En el ámbito del rectificado de precisión, el torneado en duro y la fabricación de piedra, el rendimiento de una herramienta de diamante o de nitruro de boro cúbico (CBN) está dictado no sólo por el grano superabrasivo en sí, sino fundamentalmente por la matriz de unión metálica que mantiene el grano en su lugar. La dureza de este aglutinante metálico-típicamente compuesto de aleaciones a base de bronce, cobalto, níquel o carburo de tungsteno--es el factor más influyente a la hora de determinar la vida útil de la herramienta, la eficiencia de corte y la calidad de la superficie. Seleccionar la dureza de unión correcta no es una fórmula fija; es una decisión estratégica que debe conciliar la aplicación de la herramienta, el material de la pieza y los parámetros operativos.
La función del enlace metálico: un "sistema de retención"
Antes de profundizar en la selección de la dureza, es necesario comprender el papel principal del enlace. La matriz metálica tiene dos propósitos contradictorios:
1.Retención: Debe sujetar los cristales de diamante o CBN con la suficiente firmeza para soportar las altas fuerzas centrífugas y de corte sin sacar la arena prematuramente.
2.Exposición: Debe desgastarse a un ritmo controlado para exponer periódicamente bordes cortantes nuevos y afilados a medida que los viejos se vuelven desafilados o se fracturan.
Si la unión es demasiado dura, sujeta la arena con demasiada fuerza; los diamantes se vuelven desafilados y se "vidrian", lo que provoca una mayor fricción, generación de calor y, finalmente, quema de la pieza de trabajo. Si la unión es demasiado blanda, libera los diamantes antes de que se hayan utilizado por completo, lo que provoca un rápido desgaste de las ruedas, una precisión dimensional deficiente y costos excesivos de herramientas. El objetivo es lograr un-equilibrio de autoafilado-una tasa de desgaste que coincida con la tasa de embotamiento del abrasivo.
La regla de oro: unión dura para materiales blandos, unión blanda para materiales duros
Ésta es la paradoja fundamental de la selección de la dureza del enlace. Contrariamente a la intuición, la dureza de la unión del metal se elige de forma inversa a la dureza de la pieza de trabajo:
1.Piezas de trabajo duras (p. ej., granito, acero endurecido, cerámica, vidrio): requieren una unión de metal SUAVE. Debido a que el grano abrasivo se desgasta rápidamente al cortar materiales tan duros y abrasivos, una unión suave permite que los diamantes desgastados se desprendan fácilmente, exponiendo continuamente cristales frescos y afilados debajo. Esto mantiene una acción de corte libre-y evita daños térmicos a la pieza de trabajo. Si se utilizara una unión dura aquí, la arena roma permanecería incrustada, lo que provocaría que la herramienta "frotara" en lugar de "cortar", generando calor excesivo y fracturando la superficie de la pieza de trabajo.
2.Piezas de trabajo blandas (p. ej., mármol, piedra caliza, asfalto, carburo verde, metales no-ferrosos): requieren una unión de metal DURO. En materiales blandos, el grano abrasivo sufre menos desgaste. Es necesaria una matriz dura para mantener los diamantes incrustados durante un período más largo, permitiéndoles funcionar eficazmente durante una vida útil prolongada de la herramienta. Las virutas de corte producidas por materiales blandos también tienden a ser más grandes y agresivas; una unión dura proporciona la rigidez necesaria para soportar estas fuerzas de impacto sin que la arena se salga prematuramente-.
