一种短刻痕轧辊反向磨削方法与流程

1.本发明涉及铝板带生产设备技术领域，尤其涉及一种短刻痕轧辊反向磨削方法。


背景技术：

2.阳极氧化用铝合金板带材广泛应用于电子数码产品外观件，该类产品对于表面质量要求极高，要求阳极氧化后表面无任何质量缺陷且表面细腻均匀。生产铝合金板带材所用的轧辊辊面刻痕过长，会导致铝合金板带材阳极氧化后表面出现短条状纹路。
3.中国专利cn 113245909 a公开了一种轧辊磨削修复方法，其方法为：先用正向磨削方式对轧辊表面进行粗磨，再用反向磨削方式对轧辊表面进行精磨。该方法只适用于ra值为0.050-0.060μm的铝箔轧辊磨削，磨削后ra0.053-0.058μm的轧辊刻痕长度由2-4mm减小至1-2mm，刻痕长度变小，但ra值较低。另外精磨时反向磨削削砂轮速度为400-600m/s，速度高，切削率也大，砂轮损耗加快，磨粒堆积在磨削区域进而导致震纹缺陷。
4.中国专利cn 108655844 a公开了一种砂轮轧辊同向磨削装置及使用方法，该方法为正向磨削方式，只适用于铝箔轧辊磨削，并且正向磨削方式轧辊与砂轮的接触弧较长，导致刻痕长度过长，也未对刻痕长度进行量化。


