الرابط المعدني، وفقًا لغرضه الأساسي، يجب أن يحمل حبيبات الماس على السطح العامل للأداة وفي نفس الوقت يتحمل الأحمال الميكانيكية والحرارية. طبيعيًا، المعيار الأساسي لجودته هو شدة تآكله، والتي يجب أن تكون في الحد الأدنى. يتم تحقيق ذلك ببساطة عن طريق زيادة صلابة الرابط إلى أقصى حد ممكن. عادة ما يحدث خبز مثل هذا الرابط في درجات حرارة تتراوح بين 900-1300 درجة مئوية. تلعب المرونة أيضًا دورًا رئيسيًا في أداء الرابط، حيث يجب أن يوفر الرابط تغطية كاملة لحبيبات المادة الكاشطة، دون فجوات. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد فعالية الرابط على التوصيل الحراري، والذي يحدد شدة إزالة تدفق الحرارة وضمان الحد الأدنى من تسخين منطقة العمل في الأداة. عدد المواد التي يمكن أن تعطي مثل هذه الخصائص ليس كبيرًا. الأكثر شيوعًا هي روابط النحاس-الألومنيوم، والنحاس-القصدير، والألومنيوم-الزنك.
على سبيل المثال، في الصناعة، تُستخدم روابط معدنية خاصة M1-01 و M1-06 لطحن الكربيد في الأنظمة المرتفعة. هذه روابط ألومنيوم-زنك. بالإضافة إلى المعدنين، يحتوي الرابط أيضًا على النحاس. هذه السبيكة لها تركيب معقد جدًا وتقنية انصهار. في البنية المادية للرابط توجد ثلاث مراحل: محلول صلب يعتمد على المركب المعدني CuAl2، وسبيكة من الألومنيوم مع الزنك وبلورات السيليكون. نظرًا لتعقيد الإنتاج والسعر، هذا الرابط غير مناسب لأغراض شحذ السكاكين وعمليًا لا يُستخدم في تصنيع أحجار الشحذ.
التركيب والصفات الأكثر ملاءمة لشحذ السكاكين والأدوات، أصبح رابطًا يعتمد على النحاس. النحاس له قبل كل شيء مرونة عالية مع صلابة عالية كافية وتوفر واسع، ويعمل كمادة مصفوفة لتصنيع روابط الأدوات الماسية. ومع ذلك، لا يُستخدم في شكله النقي في الربط، حيث يؤدي إلى “تمليح” مكثف جدًا وبالتالي إلى فقدان القدرة القطعية للطبقة الماسية، خاصة عند شحذ وطحن السبائك الصلبة والمركبات. أثناء المعالجة، تشكل السبيكة الصلبة أكوامًا على السطح الجانبي لحبيبات الماس وتراكمًا (نموًا) على القمم، والتي، بالتفاعل مع الرابط، تساهم في تطوير “التمليح”. لذلك، من الضروري إضافة مواد أخرى إلى النحاس تقلل من صفاته السلبية. من بين هذه المواد عادة الرصاص والنيكل والبورون، ولكن الأكثر شعبية هو القصدير. هذان المعدنان: النحاس كقاعدة و20% قصدير كإضافة، أنشآ الرابط المعدني الأكثر شعبية M2-01.
.
M2-01 (التسمية السابقة – M1)، يُستخدم لتصنيع الأدوات الماسية الموصى بها لطحن منتجات الكربيد، وأدوات الكربيد متعددة الشفرات وشحذها. يتكون هيكل رابط M2-01 من نظام النحاس-القصدير من حبيبات مرحلة α-(محلول صلب من القصدير في النحاس)، وبينها توجد أعمدة من الإيوتكتويد (سبيكة تحدث فيها إعادة التبلور (التحول متعدد الأشكال) مع التكوين المتزامن لمرحلتين جديدتين)، تتكون من خليط من مراحل δ- و α-. تتميز مرحلة α- بقوة ومرونة عالية نسبيًا. قوة ومرونة مرحلة δ أقل، ولكن هذه المرحلة لها صلابة أعلى من مرحلة α. النسبة بين أحجام مرحلة α- والإيوتكتويد هي 40:60.
نظرًا لهذا الهيكل، يتمتع رابط M2-01 بخصائص قوة عالية، وعلى وجه الخصوص، قوة الضغط لديه 830 ميجا باسكال والصلابة 89 HRB (مقياس برينل). في نفس الوقت له مرونة جيدة كافية وتوصيل حراري، أعلى بحوالي مرتين من التوصيل الحراري للرابط المعتمد على نظام النحاس-الألومنيوم-الزنك. هذا الرابط له أيضًا قوة أعلى في حمل الماس – قوة انتزاع حبة الماس من هذا الرابط لها قيمة 8.2 نيوتن، حوالي 0.836 كيلوجرام-قوة. العيب الرئيسي لهذا الرابط هو “التمليح” السريع المذكور سابقًا للقضيب. ولكن لأغراض شحذ السكاكين اليدوي بسرعة منخفضة، هذا الجانب لا يلعب دورًا رئيسيًا. لهذا السبب يستخدم المصنعون بنشاط مثل هذه الروابط في إنتاج الأحجار المملوءة بالمسحوق المعتمدة على الماس الطبيعي أو الاصطناعي، وكذلك الإلبورون.
مثال على ذلك سيكون قضيب إلبورون من الدرجة الممتازة. القضيب مصنوع من نيتريد البورون المكعبي (الإلبورون). المحتوى الحجمي للإلبورون في القضيب هو 100% مع توزيع منتظم في جميع أنحاء الحجم بالكامل. هذا يسمح بالعمل على كلا جانبي القضيب (قضبان أحادية الطبقة). هندسة المستوى العامل على كلا الجانبين متساوية، القضيب لا يحتاج إلى تسوية، الطبقة العاملة تُفتح أثناء العمل. يعمل القضيب بفعالية على جميع أنواع الفولاذ تقريبًا، بما في ذلك القواطع عالية السرعة المسحوقة فائقة الصلابة مثل Rex 45 أو Maxamet.
