轧辊/辊环加工用PCBN刀片经验

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轧辊企业经过50年的努力奋斗，产品品种和质量有了较大提高和改观，目前常用轧辊有铸铁/铸钢轧辊，锻钢轧辊，硬质合金（碳化钨）轧辊/辊环，可生产线材、板材、管材、型材等制品。

轧辊作为轧钢机的重要工具及消耗件，为了获得更长时间的生产，铸造成型的轧辊硬度很高，锻造后的轧辊常经过热处理，硬质合金轧辊/辊环通过粉末冶金方法制成硬度更高，这对机加工工序造成很大的影响，硬质合金刀具很难加工，随着超硬材料的发展，PCBN刀片可有效解决轧辊/辊环加工难题。具体方法如下：

一、轧辊材质介绍

1.铸铁轧辊

铸铁轧辊包括冷硬铸铁轧辊，无限冷硬铸铁轧辊，球墨铸铁轧辊，高铬铸铁轧辊，特殊铸铁轧辊，硬度用肖氏硬度表示，根据用途不同，其硬度也不同，一般在HSD30-90不等，常用于板材，线材，型材，管材精轧机架上。

在热处理方式上，过去有些轧辊基本不进行热处理，靠自然时效应力，到现在高合金的轧辊开始进行人工时效热处理，不仅用于铸造应力，更主要的是通过适宜的热处理，获得所需的轧辊使用性能。

2、锻钢轧辊

锻钢轧辊包括锻钢热轧辊，锻钢冷轧辊，锻钢支撑辊，锻造半钢及白口铁轧辊，硬度同样用肖氏硬度表示，一般在HSD35-105之间，主要用于板材，型材轧机架，或开坯，大、中、小型精轧机架中。

在热处理方式上，锻钢轧辊通过热处理达到辊身、辊颈不同的性能要求，在辊坯质量保证的前提下，热处理直接决定了产品使用性能。锻钢轧辊根据不同使用性能要求，热处理种类很多，一般分为预备热处理和最终热处理两类。

3、粉末冶金轧辊

粉末冶金是一种成型工艺，常见的有碳化钨（硬质合金）轧辊、辊环，工具钢轧辊，硬度常用洛氏硬度表示，一般在HRA70以上。

碳化钨轧辊、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。

碳化钨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。

4、修复轧辊

轧辊经过长时间的工作会出现裂纹，剥落，断裂等失效形式，由于轧辊价格昂贵，直接报废加工成本太高，而且影响加工效率。常采用堆焊/喷焊等方法对轧辊进行修复，从而满足不同性能要求的轧辊，对轧辊进行修复后再加工，不仅不影响轧钢厂的加工效率，而且降低了加工成本。

二、轧辊常见的加工方式及加工刀具要求

1、轧辊常见的加工方式

 轧辊常见的加工方式有外圆粗车（毛坯件加工），轧辊开槽（车槽），扁头铣削，月牙槽刻肋，轧辊修复后再加工这几种方式。

     外圆荒车                 孔型车削                扁头铣削

      重型切削                月牙槽加工                 轧辊修复

2、轧辊加工刀具的性能要求

（1）具备高的硬度，高的耐磨性，避免频繁换刀，影响生产效率；

（2）需具备优异的抗冲击韧性和抗断裂性能，防止大余量粗车高速钢轧辊不崩刀；

（3）具备高的耐热性，加工高硬度轧辊时，所产生大量的热不会影响刀具寿命；

3、轧辊加工用刀片型号的选择

大型轧辊常采用重型轧辊车床加工，重型轧辊常用机夹刀柄40*40刀方；常用刀杆角度为45度机夹车刀和圆弧车刀。部分小型轧辊亦采用25*25机夹刀柄和32*32机夹刀柄。机夹刀柄的主偏角根据轧辊“长径比”选择，细长轧辊常用90度或75度机夹车刀，“粗壮”轧辊常用45度或圆弧车刀加工。

车轧辊根据切削余量和加工状况选择PCBN刀片，一般使用RNMN200800，RNUN200800，RNMN150700，RNUN160800，RNUN150716，RNMN150716尺寸型号。

三、轧辊/辊环加工用PCBN刀片切削参数

四、轧辊/辊环加工用PCBN刀片案例

1、PCBN刀片加工铸铁轧辊案例

工件材料：高镍铬合金铸铁，工件硬度：HSD80，加工部位：外圆，选用刀片：BN-K1 RNMN2008，切削参数：Vc=45m/min，Fr=0.7mm/r，ap=4mm

对比优势：BN-K1材质的刀具寿命相较于他厂CBN刀具提高50%，而且属于正常磨损。

2、PCBN刀片加工高硼钢轧辊案例

加工材料：高硼钢轧辊，轧辊硬度：HSD68，加工部位：车槽；选用刀片：BN-S10 RNMN系列。加工效果：BN-S10材质可加工24个槽，效率得到大幅提高。

3、PCBN刀片加工碳化钨辊环案例

工件材料：碳化钨，工件硬度：HRC84.5-85，加工部位：外圆，选用刀片：HLCBN RNMN120400，切削参数：Vc=25m/min，Fr=1.02mm/r，ap=0.6mm

对比优势：HLCBN材质的刀具寿命是某进口PCBN刀片的5倍，而且属于正常磨损。

4、PCBN刀片车槽案例

工件材料：高速钢，工件硬度：HSD90，加工部位：辊槽，选用刀片：BN-S20 RCMX120700，切削参数：Fr=0.2mm/r，Vc=35m/min

优势对比：BN-S20材质PCBN刀片的刀具寿命相较于某品牌PCBN刀具提高1倍，而且失效形式为正常磨损，没有出现崩碎碎裂等不正常现象。

5、PCBN刀片加工修复后轧辊案例

加工材料：高速钢轧辊，轧辊硬度：HRC60，加工部位：修复后轧辊的辊槽车削，选用刀片：BN-S20/BN-S10 RNMN系列，加工参数:Vc=68m/min，ap=0.5mm，f=0.5mm/r ，加工方式：干式切削，加工效果：相较于硬质合金刀具，效率提高5倍。