CN116079507A - 一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法 - Google Patents
一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，该方法包括：一、对待磨削轧辊进行检查、尺寸测量和标记；二、将待磨削轧辊放进行粗磨；三、将经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；四、将经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊。本发明采用高精度数控磨床机，结合设计合理的磨削工艺，极大地保证了轧辊的尺寸精度，并提高了磨削效率，减少了磨削过程对轧辊表面的不良影响，得到尺寸精度高、表面质量优的轧辊，且使用该轧辊制备得到的微米级稀有金属箔材表面质量好，厚度尺寸精度高。
Description
技术领域
本发明属于稀有金属箔材产品加工制造技术领域，具体涉及一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法。
背景技术
稀有金属箔材在电子工业、化学工业、原子能工业、航空航天、薄膜技术和超导技术等现代工业生产和技术领域中已取得广泛应用。因此，这就会对于微米级箔材质量提出了更高的要求，高质量微米级箔材应具备尺寸高精度、表面高光亮度、表面无划痕、无压坑、一致性高等因素。而轧辊作为影响微米级稀有金属箔材质量因素之一，轧辊的服役条件极为苛刻，工作过程中要承受很大的交变应力、弯曲应力、剪切应力和摩擦力，非常容易产生磨损、热裂、表面质量不平整、剥落、压痕等现象。这些问题严重影响轧机的工作效率和使用寿命，制约微米级稀有金属箔材的质量，因此轧辊磨削工艺就会显得尤为重要。
将轧辊尺寸磨削得精度更高、表面质量更优，则可以获得厚度更薄、同板差更小、表面无缺陷的稀有金属箔材。目前，由于磨削技术的限制，常见磨削主要为短粗型、低长径比、中厚板带材用轧辊磨削，但未见有厚度小于10μm的微米级箔材轧制用、高长径比轧辊磨削。如申请号为202110667434.7的专利《一种中厚板用高强度工具钢轧辊的磨削方法》中公开了一种中厚板材用轧辊的磨削方法，通过三个磨削步骤，最终得到轧制中厚板用的轧辊；申请号为202211266670.9的专利《一种宽幅电池箔精轧辊的磨削方法》公开了一种轧制电池箔轧辊的方法，主要是针对10μm～50μm的铝箔材，相较于稀有金属，较易变形，其轧制用轧辊磨削难度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法。该方法采用效率和磨削精度高的数控磨床机结合粗磨、半精磨和精磨的磨削工艺，极大地保证了轧辊的尺寸精度，并提高了磨削效率，减少了磨削过程对轧辊表面的不良影响，获得优异的轧辊表面，最终得到尺寸精度高、表面质量优的微米级箔材轧制用高精度轧辊。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.003mm～0.01mm，进给量为0.001mm～0.005mm；
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.001mm～0.003mm；
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤一中所述待磨削轧辊的直径为5.50mm～7.00mm，辊面长度为200mm～205mm。轧制箔材的厚度受工作辊直径影响，即工作辊的直径越小，轧制力增大，有利于轧制箔材减薄，本发明通过对原料即待磨削轧辊外观尺寸进行限定，从而精度控制轧制箔材的厚度，最终获得厚度小于10μm的稀有金属箔材。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨后轧辊纵截面内直径一致性不超过0.005mm。通过对粗磨后轧辊纵截面一致性的限定，保证了轧辊自身公差，从而获得的微米级稀有金属箔材也具有符合行业标准及实际使用要求的厚度尺寸公差。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨的过程为：将经测量记录及标记后的待磨削轧辊的首尾用顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的中心位置，然后进行粗磨，具体粗磨工序如下：
本发明通过控制粗磨过程及工序，去除待磨削轧辊表面较大缺陷，为后续半精磨和精磨做准备。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤三中所述半精磨的过程为：将经粗磨后的轧辊的首尾用顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的中心位置，然后进行半精磨自动磨削，具体半精磨工序如下：
本发明通过控制半精磨过程及工序，以提高后续精磨效率。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤三中所述精磨的过程为：将经半精磨后的轧辊用两个顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的2/5和4/5位置，然后进行精磨手动磨削，具体精磨工序如下：
本发明通过控制半精磨过程及工序，使得轧辊的表面、直线度、圆度得到提高，达到轧制微米级稀有金属箔材使用要求。
本发明通过对三次磨削即粗磨、精磨和半精磨过程中处理对象的夹紧直线度、中心支架支撑位置及三次磨削工艺参数的限定，使得轧辊在满足使用公差及表面质量的条件下加快磨削速度，提高了磨削效率。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤四中所述微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮。由于轧辊直接作用接触稀有金属箔材表面，故轧辊辊面质量会直接影响到箔材表面质量，且质量问题会遗传的后续材料加工中并不能通过其他手段消除；本发明通过对轧辊的表面质量进行限定，保证了微米级稀有金属箔材的质量。
上述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤四中所述微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的直线度小于0.002mm，圆度小于0.001mm，粗糙度小于0.003μm。通过对产品高精度轧辊的尺寸公差限定，有效改善了微米级稀有金属箔材的板形，减少了断带，精确控制了微米级稀有金属箔材的厚度，提高了成品率和产品质量。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用数控磨床机对待磨削轧辊依次进行包括粗磨、半精磨、精磨的磨削工艺，极大地保证了轧辊的尺寸精度，并提高了磨削效率；同时，通过在不同磨削过程中选择合适的砂轮材质，减少了磨削过程对轧辊表面的不良影响，获得优异的轧辊表面，最终得到尺寸精度高、表面质量优的微米级箔材轧制用高精度轧辊。
2、本发明针对直径5.50mm～7.00mm、辊面长度200mm～205mm的轧辊进行磨削，该规格的轧辊具有较大的长径比，在磨削过程中轧辊尺寸公差较难控制且磨削效率低，本发明对其仅需三个磨削工艺即能得到微米级箔材轧制用高精度轧辊，显著节约了制备成本。
3、本发明的磨削过程在众多种类砂轮材质中优选洛刚玉砂轮与白刚玉砂轮，通过两种材质砂轮的搭配，有效提高轧辊磨削效率，简化了磨削工艺。
4、本发明的磨削工艺设计合理，方法可操作性强，采用本发明的制备方法有效提高了轧制微米级稀有金属箔材效率和质量，使用该轧辊制备得到的微米级稀有金属箔材表面质量好，厚度尺寸精度高。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的实物图。
图2为本发明实施例2制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的实物图。
图3为本发明实施例3制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的实物图。