技术实现要素：

5.针对以上不足，本发明提供一种短刻痕轧辊反向磨削方法，能够提高轧辊的ra值，并获得长度≤2.0mm的短刻痕辊面，满足阳极氧化用铝合金板带材轧制生产。
6.具体技术方案如下：
7.一种短刻痕轧辊反向磨削方法，包括以下步骤：
8.(1)砂轮选择：选用白钢玉砂轮进行磨削；
9.(2)粗磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行粗磨；所述粗磨砂轮进给量为0.002～0.003mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为20-40rpm，磨削电流为8-10a，磨削行程为1-2；
10.(3)半粗磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行半粗磨；所述半粗磨砂轮进给量为0.002～0.003mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为20-40rpm，磨削电流为8-10a，磨削行程为1-2；
11.(4)半精磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行半精磨；所述半精磨砂轮进给量为0.001～0.002mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为40-80rpm，磨削电流为6-8a，磨削行程为1-2；
12.(5)精磨：用反向磨削方式对轧辊表面进行精磨；所述精磨砂轮进给量为0mm，砂轮速度10～15m/s，轧辊转速为60-100rpm，磨削电流为5-6a，磨削行程为1。
13.优选的，所述白钢玉砂轮粒度号为120～180#，硬度等级为g～j。
14.优选的，所述粗磨和半粗磨步骤中，拖板移动速度均分别为600-800mm/min。
15.优选的，所述半精磨和精磨步骤中，拖板移动速度均分别为400-600mm/min。
16.优选的，所述磨削还包括使用专用磨削液进行冷却，所述专用磨削液包括如下质
量百分比原料：机油1％-4％、磺基甜菜碱0.1％-0.4％、苯甲酸钠0.4％-0.8％、硼酸钠0.2％-0.6％、二甲基硅油2％-6％、聚合氯化铝0.6％-0.9％、纳米碳化硅0.8％-1.4％、乙二醇1％-3％和水80％-96％。
17.优选的，所述专用磨削液的制备方法为：s1、按上述质量百分数称取原料后，将机油、磺基甜菜碱、苯甲酸钠、硼酸钠、二甲基硅油、聚合氯化铝和水加入反应釜中磁力搅拌30-50min，得混合液；s2、向所述混合液中加入纳米碳化硅和乙二醇，于50-60℃下恒温水浴超声振荡分散1-2h，超声强度为200-300w/cm2，超声时间为20-30min，即得所述专用磨削液。
18.优选的，所述磨削液使用时的浓度为2-4％
19.所述正向磨削是指磨削砂轮的转动方向与轧辊的转动方向相同；反向磨削是指磨削砂轮的转动方向与轧辊的转动方向相反。
20.对上述磨削后的轧辊进行达标检测，即用放大镜检测磨削后的轧辊辊面刻痕长度，并测量ra值。其中，精磨的达标检测标准为：ra值为0.25μm～0.40μm；轧辊刻痕长度的检查方法和达标标准为：用放大镜查看轧辊辊面，辊面刻痕长度≤2.0mm。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1.本发明采用粗磨
→
半粗磨
→
半精磨
→
精磨的磨削方式，通过优化砂轮选型和磨削工艺参数，获得ra值为0.25μm～0.40μm，刻痕长度≤2.0mm的高ra值、短刻痕轧辊，满足冷轧板带材和阳极氧化用铝合金板带材轧制生产。
23.2.本发明选用粒度号为120～180#，硬度等级为g～j的白钢玉砂轮，其硬度较软，用于磨削不但能够提高轧辊的辊面粗糙度，还能减小砂轮脱粒，避免在反向精磨时在磨削区堆积磨粒而导致震纹缺陷。
24.3.本发明砂轮进给量逐渐减小直至精磨为0进给量，粗磨和半粗磨采用0.002～0.003mm进给量磨削以消除轧辊表面的使用缺陷和金属疲劳层，半精磨采用0.001～0.002mm进给量磨削得到1.8～2.5mm刻痕长度的均匀的辊面质量，精磨采用0mm进给量反向磨削用以抛光辊面同时将长刻痕打断成短刻痕，进而得到刻痕长度≤2.0mm的辊面。反向精磨时用10～15m/s的砂轮速度慢速磨削，同时砂轮进给量为0mm，用以避免精磨时在磨削区堆积磨粒而产生震纹。反向精磨时，轧辊与砂轮的接触弧小，用以抛光辊面，得到短刻痕辊面。
25.4.本发明专用磨削液中，机油作可作为油性剂形成润滑膜，可减小磨削热；磺基甜菜碱作为乳化剂，增加磨削液稳定性；苯甲酸钠作为防腐剂，硼酸钠作为防锈剂，共同防止金属生锈；二甲基硅油作为消泡剂可消除磨削过程产生的气泡；聚合氯化铝作为絮凝剂可聚合和沉淀磨削过程中产生的磨屑，减少磨削加工过程中产生的杂质，保持磨削液的清洁度，提高磨削液的散热效果；纳米碳化硅溶于乙二醇后导热性能增高，可快速降低磨削区的温度，防止辊面因温度过高影响结果。因此，本发明专用磨削液可有效防止磨削过程因温度过高导致轧辊表面金相发生变化，从而获得短刻痕轧辊。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
27.图1为实施例1得到的轧辊的辊面刻痕检测图(刻痕长度0.8-1.0mm)；
28.图2为对比例1得到的轧辊的辊面刻痕检测图(刻痕长度2.5-3.0mm)。
具体实施方式
29.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
30.实施例1
31.本实施例为一种短刻痕轧辊反向磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.25-0.28μm，包括以下步骤：砂轮选择
→
粗磨
→
半粗磨
→
半精磨
→
精磨。
32.(1)砂轮选择：选用粒度号为180#，硬度等级为g的白钢玉砂轮；
33.(2)粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度为15m/s，轧辊转速为20rpm，拖板移动速度为600mm/min，磨削电流为8a，磨削行程为1；
34.(3)半粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度为15m/s，轧辊转速为20rpm，拖板移动速度为600mm/min，磨削电流为8a，磨削行程为1。
35.(4)半精磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.001mm，砂轮速度为15m/s，轧辊转速为40rpm，拖板移动速度为400mm/min，磨削电流为6a，磨削行程为1。
