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产品知识

硬质合金轧辊、辊环加工用华菱超硬CBN/PCD刀具

发布日期:2018-11-09 16:05:24

导读:车削硬质合金轧辊、辊环过程中,刀具自身硬度必须高于被加工工件的硬度,因此目前车削加工硬质合金轧辊、辊环的刀具材质主要以高硬度高耐热非金属粘合剂立方氮化硼和金刚石为主。

    钢铁行业作为我国重要的原材料工业之一,随着钢铁行业的飞速发展,为了提高钢材的产出率,提高轧机的利用率和生产效率,减少轧机的停机次数,硬质合金轧辊、辊环应运而生,并得到快速发展,目前硬质合金轧辊、辊环因其优异的性能,更适应现代高效率冶金钢铁工业,在钢厂被广泛用于高速线材的轧制;硬质合金轧辊在整个钢厂轧辊行业所占比例中越来越高。
硬质合金轧辊、辊环在钢铁行业中的应用
    硬质合金轧辊、辊环的抗弯强度可达2200 MPa 以上,冲击韧性可达(4~6)×106 J/m2,洛氏硬度HRA78~90,个别甚至高于HRA90,基本实现了全致密(相对密度大于或等于99%),加上其固有的良好耐磨性,耐蚀性和高温力学性能等,广泛用于钢铁行业。
    硬质合金轧辊按结构形式可分为整体硬质合金轧辊和复合硬质合金轧辊两种。整体硬质合金轧辊已广泛应用于高速线材轧机的预精轧和精轧机架等。复合硬质合金轧辊由硬质合金与其他材料复合而成,又可分为硬质合金复合辊环和整体硬质合金复合轧辊。硬质合金复合辊环安装于辊轴上;整体硬质合金复合轧辊则将硬质合金辊环直接铸造于辊轴中形成一个整体,应用于轧制负荷较大的轧机上。
    硬质合金复合辊环的轧槽寿命约是普通铸铁轧辊的10-20倍,每次修磨量仅是铸铁轧辊的1/2-1/3,因此,与传统铸铁轧辊相比,硬质合金复合辊环的总轧制量为普通辊的20-40倍。
    硬质合金复合辊环的应用范围非常广泛,线材、棒材、管材及其他小型材,如方钢,六角钢,扁钢,角钢等的生产都可以应用这一技术,对轧机性能的提高都受到良好的效果。

硬质合金轧辊.jpg

硬质合金轧辊、辊环的加工
    硬质合金材质轧辊、辊环虽然优于其他材质,但由于其硬度极高,很难加工,要想使硬质合金轧辊、辊环更加广泛应用于钢铁行业,首先要解决硬质合金轧辊、辊环加工难题。
    早期采用磨削工艺对硬质合金轧辊、辊环进行加工,但磨削效率太低,影响生产效率,之后随着刀具材料的不断更新,作为超硬刀具国产化先驱者的华菱超硬,经过多年的实践和反复的试验,最终研制出可以车代磨的刀具材质,采用车削代替粗磨工序,大大提高生产效率并降低生产成本。
    车削硬质合金轧辊、辊环过程中,刀具自身硬度必须高于被加工工件的硬度,因此目前车削加工硬质合金轧辊、辊环的刀具材质主要以高硬度高耐热非金属粘合剂立方氮化硼和金刚石为主。针对硬质合金轧辊、辊环,华菱超硬有非常丰富的实战经验,可提供成套的硬质合金轧辊、辊环加工刀具和磨削方案。
硬质合金轧辊、辊环加工方式及其刀具的选择规律:
    1、看硬度:硬度小于HRA90的硬质合金轧辊、辊环,可选择HLCBN牌号或BNK30牌号刀具进行大余量车削,华菱超硬整体聚晶CBN刀具是CBN微粉整体烧结而成的块状材料,没有合金衬底,由于采用非金属作为粘合剂,高温红硬性优异,大余量车削硬质合金轧辊,刀具不碎裂、不烧伤。当硬质合金轧辊、辊环硬度大于HRA90时,已经超过了CBN刀具的可加工范围,一般选择CDW025牌号金刚石刀具或采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。一般硬度越高,材料越脆,硬质合金被切削时在切出边缘“掉渣或崩缺”导致工件报废,所以对于高硬度材料切削比较谨慎,要么提前做倒角加工,要么采用准确预留精磨余量加以规避。

CBN刀具.jpg

BNK30牌号非金属粘合剂CBN刀具

    2、看加工余量和加工方式:如果是加工外表面或车R3以上的槽,且余量大时,一般先用HLCBN牌号或BNK30牌号粗加工,然后再用砂轮磨削(树脂结合剂金刚石砂轮磨外圆或平面,轧辊孔型开槽等成型磨削一般采用电镀或金属结合剂金刚石砂轮);对于加工余量小的,可以用砂轮直接磨削,也可采用金刚石刀具进行仿形加工(如倒角工序和切槽等成型工序可选择定制金刚石刀具);一般来讲,切削替代磨削,能提高加工效率,而且切削方式的硬质合金切屑更容易回收;因为成型砂轮定制需要周期或者需要模具,但成型刀具非标定制相对来讲,比较快,所以采用切削方式更有利于提高生产周期。

PCD切槽刀.jpg

    3、轧辊月牙槽刻肋加工时,采用CDW025金刚石雕铣刀(又称为飞刀,旋铣刀)。

PCD月牙槽刀.jpg

    4、轧辊分新制和修磨,以上方式不仅适合硬质合金轧辊厂新制轧辊时参考,也可用作钢厂修磨硬质合金轧辊使用。
    注意事项:选择HLCBN或BNK30刀具时,一般是对于余量大于0.3mm的轧辊或辊环进行加工,此牌号刀具切削深度一般控制0.8mm以内,采用每转0.25-1.0mm的大进给进行高效率加工,此时必须采用干式切削,不可加切削液;其他硬质合金材料小型模具加工余量小于0.3mm的,一般首选BN-H10牌号刀具进行高速切削。
加工硬质合金轧辊、辊环时的注意事项
    1、切削参数的选择:
    加工硬质合金轧辊、辊环时:切削速度Vc≤35m/min;吃刀深度ap≤0.8mm;进给量Fr=0.25-1mm/r(具体根据刀具形状和加工粗糙度选择,尽量取大值);如果采用金刚石刀具加工,吃刀深度(ap)值建议更小一点。干切!
    采用CDW025金刚石刀具仿形车削、开槽加工时,进给量Fr值建议0.1-0.2mm/r;或0.05-0.1mm/r,可加切削液。
    2、刀具刃口处理:
    在加工硬质合金轧辊、辊环时,可能会对刀具进行钝化处理,所谓的钝化处理就是为了解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。但钝化处理不能太大,因为钝化后刀具刃口接触面变大,切削阻力也随之增大,硬质合金轧辊、辊环属于硬脆材料,容易造成崩块,损伤工件。
    同时刀具刃口也不能太过锋利,太过锋利会降低刀具的使用寿命,华菱超硬在刀具刃口的参数选择上有大量的经验,可帮助客户选择更合适的刀具刃口参数。
华菱超硬CBN刀具加工硬质合金案例

CBN刀具加工硬质合金轧辊.jpg

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