CN1898039A - 用于轧辊磨削应用的磨轮及其轧辊磨削方法 - Google Patents

Abstract

用在磨削过程中需要最小的轮磨损补偿、轮廓误差补偿或者锥形误差补偿的磨轮将铁和钢轧辊磨削到生产质量要求。在结合体系中，磨轮基本上由选自由天然金刚石、人造金刚石、立方氮化硼和其混合物组成的组的超级研磨材料组成，以获得具有延长的轮寿命的磨轮，并且它从轧辊上去除最少的备料来实现所需的轧辊几何形状。

Description

用于轧辊磨削应用的磨轮及其轧辊磨削方法

相关申请和优先权的主张：本申请要求2003年12月23日提交的美国临时专利申请No.60/523,321的优先权，并且其内容通过引用被包括在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于铁轧辊磨削应用的磨轮和将轧辊重新磨削到所需几何质量的方法。本发明也涉及在结合体系(bond system)中包含立方氮化硼作为主要磨料的磨轮。

发明背景

轧制是一种用于在一些行业(如钢、铝、铜和纸行业)中生产不同厚度的带、板或片的成形工艺。轧辊被制造成带有特定的几何公差和表面整体性规格(surface integrityspecification)的不同形状(轮廓)以满足轧制应用的需要。轧辊典型地是由铁、钢、烧结碳化物(cemented carbide)、花岗岩或其复合物制成。在轧制操作中，轧辊经受相当的磨损并且表面质量发生变化，因此要求通过机加工或磨削，即“轧辊磨削”，使该轧辊定期再整形，使其重新回到所需的几何公差，同时使表面无进给线、颤痕和表面不规则性(如轧辊表面的刮痕和/或热降解)。这些轧辊用横向来回于所述轧辊表面的磨轮来磨削，所述磨轮可以在专用的轧辊磨削机(roll grinding machine)(离线)上，或者安装在带材轧机(strip rolling mill)上，其中轧辊磨削装置(在线)连接在轧机中的轧辊架(roll stand)上。

这两种方法急待解决的问题是以最小的备料去除(stock removal)将轧辊修复到其正确的轮廓几何形状，并且无可见的进给线、可见的颤痕或者表面不规则性。进给线或者进给痕迹是在与轧辊每转一圈轮前进的距离所对应的轧辊表面上的轮前缘的压印。颤痕相应于在轧辊圆周上周期出现的轮-工件接触线，归因于轮跳动误差(run out error)或归因于由磨削体系中的多个源(如磨轮不平衡、主轴轴承(spindle bearing)、机器结构、机器进给轴、电动机驱动、液压和电气脉冲)引起的振动。在轧辊中进给痕迹和颤痕都是不希望有的，因为它们影响使用中轧辊的耐用性，并且在成品中产生不希望的表面质量。轧辊中的表面不规则性与刮痕和/或磨削后轧辊的工作表面的热降解有关。从轮释放出来的自由磨料粒子(abrasive particle)或磨屑材料以随机方式擦伤轧辊表面导致刮痕。对于刮痕来讲，通常根据应用采用视觉检查来取舍轧辊。轧辊表面的热降解是由磨削过程中的过热所引起的，所述过热导致在或接近磨削表面的轧辊材料的显微结构改变和/或有时导致在轧辊中的裂缝。使用涡电流和超声波检查方法检测在磨削后轧辊中的热降解。

一般对于离线的轧辊磨削方法而言，磨削机被装备成使得磨轮旋转轴与工作轧辊旋转轴平行，并且与旋转轧辊表面接触的旋转轮沿着轧辊的轴来回横向移动，以产生所需的几何形状。轧辊磨削机可以从许多给轧辊磨削行业供应设备的厂商商购，所述厂商包括Pomini(米兰、意大利)、Waldrich Siegen(德国)、Herkules(德国)等等。离线轧辊磨削中使用的磨轮形状一般是1型(Type 1)轮，其中所述轮的外径正面(face)进行磨削。

在轧辊磨削行业中通常的做法是：用在有机结合的树脂轮体系(例如紫胶型树脂或酚醛树脂基体)中包括常规磨料(例如氧化铝、碳化硅或其混合物)以及填料和次要的磨料的磨轮来磨削铁或钢轧辊材料。在该行业中同样已知的是，在用酚醛树脂结合的基体(matrix)制成的磨轮中使用金刚石作为主要的磨料来磨削由烧结碳化物、花岗岩或非铁轧辊材料制成的轧辊材料。无机结合的或玻璃化的或陶瓷结合的磨轮与有机树脂结合的轮相比，在轧辊磨削应用中是不成功的，因为与后者相比，前者耐冲击性能低，并且耐颤动性能低。已知有机树脂结合的轮在轧辊磨削应用中更好使，因为与具有较高E-模数(18GPa-200GPa)的无机玻璃化结合轮相比，它们的E-模数(1GPa-12GPa)低。与玻璃化结合的常规轮体系有关的另一个问题是其易碎性能导致轮边缘在磨削过程中损坏，在工作轧辊(work roll)中导致刮痕和表面不规则性。