36.(5)精磨：用反向磨削方式，砂轮进给量为0mm，砂轮速度15m/s，轧辊转速为60rpm，拖板移动速度为400mm/min，磨削电流为5a，磨削行程为1。
37.磨削时还使用专用磨削液进行冷却，所述专用磨削液包括如下质量百分比原料：机油1％、磺基甜菜碱0.1％、苯甲酸钠0.4％、硼酸钠0.2％、二甲基硅油2％、聚合氯化铝0.6％、纳米碳化硅0.8％、乙二醇1％和水95.7％。所述专用磨削液的制备方法为：s1、按上述质量百分数称取原料后，将机油、磺基甜菜碱、苯甲酸钠、硼酸钠、二甲基硅油、聚合氯化铝和水加入反应釜中磁力搅拌30min，得混合液；s2、向所述混合液中加入纳米碳化硅和乙二醇，于50℃下恒温水浴超声振荡分散1h，超声强度为200w/cm2，超声时间为20min，即得所述专用磨削液。磨削液使用浓度为2％。
38.本实施例磨削结果如下表：
39.实例ra刻痕长度震纹实施例10.255μm0.8-1.0无震纹
40.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.255μm，刻痕长度0.8-1.0mm，辊面无震纹，满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
41.实施例2
42.本实施例为一种短刻痕轧辊反向磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.36-0.40μm，包括以下步骤：砂轮选择
→
粗磨
→
半粗磨
→
半精磨
→
精磨。
43.(1)砂轮选择：选用粒度号为120#，硬度等级为j的白钢玉砂轮；
44.(2)粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.003mm，砂轮速度为30m/s，轧辊转速为40rpm，拖板移动速度为800mm/min，磨削电流为10a，磨削行程为2；
45.(3)半粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.003mm，砂轮速度为30m/s，轧辊转速为40rpm，拖板移动速度为800mm/min，磨削电流为10a，磨削行程为2。
46.(4)半精磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度为30m/s，轧辊转速
为80rpm，拖板移动速度为600mm/min，磨削电流为8a，磨削行程为2。
47.(5)精磨：用反向磨削方式，砂轮进给量为0mm，砂轮速度10m/s，轧辊转速为100rpm，拖板移动速度为600mm/min，磨削电流为6a，磨削行程为1。
48.磨削时还使用专用磨削液进行冷却，所述专用磨削液包括如下质量百分比原料：机油4％、磺基甜菜碱0.4％、苯甲酸钠0.8％、硼酸钠0.6％、二甲基硅油6％、聚合氯化铝0.9％、纳米碳化硅1.4％、乙二醇3％和水82.9％。所述专用磨削液的制备方法为：s1、按上述质量百分数称取原料后，将机油、磺基甜菜碱、苯甲酸钠、硼酸钠、二甲基硅油、聚合氯化铝和水加入反应釜中磁力搅拌50min，得混合液；s2、向所述混合液中加入纳米碳化硅和乙二醇，于60℃下恒温水浴超声振荡分散2h，超声强度为300w/cm2，超声时间为30min，即得所述专用磨削液。磨削液使用浓度为4％。
49.本实施例磨削结果如下表：
50.实例ra刻痕长度震纹实施例10.395μm0.9-1.4无震纹
51.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.395μm，刻痕长度0.9-1.4mm，辊面无震纹，满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
52.实施例3
53.本实施例为一种短刻痕轧辊反向磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.30-0.35μm，包括以下步骤：砂轮选择
→
粗磨
→
半粗磨
→
半精磨
→
精磨。
54.(1)砂轮选择：选用粒度号为150#，硬度等级为h的白钢玉砂轮；
55.(2)粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.003mm，砂轮速度为20m/s，轧辊转速为30rpm，拖板移动速度为700mm/min，磨削电流为9a，磨削行程为2；
56.(3)半粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度为20m/s，轧辊转速为30rpm，拖板移动速度为700mm/min，磨削电流为9a，磨削行程为1。
57.(4)半精磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度为20m/s，轧辊转速为60rpm，拖板移动速度为500mm/min，磨削电流为7a，磨削行程为1。
58.(5)精磨：用反向磨削方式，砂轮进给量为0mm，砂轮速度12m/s，轧辊转速为80rpm，拖板移动速度为500mm/min，磨削电流为6a，磨削行程为1。
59.磨削时还使用专用磨削液进行冷却，所述专用磨削液包括如下质量百分比原料：机油3％、磺基甜菜碱0.3％、苯甲酸钠0.7％、硼酸钠0.4％、二甲基硅油5％、聚合氯化铝0.7％、纳米碳化硅1.2％、乙二醇2％和水86.7％。所述专用磨削液的制备方法为：s1、按上述质量百分数称取原料后，将机油、磺基甜菜碱、苯甲酸钠、硼酸钠、二甲基硅油、聚合氯化铝和水加入反应釜中磁力搅拌30-50min，得混合液；s2、向所述混合液中加入纳米碳化硅和乙二醇，于50-60℃下恒温水浴超声振荡分散1-2h，超声强度为200-300w/cm2，超声时间为20-30min，即得所述专用磨削液。磨削液使用浓度为2-4％。
60.本实施例磨削结果如下表：
61.实例ra刻痕长度震纹实施例10.325μm0.8-1.2无震纹
62.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.325μm，刻痕长度0.8-1.2mm，辊面无震纹，满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
63.对比例1
64.本对比例为一种轧辊磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.30-0.35μm，包括以下步骤：砂轮选择
