca na mjestu. Tvrdoća ovog metalnog veziva-koji se obično sastoji od bronze, kobalta, nikla ili volframovog karbida-legura na bazi-je jedini najutjecajniji faktor u određivanju vijeka trajanja alata, efikasnosti rezanja i kvaliteta površine. Odabir ispravne tvrdoće veze nije fiksna formula; to je strateška odluka koja mora uskladiti primjenu alata, materijal radnog komada i radne parametre.
Funkcija metalne veze: "Retencijski sistem"
Prije nego što se upustimo u odabir tvrdoće, moramo razumjeti primarnu ulogu veze. Metalna matrica služi dvije suprotstavljene svrhe:
1. Zadržavanje: mora da uhvati dijamant ili CBN kristale dovoljno čvrsto da izdrži velike centrifugalne sile i sile rezanja bez prevremenog izvlačenja zrna.
2. Izlaganje: Mora se istrošiti kontrolisanom brzinom kako bi se povremeno izložile svježe, oštre rezne ivice dok stare postaju tupe ili polomljene.
Ako je veza suviše tvrda, drži zrnca previše čvrsto; dijamanti postaju tupi i "zastakljuju" se, što dovodi do povećanog trenja, stvaranja topline i konačnog izgaranja radnog komada. Ako je veza previše meka, otpušta dijamante prije nego što se u potpunosti iskoriste, što rezultira brzim trošenjem kotača, lošom preciznošću dimenzija i prevelikim troškovima alata. Cilj je postići ravnotežu samo-oštrenja-stopu habanja koja odgovara stopi otupljivanja abraziva.
Zlatno pravilo: tvrda veza za meke materijale, meka veza za tvrde materijale
Ovo je temeljni paradoks odabira tvrdoće veze. Kontraintuitivno, tvrdoća metalne veze bira se obrnuto od tvrdoće radnog komada:
1. Tvrdi obradak (npr. granit, kaljeni čelik, keramika, staklo): Zahtijeva meku metalnu vezu. Budući da se abrazivna zrna brzo troše pri rezanju tako tvrdih, abrazivnih materijala, meka veza omogućava da se istrošeni dijamanti lako osipaju, kontinuirano otkrivajući svježe, oštre kristale ispod. Ovo održava slobodno-akciju rezanja i sprječava termičko oštećenje radnog komada. Ako bi se ovdje koristila tvrda veza, tupa zrna bi ostala ugrađena, uzrokujući da se alat "trlja" umjesto da se "seče", stvarajući prekomjernu toplinu i lomljenje površine obratka.
2. Meki radni komadi (npr. mermer, krečnjak, asfalt, zeleni karbid, obojeni metali): Zahtijeva čvrstu metalnu vezu. U mekim materijalima, abrazivna zrna se manje habaju. Tvrda matrica je neophodna da bi dijamanti ostali ugrađeni na duži period, omogućavajući im da efikasno funkcionišu tokom produženog veka alata. Čipovi za rezanje proizvedeni od mekih materijala takođe imaju tendenciju da budu veći i agresivniji; tvrda veza pruža krutost potrebnu da izdrži ove udarne sile bez preranog izvlačenja zrna-.
