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    軋輥/輥環加工用PCBN刀片經驗
    發布單位:鄭州華菱超硬材料有限公司. 所屬類別: 應用案例 . 發布時間:2020/5/26. 點擊查閱: 289 次.

    軋輥企業經過50年的努力奮斗,產品品種和質量有了較大提高和改觀,目前常用軋輥有鑄鐵/鑄鋼軋輥,鍛鋼軋輥,硬質合金(碳化鎢)軋輥/輥環,可生產線材、板材、管材、型材等制品。

    軋輥作為軋鋼機的重要工具及消耗件,為了獲得更長時間的生產,鑄造成型的軋輥硬度很高,鍛造后的軋輥常經過熱處理,硬質合金軋輥/輥環通過粉末冶金方法制成硬度更高,這對機加工工序造成很大的影響,硬質合金刀具很難加工,隨著超硬材料的發展,PCBN刀片可有效解決軋輥/輥環加工難題。具體方法如下:

    一、軋輥材質介紹

    1.鑄鐵軋輥

     鑄鐵軋輥包括冷硬鑄鐵軋輥,無限冷硬鑄鐵軋輥,球墨鑄鐵軋輥,高鉻鑄鐵軋輥,特殊鑄鐵軋輥,硬度用肖氏硬度表示,根據用途不同,其硬度也不同,一般在HSD30-90不等,常用于板材,線材,型材,管材精軋機架上。

     在熱處理方式上,過去有些軋輥基本不進行熱處理,靠自然時效消除應力,到現在高合金的軋輥開始進行人工時效熱處理,不僅用于消除鑄造應力,更主要的是通過適宜的熱處理,獲得所需的軋輥使用性能。

     

    2、鍛鋼軋輥

     鍛鋼軋輥包括鍛鋼熱軋輥,鍛鋼冷軋輥,鍛鋼支撐輥,鍛造半鋼及白口鐵軋輥,硬度同樣用肖氏硬度表示,一般在HSD35-105之間,主要用于板材,型材軋機架,或開坯,大、中、小型精軋機架中。

     在熱處理方式上,鍛鋼軋輥通過熱處理達到輥身、輥頸不同的性能要求,在輥坯質量保證的前提下,熱處理直接決定了產品使用性能。鍛鋼軋輥根據不同使用性能要求,熱處理種類很多,一般分為預備熱處理和最終熱處理兩類。

     

    3、粉末冶金軋輥

     粉末冶金是一種成型工藝,常見的有碳化鎢(硬質合金)軋輥、輥環,工具鋼軋輥,硬度常用洛氏硬度表示,一般在HRA70以上。

     碳化鎢軋輥、輥環的抗彎強度可達2200 MPa 以上,沖擊韌性可達(4~6)×106 J/m2,洛氏硬度HRA78~90,個別甚至高于HRA90,基本實現了全致密(相對密度大于或等于99%),加上其固有的良好耐磨性,耐蝕性和高溫力學性能等,廣泛用于鋼鐵行業。

     碳化鎢復合輥環的應用范圍非常廣泛,線材、棒材、管材及其他小型材,如方鋼,六角鋼,扁鋼,角鋼等的生產都可以應用這一技術,對軋機性能的提高都受到良好的效果。

     

    4、修復軋輥

     軋輥經過長時間的工作會出現裂紋,剝落,斷裂等失效形式,由于軋輥價格昂貴,直接報廢加工成本太高,而且影響加工效率。常采用堆焊/噴焊等方法對軋輥進行修復,從而滿足不同性能要求的軋輥,對軋輥進行修復后再加工,不僅不影響軋鋼廠的加工效率,而且降低了加工成本。

     

       

    二、軋輥常見的加工方式及加工刀具要求

    1、軋輥常見的加工方式

     軋輥常見的加工方式有外圓粗車(毛坯件加工),軋輥開槽(車槽),扁頭銑削,月牙槽刻肋,軋輥修復后再加工這幾種方式。

    2、軋輥加工刀具的性能要求

     1)具備高的硬度,高的耐磨性,避免頻繁換刀,影響生產效率;