美国专利申请公开文本No.20030194954A1公开了基本上由常规磨料(如氧化铝磨料或碳化硅磨料及其混合物)组成的轧辊磨轮，所述常规磨料与酚醛树脂结合体系中所选的粘合剂(binder)和填料聚结，以给出相对于紫胶树脂结合体系的改善的磨轮寿命。在该实施例中，磨削19个轧辊之后显示累积磨削比G为2.093，这说明比所观察到的紫胶树脂结合轮的G提高2-3倍。磨削比G表示去除的轧辊材料体积对磨损的轮体积的比率。G值越高，轮寿命越长。然而，即使用这些改进的磨轮，在磨削钢轧辊中，磨轮磨损的比率仍然相当大，在磨削循环(cycle)中使用连续的径向轮磨损补偿(WWC)以满足轧辊中的几何锥形公差(taper tolerance，TT)。在现有技术中，锥形公差TT相当于轧辊中从轧辊的一端到另一端允许的尺寸变化。WWC是通过将磨轮进给轴不断移动进入轧辊表面作为轮的轴向横向移动的函数来完成。在轧辊磨削中，WWC的要求决定了需要复杂的机械控制，并且对磨削循环增加复杂性。

使用现有技术中的常规磨料的磨轮有另外一个缺点。在轧辊磨削加工过程中，轮经受快速的轮磨损，要求多次校正磨削行程(passes)以产生所需公差内的轧辊轮廓和锥形，所需公差一般小于0.025毫米。这些额外的磨削行程导致昂贵的轧辊材料的去除，致使可用的轧辊工作寿命缩短。在现有技术中，TT/WWC比率范围一般为0.5到5(其中TT和WWC以一致的单位表示)以满足具有常规磨料的轧辊规格。较高的TT与WWC的比率对有用的轧辊寿命和磨轮寿命的最大化特别可取，并且因此改善轧辊磨削加工的效率。

校正磨削行程的第三个缺点是增加循环时间，因此减少所述工艺的生产率。由于有机树脂结合的轮的加速磨损而导致频繁换轮，也出现生产时间的损失。常规磨轮还面临第四个缺点：有效的轮直径在轮的寿命过程中一般从36减少到24英寸(914-610毫米)，对其补偿能对磨削主轴头导致大的悬臂作用(cantilever action)。不断增加的悬臂作用导致磨削系统的刚性(stiffness)的不断改变，在轧辊磨削加工中造成不一致。

许多其他现有技术的文献，即欧洲专利文件EP03444610和EP0573035和美国专利No.5,569,060和美国专利No.6,220,949公开了一种在线的轧辊磨削方法，日本专利文件JP06226606A公开了一种离线的轧辊磨削装置及其操作，其中使用平坦的盘状平面轮(杯形平面轮)6A2型来磨削轧辊。在这种类型磨削系统中的磨轮轴垂直于工作轧辊轴，使轮的轴向侧面(工作面)用恒定的力以摩擦滑动接触方式压在外圆周轧辊表面。在这种设计中，轮的主轴轻微倾斜以便与工作轧辊表面的接触出现在轮的前面。这种方法中的磨轮在工作轧辊的扭矩的帮助下也被动地运转或由磨削主轴电动机主动地运转。

在另一篇现有技术的文献中，欧洲专利文件EP0344610公开一种在线轧辊磨削中使用的杯形平面轮，具有两个整体结合的磨料环形圈部件(member)，其中该轮在对于每一磨料部件的两种不同的结合体系如有机或无机结合体系中分别包括氧化铝、碳化硅、CBN或金刚石磨料。玻璃化结合的磨料层(具有较高的E-模数19.7-69GPa)是内圈部件；而外圈部件用有机树脂结合体系(较低的E-模数1-9.8GPa)制造以避免轮的碎裂和裂缝。由于对于不同结合体系的两个部件，磨轮磨损的比率不相同，在磨削轧辊中频繁地出现轮廓误差、颤动和刮痕。

美国专利No.5,569,060和No.6,220,949公开一种杯形平面酚醛树脂结合的CBN轮，带有(with)不同柔性轮体设计以便在磨削工作轧辊的同时吸收由轧辊磨削机架产生的强烈振动。在此，用柔性轮体设计，在磨削过程中，轮面和轧辊表面之间的接触力一般控制在恒定大小(30-50kgf/mm磨轮面宽度)以便沿着工作轮面实现均匀接触。

