Harpiksbundne slipeskiver består av slipekorn i en harpiksbinding, som kan inneholde fyllstoffer eller ikke. Denne hjultypen har generelt lavere porøsitet enn sintrede verktøy.
Harpiks er viskøse væsker som er i stand til å herde. De er polymerer, dvs. store molekylkjeder som består av monomerer. Monomerer er stoffer som inneholder elementene C, H, O, N, Cl, S eller F, hvorfra oligomerer ("harpikser") syntetiseres. Disse oligomerene blir deretter omdannet til tverrbundne, uløselige polymerer i et andre trinn, kjent som herding, som kan involvere varme, katalysatorer, fyllstoffer eller trykk.
Abrasive harpiksbindinger består av en enkelt harpiks eller en kombinasjon av harpikser, som kan inneholde fyllstoffer. Selve harpiksene produseres vanligvis ved forestring eller forsåpning av organiske forbindelser. Fyllstoffer har ikke bare som oppgave å forsterke bindingen når det gjelder seighet, varmebestandighet, styrke og bruddsikkerhet, men støtter også slipeprosessen som sekundært slipemiddel. Silikater, sulfider, halogenider øker styrken og slitestyrken til bindingen og forhindrer oksidativ nedbrytning av harpiksen. I kappeskiver er harpiksbindinger også forsterket med bulkmaterialer som glassfiber og lin.
Basert på styrke og temperaturbestandighet kan harpiksbindinger deles inn i tre kategorier:
• Fenolharpikser,
• Polyimid- og polyamidharpikser
• Epoksy- eller polyuretanharpikser, ofte referert til som plastbindinger.
1.1 Fenolharpikser
Fenolharpiksbindinger, spesielt fenolaldehydharpiksbindinger, er de vanligste harpiksbindingene; verktøy av denne bondetypen har den største markedsandelen innen konvensjonelle slipeskiver, nest etter sintrede verktøy. Opprinnelig ble denne bindingstypen kalt bakelitt, så bokstaven "B" ble beholdt i mange slipeskivespesifikasjoner. Sammenlignet med andre harpikser er fenolharpikser billigere og lettere å forme.
Fenolharpikser oppnås ved omsetning av fenol og aldehyder. Fenoler er aromatiske forbindelser med hydroksylgrupper bundet til aromatiske ringer. Syntesen av fenol gjøres vanligvis ved propylenprosessen, som er en prosess for å oksidere propylen (isopropylbenzen) og luft til propylenperoksid, som deretter blir sprukket til fenol og aceton. Sikkerhet er en nøkkelfaktor i anleggsdesign og drift fordi oksidasjonsprosessen nærmer seg brennbarhetsgrensen og propylenperoksid er et ustabilt stoff.
Relevante aldehyder som brukes i produksjon av slipeskivebindinger inkluderer formaldehyd, furfural og heksametyltetramin.
Formaldehyd er et farlig kjemikalie som kan irritere øyne, nese og svelg når konsentrasjonen overstiger et visst nivå. Heksametylentetramin, også kjent som heksametylentetramin, er en vanlig herder i fenolharpiksbindinger. Basiske oksider som kalsiumoksid eller magnesiumoksid er herdeakseleratorer i fenolharpikser.
Den katalytiske metoden og molforholdet mellom fenol og aldehyd resulterer i om harpiksen er resoltype eller novolaktype. Resoler kan lett herdes ved syre-, alkali- eller varmeforhold; novolaks herdes med formaldehyd med heksametyltetramin, faste resoler eller andre metoder. Resoler kan være solid resol, resolløsning eller vannbasert resol; novolaks kan være fast harpiks, novolakløsning, vannbasert novolakkdispersjon og pulverisert harpiks som inneholder heksametyltetramin. For produksjon av slipeverktøy er vannbasert resol og pulverisert novolakk de viktigste formene.
1.2 Fenolharpikser
Fenolharpiksbindinger for slipeskiver inneholder flytende (resol) og pulver (novolak), direkte og modifiserte fenolharpikser, pulveriserte harpikser med fuktemidler, eller kombinasjoner av lavtsmeltende fenolharpikser med pulveriserte fenolharpikser. Ulike modifikasjoner er mulige, for eksempel med epoksyharpikser, gummi, polyvinylbutyral osv. I tillegg er fenolharpiksbindinger for superslipemidler forsterket med SiC-partikler og faste smøremidler. Fenolharpikser herder ved omtrent 150-200 grad ved polykondensering. Detaljerte sammensetninger av enkeltvæske og harpikspulvere for produksjon av slipemidler er gitt av Gardziella et al.
1.3 Polyamid- og polyimidharpikser
Polyimider er polymerer som inneholder ikke-karbonnitrogen i en av ringene i molekylkjeden. Polyamid-imider er medlemmer av samme polymerfamilie og inneholder aromatiske ringer og nitrogenbindinger.
Polyimid og polyamid-imid struktur
Polyamid- og polyimidbindinger har høyere seighet, termisk motstand og elastisitet enn fenoliske harpiksbindinger. Polyimidbindinger er 5 til 10 ganger tøffere enn fenolbindinger og tåler temperaturer på 300 grader i 20 ganger lenger. Den høyere prisen begrenser imidlertid bruken av denne typen limsystem til spesielle bruksområder og superslipemidler. Polyimidharpikser er hovedbindingstypen for hardmetallsliping med høyt volum, spesielt for sporsliping, eller for avskjæringssliping under kjølende smøremidler.
1.4 Epoksy- eller polyuretanharpikser
Epoksy- eller polyuretanhjul er de mykeste av de harpiksbundne hjulene. For konvensjonelle slipemidler brukes de ofte til dobbelskive og sylindrisk sliping. For superabrasives ser imidlertid epoksy- eller polyuretanbindinger ut til å være begrenset til bruk med mikron diamantpartikler i glass- og keramikkindustrien. Det karakteristiske for epoksyharpikser er deres epoksygruppe, som består av en epoksidring (–CH2–O–CH2–). Epoksyharpiksen herdes deretter til en polymer med en flytende herder.
