Trong lĩnh vực mài chính xác, tiện cứng và chế tạo đá, hiệu suất của công cụ kim cương hoặc boron nitrit khối (CBN) không chỉ được quyết định bởi chính hạt mài siêu mài mòn mà còn bởi ma trận liên kết kim loại giữ hạt mài tại chỗ. Độ cứng của chất kết dính kim loại này-thường bao gồm các hợp kim dựa trên đồng, coban, niken hoặc cacbua vonfram--là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất trong việc xác định tuổi thọ của dụng cụ, hiệu quả cắt và chất lượng bề mặt. Việc chọn độ cứng liên kết chính xác không phải là một công thức cố định; đó là một quyết định chiến lược phải dung hòa ứng dụng của công cụ, vật liệu phôi và các thông số vận hành.
Chức năng của liên kết kim loại: Một "Hệ thống lưu giữ"
Trước khi đi sâu vào lựa chọn độ cứng, người ta phải hiểu vai trò chính của liên kết. Ma trận kim loại phục vụ hai mục đích trái ngược nhau:
1. Khả năng giữ: Nó phải bám chặt vào các tinh thể kim cương hoặc CBN đủ chắc chắn để chịu được lực cắt và ly tâm cao mà không kéo hạt sạn ra ngoài sớm.
2. Phơi sáng: Nó phải mòn đi ở mức độ được kiểm soát để định kỳ lộ ra các cạnh cắt mới, sắc bén khi các cạnh cắt cũ trở nên xỉn màu hoặc gãy.
Nếu liên kết quá cứng, nó sẽ giữ hạt sạn quá chặt; các viên kim cương trở nên cùn và "tráng men", dẫn đến tăng ma sát, sinh nhiệt và cuối cùng là đốt phôi. Nếu liên kết quá mềm, nó sẽ giải phóng các viên kim cương trước khi chúng được sử dụng hết, dẫn đến bánh xe bị mài mòn nhanh, độ chính xác về kích thước kém và chi phí dụng cụ quá cao. Mục tiêu là đạt được-cân bằng mài sắc-với tốc độ mài mòn phù hợp với tốc độ cùn của chất mài mòn.
Nguyên tắc vàng: Liên kết cứng cho vật liệu mềm, Liên kết mềm cho vật liệu cứng
Đây là nghịch lý cơ bản của việc lựa chọn độ cứng liên kết. Ngược lại, độ cứng của liên kết kim loại được chọn tỷ lệ nghịch với độ cứng của phôi:
1.Các phôi gia công cứng (ví dụ: đá granit, thép cứng, gốm sứ, thủy tinh): Yêu cầu liên kết kim loại MỀM. Bởi vì hạt mài mòn bị mòn nhanh chóng khi cắt các vật liệu cứng, có tính mài mòn như vậy, nên liên kết mềm cho phép những viên kim cương bị mòn dễ dàng bong ra, liên tục để lộ những tinh thể mới, sắc nét bên dưới. Điều này duy trì hoạt động cắt tự do-và ngăn ngừa hư hỏng do nhiệt đối với phôi. Nếu sử dụng liên kết cứng ở đây, hạt mài cùn sẽ vẫn được gắn vào, khiến dụng cụ "chà xát" thay vì "cắt", tạo ra nhiệt quá mức và làm gãy bề mặt phôi.
2.Các phôi mềm (ví dụ: đá cẩm thạch, đá vôi, nhựa đường, cacbua xanh, kim loại màu-): Yêu cầu liên kết kim loại CỨNG. Trong các vật liệu mềm, hạt mài mòn ít bị mài mòn hơn. Cần có một ma trận cứng để giữ các viên kim cương được nhúng trong thời gian dài hơn, cho phép chúng hoạt động hiệu quả trong thời gian sử dụng dụng cụ kéo dài. Các phoi cắt được sản xuất bằng vật liệu mềm cũng có xu hướng lớn hơn và hung hãn hơn; liên kết cứng cung cấp độ cứng cần thiết để chịu được các lực tác động này mà không khiến sạn-bị kéo ra sớm.
