Hartsbundna slipskivor består av slipkorn i en hartsbindning, som kan innehålla fyllmedel eller inte. Denna hjultyp har i allmänhet en lägre porositet än sintrade bundna verktyg.
Hartser är trögflytande vätskor som kan härda. Det är polymerer, det vill säga stora molekylkedjor som består av monomerer. Monomerer är ämnen som innehåller elementen C, H, O, N, Cl, S eller F, från vilka oligomerer ("hartser") syntetiseras. Dessa oligomerer omvandlas sedan till tvärbundna, olösliga polymerer i ett andra steg, känt som härdning, vilket kan involvera värme, katalysatorer, fyllmedel eller tryck.
Abrasiva hartsbindningar består av ett enda harts eller en kombination av hartser, som kan innehålla fyllmedel. Hartserna själva tillverkas vanligtvis genom förestring eller förtvålning av organiska föreningar. Fyllmedel har inte bara till uppgift att förstärka bindningen vad gäller seghet, värmebeständighet, hållfasthet och brottsäkerhet, utan stöder även slipprocessen som ett sekundärt slipmedel. Silikater, sulfider, halogenider ökar bindningens styrka och slitstyrka och förhindrar oxidativ nedbrytning av hartset. I kapskivor är hartsbindningar också förstärkta med bulkmaterial som glasfiber och linne.
Baserat på hållfasthet och temperaturbeständighet kan hartsbindningar delas in i tre kategorier:
• Fenolhartser,
• Polyimid- och polyamidhartser
• Epoxi- eller polyuretanhartser, ofta kallade plastbindningar.
1.1 Fenolhartser
Fenolhartsbindningar, speciellt fenolaldehydhartsbindningar, är de vanligaste hartsbindningarna; Verktyg av denna bindningstyp har den största marknadsandelen inom konventionella slipskivor, näst efter sintrade verktyg. Ursprungligen kallades denna bindningstyp bakelit, så bokstaven "B" behölls i många slipskivors specifikationer. Jämfört med andra hartser är fenolhartser billigare och lättare att forma.
Fenolhartser erhålls genom reaktion av fenol och aldehyder. Fenoler är aromatiska föreningar med hydroxylgrupper bundna till aromatiska ringar. Syntesen av fenol görs vanligtvis genom propylenprocessen, som är en process för att oxidera propylen (isopropylbensen) och luft till propylenperoxid, som sedan knäcks till fenol och aceton. Säkerhet är en nyckelfaktor i anläggningsdesign och drift eftersom oxidationsprocessen närmar sig brandfarlighetsgränsen och propylenperoxid är ett instabilt ämne.
Relevanta aldehyder som används vid tillverkning av slipskivor inkluderar formaldehyd, furfural och hexametyltetramin.
Formaldehyd är en farlig kemikalie som kan irritera ögon, näsa och svalg när koncentrationen överstiger en viss nivå. Hexametylentetramin, även känd som hexametylentetramin, är en vanlig härdare i fenolhartsbindningar. Basiska oxider som kalciumoxid eller magnesiumoxid är härdningsacceleratorer i fenolhartser.
Den katalytiska metoden och molförhållandet mellan fenol och aldehyd resulterar i om hartset är av resoltyp eller novolaktyp. Resoler kan lätt härdas genom sura, alkaliska eller värmeförhållanden; novolacker härdas med formaldehyd med hexametyltetramin, fasta resoler eller andra metoder. Resoler kan vara fast resol, resollösning eller vattenbaserad resol; novolacker kan vara fast harts, novolaklösning, vattenbaserad novolackdispersion och pulveriserat harts innehållande hexametyltetramin. För tillverkning av slipverktyg är vattenbaserad resol och pulveriserad novolak de viktigaste formerna.
1.2 Fenolhartser
Fenolhartsbindningar för slipskivor innehåller flytande (resol) och pulver (novolak), direkta och modifierade fenolhartser, pulverformiga hartser med vätmedel eller kombinationer av lågsmältande fenolhartser med pulveriserade fenolhartser. Olika modifieringar är möjliga, såsom med epoxihartser, gummi, polyvinylbutyral etc. Dessutom är fenolhartsbindningar för superslipmedel förstärkta med SiC-partiklar och fasta smörjmedel. Fenolhartser härdar vid ungefär 150-200 grad genom polykondensation. Detaljerade sammansättningar av enstaka vätska och hartspulver för framställning av slipmedel ges av Gardziella et al.
1.3 Polyamid- och polyimidhartser
Polyimider är polymerer som innehåller icke-kolkväve i en av ringarna i molekylkedjan. Polyamidimider är medlemmar av samma polymerfamilj och innehåller aromatiska ringar och kvävebindningar.
Polyimid och polyamid-imid struktur
Polyamid- och polyimidbindningar har högre seghet, termisk beständighet och elasticitet än fenolhartsbindningar. Polyimidbindningar är 5 till 10 gånger tuffare än fenolbindningar och tål temperaturer på 300 grader i 20 gånger längre. Det högre priset begränsar dock användningen av denna typ av bindningssystem till speciella applikationer och superslipmedel. Polyimidhartser är den huvudsakliga bindningstypen för hårdmetallslipning med stora volymer, speciellt för spårslipning, eller för skärslipning under kylande smörjmedel.
1.4 Epoxi- eller polyuretanhartser
Epoxi- eller polyuretanhjul är de mjukaste av de hartsbundna hjulen. För konventionella slipmedel används de ofta för dubbelskivslipning och cylindrisk slipning. Men för superslipmedel verkar epoxi- eller polyuretanbindningar vara begränsade till applikationer med mikrondiamantpartiklar i glas- och keramindustrin. Utmärkande för epoxihartser är deras epoxigrupp, som består av en epoxidring (–CH2–O–CH2–). Epoxihartset härdas sedan till en polymer med en flytande härdare.