→
粗磨
→
精磨。
65.(1)砂轮选择：选用粒度号为100#，硬度等级为k的白钢玉砂轮；
66.(2)粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.005mm，其他参数与实施例1相同。
67.(3)精磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度30m/s，其他参数与实施例1相同。
68.本对比例使用的磨削液与实施例1相同。
69.本对比例磨削结果如下表：
70.实例ra刻痕长度震纹对比例10.346μm2.8-3.6mm无震纹
71.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.346μm，刻痕长度2.8-3.6mm，辊面无震纹，不满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
72.对比例2
73.本对比例为一种轧辊磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.30-0.35μm，包括以下步骤：砂轮选择
→
粗磨
→
精磨。
74.(1)砂轮选择：选用粒度号为100#，硬度等级为k的白钢玉砂轮；
75.(2)粗磨：用正向磨削方式，砂轮进给量为0.004mm，其他参数与实施例1相同。
76.(3)精磨：用反向磨削方式，砂轮进给量为0.002mm，砂轮速度35m/s，其他参数与实施例1相同。
77.本对比例使用的磨削液与实施例1相同。
78.本对比例磨削结果如下表：
79.实例ra刻痕长度震纹对比例10.334μm2.2-2.6有震纹
80.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.334μm，刻痕长度2.2-2.6mm，辊面有震纹，不满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
81.对比例3
82.本对比例为一种轧辊磨削方法，磨削轧辊工艺要求ra:0.30-0.35μm，磨削步骤与实施例1相同，但本对比例使用的磨削液为传统磨削液。
83.本对比例磨削结果如下表：
84.实例ra刻痕长度震纹对比例10.339μm2.7-2.9有震纹
85.从上表可知，按照本实施例磨削的轧辊ra为0.339μm，刻痕长度2.7-2.9mm，辊面有震纹，不满足阳极氧化用用铝合金板带材轧制要求。
86.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及
各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)砂轮选择：选用白钢玉砂轮进行磨削；(2)粗磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行粗磨；所述粗磨砂轮进给量为0.002～0.003mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为20-40rpm，磨削电流为8-10a，磨削行程为1-2；(3)半粗磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行半粗磨；所述半粗磨砂轮进给量为0.002～0.003mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为20-40rpm，磨削电流为8-10a，磨削行程为1-2；(4)半精磨：用正向磨削方式对轧辊表面进行半精磨；所述半精磨砂轮进给量为0.001～0.002mm，砂轮速度为15-30m/s，轧辊转速为40-80rpm，磨削电流为6-8a，磨削行程为1-2；(5)精磨：用反向磨削方式对轧辊表面进行精磨；所述精磨砂轮进给量为0mm，砂轮速度10～15m/s，轧辊转速为60-100rpm，磨削电流为5-6a，磨削行程为1。2.根据权利要求1所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述白钢玉砂轮粒度号为120～180#，硬度等级为g～j。3.根据权利要求1所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述粗磨和半粗磨步骤中，拖板移动速度均分别为600-800mm/min。4.根据权利要求1所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述半精磨和精磨步骤中，拖板移动速度均分别为400-600mm/min。5.根据权利要求1所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述磨削还包括使用专用磨削液进行冷却，所述专用磨削液包括如下质量百分比原料：机油1％-4％、磺基甜菜碱0.1％-0.4％、苯甲酸钠0.4％-0.8％、硼酸钠0.2％-0.6％、二甲基硅油2％-6％、聚合氯化铝0.6％-0.9％、纳米碳化硅0.8％-1.4％、乙二醇1％-3％和水80％-96％。6.根据权利要求5所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述专用磨削液的制备方法为：s1、按上述质量百分数称取原料后，将机油、磺基甜菜碱、苯甲酸钠、硼酸钠、二甲基硅油、聚合氯化铝和水加入反应釜中磁力搅拌30-50min，得混合液；s2、向所述混合液中加入纳米碳化硅和乙二醇，于50-60℃下恒温水浴超声振荡分散1-2h，超声强度为200-300w/cm2，超声时间为20-30min，即得所述专用磨削液。7.根据权利要求5所述的一种短刻痕轧辊反向磨削方法，其特征在于，所述磨削液使用时的浓度为2-4％。

技术总结
本发明公开了一种短刻痕轧辊反向磨削方法，涉及铝板带生产设备技术领域，解决了目前生产铝合金板带材所用的轧辊辊面刻痕过长的问题。本发明磨削方法如下：选择粒度号为120-180#，硬度等级为G-J的白钢玉砂轮进行磨削；粗磨、半粗磨和半精磨用正向磨削方式对轧辊表面进行磨削；精磨用反向磨削方式对轧辊表面进行精磨。本方法磨削的轧辊Ra值可达0.25μm-0.40μm，辊面刻痕长度≤2.0mm，辊面无震纹缺陷。辊面无震纹缺陷。辊面无震纹缺陷。


技术研发人员：梁新华 黄文辉 桑高锋 廖贵朗 黄成安 杜传慧 苏开列 覃燕玲
受保护的技术使用者：广西广投柳州铝业股份有限公司
技术研发日：2023.08.30
技术公布日：2023/10/20