图4为本发明实施例4制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的实物图。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，其直径为5.50mm，辊面长度为200mm，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮(PA)作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.003mm，进给量为0.001mm，具体粗磨工序如下：
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，具体半精磨工序如下：
由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.001mm，具体精磨工序如下：
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊，如图1所示。
经检测，本实施例制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮；其直线度为0.001mm，圆度为0.0005mm，粗糙度小于0.0012μm。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，其直径为7.0mm，辊面长度为205mm，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮(PA)作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.01mm，进给量为0.005mm，具体粗磨工序如下：
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，具体半精磨工序如下：
由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.003mm，具体精磨工序如下：
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊，如图2所示。
经检测，本实施例制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮；其直线度为0.001mm，圆度为0.0003mm，粗糙度小于0.0016μm。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，其直径为5.50mm，辊面长度为205mm，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮(PA)作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.005mm，进给量为0.003mm，具体粗磨工序如下：
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，具体半精磨工序如下：
由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.002mm，具体精磨工序如下：
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊，如图3所示。
经检测，本实施例制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮；其直线度为0.0015mm，圆度为0.0007mm，粗糙度小于0.0011μm。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，其直径为7.0mm，辊面长度为200mm，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮(PA)作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.007mm，进给量为0.002mm，具体粗磨工序如下：
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，具体半精磨工序如下：
由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.0015mm，具体精磨工序如下：
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊，如图4所示。
经检测，本实施例制备的微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮；其直线度为0.0013mm，圆度为0.0004mm，粗糙度小于0.0025μm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对待磨削轧辊进行目视检查，测量记录待磨削轧辊的外观尺寸，并用记号笔标记出待磨削轧辊表面的待修磨缺陷；
步骤二、将步骤一中经测量记录及标记后的待磨削轧辊放置于磨床上进行粗磨；所述粗磨采用100目洛刚玉砂轮作为磨轮，并用平衡心轴进行静态平衡调试，粗磨过程中采用数控编程进行自动直线循环磨削，且磨削量为0.003mm～0.01mm，进给量为0.001mm～0.005mm；
步骤三、将步骤二中经粗磨后的轧辊依次进行半精磨、精磨；所述半精磨、精磨采用白刚玉砂轮作为磨轮，并采用从半精磨到精磨的多次薄层磨削方法，由自动磨削转换为手动多次磨削，且进给量减小至0.001mm～0.003mm；
步骤四、将步骤三中经精磨后的轧辊进行目视检测和尺寸公差测量，得到微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊。
2.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤一中所述待磨削轧辊的直径为5.50mm～7.00mm，辊面长度为200mm～205mm。
3.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨后轧辊纵截面内直径一致性不超过0.005mm。
4.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨的过程为：将经测量记录及标记后的待磨削轧辊的首尾用顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的中心位置，然后进行粗磨，具体粗磨工序如下：
5.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤三中所述半精磨的过程为：将经粗磨后的轧辊的首尾用顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的中心位置，然后进行半精磨自动磨削，具体半精磨工序如下：
6.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤三中所述精磨的过程为：将经半精磨后的轧辊用两个顶尖夹紧，且夹紧后轧辊的直线度小于0.002mm，并用中心架支撑轧辊的2/5和4/5位置，然后进行精磨手动磨削，具体精磨工序如下：
7.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤四中所述微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的表面无螺旋纹痕迹，无砂粒造成的局部小划痕，整体表面一致性高，且光洁发亮。
8.根据权利要求1所述的一种微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的磨削方法，其特征在于，步骤四中所述微米级稀有金属箔材轧制用高精度轧辊的直线度小于0.002mm，圆度小于0.001mm，粗糙度小于0.003μm。
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