     2)需具備優異的抗沖擊韌性和抗斷裂性能,防止大余量粗車高速鋼軋輥不崩刀;

     3)具備高的耐熱性,加工高硬度軋輥時,所產生大量的熱不會影響刀具壽命;

    3、軋輥加工用刀片型號的選擇

     大型軋輥常采用重型軋輥車床加工,重型軋輥常用機夾刀柄40*40刀方;常用刀桿角度為45度機夾車刀和圓弧車刀。部分小型軋輥亦采用25*25機夾刀柄和32*32機夾刀柄。機夾刀柄的主偏角根據軋輥“長徑比”選擇,細長軋輥常用90度或75度機夾車刀,“粗壯”軋輥常用45度或圓弧車刀加工。

     車軋輥根據切削余量和加工狀況選擇PCBN刀片,一般使用RNMN200800,RNUN200800,RNMN150700,RNUN160800,RNUN150716,RNMN150716尺寸型號。

     

     

    三、軋輥/輥環加工用PCBN刀片切削參數

    軋輥材質

    軋輥工作層硬度

    PCBN刀片材質

    建議切削參數

    Vc(m/min)

    ap(mm)

    Fr(mm/r)

    合金鑄鐵軋輥

    HSD60-80

    BN-K1

    40-60

    2-10

    0.5-1.5

    60-90

    1

    0.5-1.0

    鑄造半鋼軋輥

    30-60

    1-10

    0.5-1.5

    50-80

    1

    0.5-1.0

    高碳半鋼軋輥

    35-50

    3

    0.5-1.5

    冷硬鑄鐵軋輥

    25-50

    1-10

    0.5-1.5

    高速鋼軋輥

    HSD85-92

    BN-S20

    20-45

    4

    0.5-1.5

    碳化鎢軋輥

    HRA88

    HLCBN

    10-15

    1

    0.3-0.7

    鍛鋼冷軋輥

    HRC65

    BN-S20

    10-25

    0.2-7

    /

    四、軋輥/輥環加工用PCBN刀片案例

    1、PCBN刀片加工鑄鐵軋輥案例

     工件材料:高鎳鉻合金鑄鐵工件硬度:HSD80加工部位:外圓選用刀片:BN-K1 RNMN2008,切削參數:Vc=45m/min,Fr=0.7mm/r,ap=4mm

     對比優勢:BN-K1材質的刀具壽命相較于他廠CBN刀具提高50%,而且屬于正常磨損。

     

    2、PCBN刀片加工高硼鋼軋輥案例

     加工材料:高硼鋼軋輥,軋輥硬度:HSD68,加工部位:車槽;選用刀片:BN-S10 RNMN系列。加工效果:BN-S10材質可加工24個槽,效率得到大幅提高。

     

    3、PCBN刀片加工碳化鎢輥環案例

     工件材料:碳化鎢,工件硬度:HRC84.5-85加工部位:外圓選用刀片:HLCBN RNMN120400,切削參數:Vc=25m/min,Fr=1.02mm/r,ap=0.6mm

     對比優勢:HLCBN材質的刀具壽命是某進口PCBN刀片的5倍,而且屬于正常磨損。

     

    4、PCBN刀片車槽案例

     工件材料:高速鋼工件硬度:HSD90加工部位:輥槽選用刀片:BN-S20 RCMX120700,切削參數:Fr=0.2mm/r,Vc=35m/min

     優勢對比:BN-S20材質PCBN刀片的刀具壽命相較于某品牌PCBN刀具提高1倍,而且失效形式為正常磨損,沒有出現崩碎碎裂等不正常現象。

     

    5、PCBN刀片加工修復后軋輥案例

     加工材料:高速鋼軋輥,軋輥硬度:HRC60,加工部位:修復后軋輥的輥槽車削,選用刀片:BN-S20/BN-S10 RNMN系列加工參數:Vc=68m/min,ap=0.5mm,f=0.5mm/r ,加工方式:干式切削,加工效果:相較于硬質合金刀具,效率提高5倍。

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