优化砂轮性能指标.提高轧辊磨削质量,降低砂轮使用成本

摘要：轧辊表面的磨削质量直接影响轧制板材质量，而砂轮片各项性能指标的好坏是影响轧辊磨削质量的主要因素，同时对轧辊的磨削精度，表面质量和生产效率等多方面也起到主要作用。为了获得良好的磨削效果，必须按照具体的加工条件，正确选择砂轮。本文主要探讨了砂轮片各项性能参数与轧辊材质、磨削工艺的关系及调整参数前后现场跟踪情况。通过实践结果表明：对砂轮片的性能参数进行优化后，提高了轧辊磨削质量，降低轧辊及砂轮片的消耗。

关键词：砂轮片 磨削质量 轧辊

1、前言

近几年来，我厂的轧辊已大批量由低铬辊改为cr5材质的轧辊，同时轧制产品质量要求也越来越高，这就要求磨辊作业区必须为轧机提供更高质量的轧辊，但我厂使用的砂轮片由于各项性能参数与现场的轧辊及磨床不相匹配，磨后工作辊的辊面常出现大量微小划痕，磨后支承辊辊面常出现烧伤、横纹等缺陷，无法满足高质量板材的生产要求，所以根据现场的实际情况对砂轮片的各项性能重新进行调整，以消除轧辊表面的磨削缺陷，降低辊耗。

2、影响砂轮片性能参数选择的现场因素

2.1轧辊材料的物理性能（强度、硬度、韧性、导热性等）。

2.2工件的加工精度和表面粗糙度。

2.3机床功率，性能及磨削方式。

2.4工件热处理状态及回火温度

3、砂轮片各项性参数的选择原则

3.1砂轮片硬度的选择原则。

3.1.1概念：砂轮的硬度是指结合剂粘结磨粒的牢固程度，也是指磨粒在磨削力作用力，从砂轮表面上脱落下来的难易程度。

3.1.2选择原则：

3.1.3.1磨削硬材料时，磨粒容易磨损，为使磨钝了的磨粒能及时脱落，应选较软砂轮。磨削软材料时，磨粒不易磨损，应选较硬的砂轮。

3.1.3.2砂轮与工件接触面积愈大，磨粒参加根性削的时间愈长，磨粒愈易磨损，故应选较软的砂轮。

3.1.4砂轮片硬度的调整

根据以上原则，我厂现场使用的cr5材质工作辊硬度比cr2、cr3材轧轧辊平均硬度高2hsd ，在砂轮片与轧辊接触面积不变的情况下，把砂轮片的硬度由l 级调整至k 级。

3.2砂轮片磨料的选择原则

3.2.1磨料的分类：磨料可分天然磨料和人造磨料两大类，一般天然磨料质地不匀，含杂质多。天然金刚玉虽好，但价格昂贵，故目前制造砂轮主要是用人造磨料。刚玉类磨料的主要成分有ai2o3。

3.2.2白刚玉的特点：我厂原来使用的砂轮片磨料为白刚玉，显微硬度在2200hv-2300hv ，呈白色，磨粒锋利，适宜于磨削淬硬的高碳钢，高速钢及薄壁零件。

3.2.3单晶刚玉的特点：

单晶刚玉显微硬度在2000hv-2200hv ，呈玫瑰红色，单晶刚玉的硬度与白刚玉相近，而韧性比白刚玉好，适宜于磨削韧性好的钢材，如高速钢，不锈钢，用于成形磨削参得到较细的表面粗糙度。

