Los abrasivos aglomerados con resina se fabrican mezclando, presionando y endureciendo a temperaturas de aproximadamente 200 grados. Las resinas suelen constar de dos componentes principales, resina y endurecedor. La mezcla da como resultado un material de resina reactiva. Durante el endurecimiento, la viscosidad de la resina aumenta, produciendo un material plástico duro.
2.1 Mezclado y formado
El mezclado generalmente se divide en varios pasos, mezclado húmedo, mezclado seco y mezclado final. En la etapa de mezcla húmeda, se combinan partículas abrasivas y resina líquida o furfural (un agente humectante). Las partículas abrasivas están recubiertas para que la resina en polvo y las masillas puedan adherirse más fácilmente a la superficie de las partículas. El agente humectante también mejora la agregación de las partículas. Además, las herramientas abrasivas se pueden manipular en su estado original, el llamado "verde".
Antes de combinar con la mezcla húmeda (que consiste en abrasivo y resina húmeda), las resinas en polvo a base de fenol y los rellenos se mezclan en seco. Se incluyen aditivos para respaldar el proceso de mezcla mejorando la fluidez y la vida útil de la mezcla y reduciendo la tendencia a formar grumos. Ejemplos de aditivos incluyen aditivos en polvo, sílice y derivados. El proceso de mezcla continúa hasta que aparece una mezcla homogénea y vertible. El polvo es un problema de seguridad al manipular polvos de resina. Por lo tanto, los supresores de polvo pueden ser aditivos útiles para minimizar el polvo.
Antes del prensado, se pueden incrustar materiales del cuerpo como fibras de vidrio para discos de corte o cuerpos de aluminio para discos abrasivos superduros.
2.2 Presionando
La mezcla aglutinante y abrasiva se puede prensar en frío y endurecer en un horno o prensar en caliente y endurecer en una prensa con una platina calentada. La Figura 5 muestra un ejemplo de configuración para presionar la capa abrasiva sobre el cuerpo de la muela abrasiva. Las muelas abrasivas convencionales pueden prensarse en caliente o en frío y endurecerse a 140-200 grados. La mayoría de las muelas abrasivas súper duras y las muelas densas de baja porosidad se fabrican mediante prensado en caliente a 160-175 grados. Para muelas abrasivas muy duras con un diámetro inferior a 200 mm, la capa abrasiva se puede presionar directamente sobre el cuerpo base. Los enlaces de epoxi o poliuretano se funden o agitan en un molde y luego se endurecen a una temperatura de 20-80 grados.
El prensado en frío se realiza en una prensa hidráulica con una resistencia a la compresión de 15-30 N/mm2. El tiempo de prensado oscila entre 5-50 segundos, dependiendo del tamaño y forma de la herramienta abrasiva, el tamaño de partícula, la plasticidad y distribución de la mezcla. En el prensado en caliente, el tiempo de prensado es de aproximadamente 30-60 segundos por milímetro de espesor de la rueda. El proceso de prensado se puede realizar en base a un volumen o presión definidos (volumen fijo y presión fija). La fricción interna y la fricción con la pared del molde provocan desviaciones en la densidad de las partículas, lo que afecta a la dureza de la herramienta. Las desviaciones de densidad se pueden superar presionando con dos yunques o mediante oscilación durante el proceso de prensado.
2.3 Curado
El proceso de endurecimiento debe seguir un programa de temperatura definido. Dependiendo de la temperatura real, durante el proceso de curado se producen varios procesos químicos:
(1) 70~80 grados: el aglutinante de resina comienza a fluir y se convierte en una masa fundida. El agua de la resina fenólica se evapora y la resina se endurece bajo esta separación de agua. El agua puede descargarse en la herramienta porosa.
(2) 110-120 grado: la hexametilentetramina se descompone e inicia el proceso de endurecimiento del polvo de resina fundida. Se liberan gases, especialmente amoniaco (NH3).
(3) 170-180 grado: la estructura finalmente se endurece y se produce la reticulación de la resina fenólica. Se debe evitar el curado excesivo, ya que las herramientas sobrecuradas tienen una resistencia reducida.
(4) 180-200 grado: la estructura de bencilamina se rompe, creando nuevo amoníaco. El aglutinante de resina se vuelve quebradizo pero también térmicamente estable.
(5) El nivel de temperatura final (165-170, 175-180 o 185-195 grados) afecta significativamente las propiedades finales de la herramienta (dureza, tenacidad, fragilidad). El curado también se puede realizar dieléctricamente mediante calentamiento por radiofrecuencia y microondas. Estos métodos requieren la presencia de un factor de pérdida eléctrica significativo, que es común en las resinas fenólicas.
