V oblasti presného brúsenia, tvrdého sústruženia a výroby kameňa je výkon diamantového alebo kubického nitridu bóru (CBN) diktovaný nielen samotným superabrazívnym zrnom, ale kriticky aj matricou kovového spojiva, ktorá drží zrno na mieste. Tvrdosť tohto kovového spojiva-zvyčajne zloženého zo zliatin na báze bronzu, kobaltu, niklu alebo karbidu volfrámu--je jediným najvplyvnejším faktorom pri určovaní životnosti nástroja, účinnosti rezania a kvality povrchu. Výber správnej tvrdosti spoja nie je pevne stanovený vzorec; ide o strategické rozhodnutie, ktoré musí zosúladiť použitie nástroja, materiál obrobku a prevádzkové parametre.
Funkcia kovovej väzby: "Retenčný systém"
Predtým, ako sa ponoríme do výberu tvrdosti, musíme pochopiť primárnu úlohu väzby. Kovová matrica slúži dvom protichodným účelom:
1.Uchytenie: Musí dostatočne pevne zvierať diamant alebo kryštály CBN, aby odolal vysokým odstredivým a rezným silám bez predčasného vytiahnutia zrna.
2. Expozícia: Musí sa riadenou rýchlosťou opotrebovávať, aby sa pravidelne odhaľovali čerstvé, ostré rezné hrany, keď sa staré otupí alebo zlomia.
Ak je väzba príliš tvrdá, zrno drží príliš pevne; diamanty sa otupia a „zasklievajú“, čo vedie k zvýšenému treniu, tvorbe tepla a prípadnému spáleniu obrobku. Ak je väzba príliš mäkká, uvoľňuje diamanty skôr, ako sa plne využívajú, čo má za následok rýchle opotrebovanie kotúča, nízku rozmerovú presnosť a nadmerné náklady na nástroje. Cieľom je dosiahnuť samo{2}}rovnovážnu rovnováhu-opotrebenia, ktorá zodpovedá rýchlosti otupenia brusiva.
Zlaté pravidlo: Tvrdá väzba pre mäkké materiály, mäkká väzba pre tvrdé materiály
Toto je základný paradox výberu tvrdosti spoja. V rozpore s intuíciou sa tvrdosť kovového spoja volí inverzne k tvrdosti obrobku:
1. Tvrdé obrobky (napr. žula, kalená oceľ, keramika, sklo): Vyžaduje MÄKKÝ kovový spoj. Pretože sa brúsna zrna rýchlo opotrebováva pri rezaní takýchto tvrdých abrazívnych materiálov, mäkká väzba umožňuje ľahké odlupovanie opotrebovaných diamantov a nepretržité odhaľovanie čerstvých, ostrých kryštálov pod nimi. To zaisťuje voľné{5}}rezanie a zabraňuje tepelnému poškodeniu obrobku. Ak by sa tu použilo tvrdé spojivo, tupá zrna by zostala zapustená, čo by spôsobilo, že nástroj sa „drhne“ a nie „reže“, vytvára nadmerné teplo a láme povrch obrobku.
2. Mäkké obrobky (napr. mramor, vápenec, asfalt, zelený karbid, ne-železné kovy): Vyžaduje sa TVRDÝ kovový spoj. V mäkkých materiáloch dochádza k menšiemu opotrebovaniu brúsneho zrna. Tvrdá matrica je potrebná na to, aby diamanty zostali vsadené po dlhšiu dobu, čo im umožňuje efektívne fungovať počas predĺženej životnosti nástroja. Rezné triesky produkované mäkkými materiálmi majú tiež tendenciu byť väčšie a agresívnejšie; tvrdá väzba poskytuje tuhosť potrebnú na to, aby odolala týmto nárazovým silám bez predčasného vytrhnutia zŕn-.