3.2.1砂轮片磨料的调整：

根据我厂现场轧辊的材质及表面磨削质量及粗糙度的要求，攻关小组成员把磨削工作辊的砂轮片磨料由白刚玉调整至单晶刚玉。

3.3砂轮片粒度的选择原则。

3.3.1概念：粒度是指磨料颗粒的大小。

3.3.2砂轮片粒度的选择原则

3.3.3.1粗磨时，应选粒度号较小的砂轮，以保证较高的生产率；精磨时，应先用粒度号较大的砂轮，以降低工件的表面粗糙度。

3.3.3.2砂轮与工件的接触面积较大时，应选用较小的粒度号，以免发热过多，使工件表面烧伤。

3.3.3.3磨削软而韧的金属时，应选粒度号较小的砂轮，以减少堵塞现象；磨削硬而脆的金属时，应选用粒度号大的砂轮。

3.3.4砂轮片粒度的调整：

支承辊的表面粗糙度要求与工作辊相比较低，为了避免现场磨削支承辊辊面常出现局部烧伤的现象，且提高砂轮片的磨削效率，把磨削支承辊的砂轮片粒度由60粒调整至36粒。

3.4砂轮片结合剂的选择原则。

3.4.1结合剂的分类：结合剂分为陶瓷结合剂、树脂结合剂和橡胶结合剂。

3.4.2陶瓷结合剂的特点：

陶瓷结合剂是一种无机结合剂，特点是性能稳定，耐热性和腐蚀性好，砂轮轮不易堵塞，磨削效率高，价格便宜，但质地较脆，弹性差。

3.4.3树脂结合剂的特点：

树脂结合剂是一种有机结合剂。特点是弹性好，强度高，耐冲击。工件可获得较细的表面粗糙度。

3.4.4结合剂的调整：

由于我厂原来使用陶瓷砂轮片磨削支承辊，轧辊辊面常出现局部烧伤的现象，为了解决这一问题，攻关小组成员把磨削支承辊的砂轮片的结合剂由陶瓷改为树脂。

4、调整砂轮片性能参数前后，各指标的对比情况

4.1调整参数前后砂轮片磨削效率的跟踪情况。

4.1.1检测方法：在相同的条件下（同一台磨床、同一材质、同一直径的轧辊等）下进行磨削，计算每分钟磨削轧辊的直径，取平均值。

4.2.1检测方法：在相同的条件下（同一台磨床、同一材质、同一直径的轧辊等）下进行磨削，认真记录下相关的数据例如：磨前轧辊直径、磨后轧辊直径、磨前砂轮片的直径、磨后砂轮片的直径等。

4.2.2磨削比的计算方法

4.2.2.1磨削比 = 磨削的轧辊材料体积（mm3）/砂轮的损耗体积（mm3）

4.2.2.2磨削的轧辊材料体积 = （3.1415*（磨削前轧辊的半径2（mm2）-磨削后轧辊的半径2（mm2））*轧辊的长度（mm ）

4.2.2.3砂轮的损耗体积（mm3）=（3.1415*（磨削前砂轮的半径2（mm2）-磨削后砂轮的半径2（mm2））*砂轮的宽度（mm ）

4.3调整参数前后轧辊表面磨削质量的跟踪情况。

我厂原使用的砂轮片，磨后工作辊辊面存在大量微小的划痕，无法满足高质量产品的生产要求。磨后支承辊辊面常出现烧伤、横纹等现象，轧辊必须重新磨削合格后，方可上机使用，这样就加大了轧辊的辊耗，对板材的质量也有较大的影响。

砂轮片的各项性能指标进行调整后，轧辊的磨削质量有了较大的提高，消除了工作辊表面存在大量微小划痕及支承辊辊面烧伤的现象，支承辊辊面横纹、振纹也有了很大的缓解。现在支承辊辊面存在轻微横纹的原因，主要是由于50寸磨床老化，工作状态不好，并非砂轮片的原因。

4.4砂轮片的硬度均匀性

调整参数前，砂轮片存在外硬内软的现象，而调整参数后，砂轮片内外硬度均匀性有明显的提高。

5、结论

为了提高轧辊磨削质量，降低辊耗，在攻关小组成员的共同努力下，根据现场的实际情况（轧辊材质、磨削工艺等）对砂轮片的各项性能指标进行了调整。调整参数后，小组成员对砂轮片的使用情况（磨削比、轧辊的磨削质量、磨削效率等）进行了认真的跟踪检测，并进行比较。跟踪结果说明，砂轮片的性能参数调整后，提高砂轮片磨削效率和硬度均匀性，更重要的是大大提高了轧辊的磨削质量，消除了磨后工作辊辊面存在大量微小划痕及支承辊辊面烧伤的现象，支承辊辊面横纹、振纹也有了很大的缓解，磨后轧辊完全可以满足高质量板材的生产要求。同时，由于磨削质量的提高，减少了不必要的重新磨削的次数，降低轧辊的消耗。