在日本专利公开JP06226606A中公开的离线磨削方法中同样应用了这种柔性轮设计。用杯形平面磨轮以恒定的轮柔性或恒定的轮载荷进行磨削是指：材料的去除率取决于轮的锐度(sharpness)和要被磨削的轧辊材料的类型。由于在碾磨(mill)操作中工作轧辊上磨损并不总是均匀的，当工作轧辊磨损大(超过0.010毫米)时由于杯形轮平面和轧辊表面之间的不均匀接触扩大而变得非常难解决。这导致不均匀的轮磨损，影响轮沿着其工作面的切削能力或锐度，导致在工作轧辊沿着其轴长度方向上不均匀的备料去除，并且在加工过程中导致轮廓误差和颤动。

在轧辊上大的磨损量扩大之前，通过频繁地磨削轧辊并且校正表面不规则性，用杯形平面CBN磨轮的稳定的磨削过程则才有可能。用这个方法，可以设想：与离线磨削方法中使用的常规磨料1型轮相比，比率TT/WWC可增加超过10。然而，杯形平面轮设计的限制因素是：当磨削各种形状如凸冠(convex crown)、凹冠(concave crown)或沿着轧辊轴连续数值轮廓的轧辊时保持比率TT/WWC大于10存在相当的挑战和困难。

离线和在线的轧辊磨削方法提供两种不同的途径，以其不同的动态布置和磨削加工策略来重修工作轧辊和支承轧辊的表面。在离线方法中，在轮的有效寿命期间，使用的磨削制品用于磨削单一的工作轧辊材料规格，或更多用于多种工作轧辊材料规格如铁、高速钢-HSS、高铬合金钢等。另一方面，在线的轮仅仅磨削轮寿命期间在该架上使用的单一工作轧辊材料规格。因此，磨轮制品规格和用于制造杯形平面盘形轮(6A2型)设计的轮制造方法不能转变为制造1型磨轮，因为它们的应用方法明显不同。

如前述，在磨削轧辊中，无颤痕和进给痕的磨削极其重要。日本专利JP11077532公开了一种无颤动磨削轧辊的设备。在这个设备中，在磨削过程中，安装在磨削主轴头和轧辊机架上的振动探测器连续监视振动水平并且调整磨轮和轧辊的旋转速度，使其不超过阈值颤动振动水平。然而，这个方法要求磨轮的转速和轧辊的转速之间的转速比保持恒定，这在磨削优质轧辊中增加了复杂性。

需要改进并简化的轧辊磨削方法，以使用单一轮规格来磨削具有各种轮廓外形和含铁材料规格的工作轧辊，使得比率TT/WWC大于10。TT/WWC的最大化确保显著节约昂贵的轧辊材料的成本。也需要具有提高磨轮寿命的磨轮，以改善轧辊质量，由此在轧辊车间和带材轧机中减少总的消耗成本。

发明内容

本发明针对解决上述的一个或多个问题。本发明的实施方案包括一种改进的磨轮和简化的磨削(grinding)方法，以磨削各种铁轧辊材料(例如铁和钢合金)和用于热和冷轧带材轧机的轧辊形状。在实施方案中，磨轮包括结合体系中的立方氮化硼(CBN)，具有延长的磨削寿命，使得比率TT/WWC可能明显大于10并且轧辊显示基本上没有可见的进给痕和颤痕。在另一个实施方案，应用CBN磨轮的方法，使得小于0.2毫米的最小化磨削量从磨损的轧辊直径上被去除，以实现该机加工轧辊所需的几何规格和视觉规范。在本发明的另一个实施方案中，应用CBN磨轮磨削轧辊而无颤动和进给痕的方法允许改变磨轮速度和/或轧辊速度，而无需监视振动水平，并且不必维持恒定的速度比。

在个实施方案中，本发明涉及磨削硬度大于65SHC(用硬度计(Scleroscope)测量的肖氏硬度C)并且具有最小直径至少为10英寸和长度至少为2英尺的铁轧辊的方法。在这个实施方案中，该方法可以包括步骤：a)在机器主轴上安装磨轮，并且在磨轮旋转轴和轧辊旋转轴之间设置角度，使得所述的这些轴彼此平行或具有小于25度的倾斜度；b)使旋转轮与旋转轧辊表面接触并且使轮横向移动经过轧辊的轴长度，使得比率TT/WWC大于10；和c)磨削轧辊表面，使其基本上无可见的进给痕和颤痕。

在另一个实施方案中，本发明涉及磨削硬度大于65SHC(用硬度计测量的肖氏硬度C)的铁轧辊的方法，包括步骤：用在无机玻璃化(vitrified)结合或树脂结合体系中基本上由超级研磨材料和努氏硬度小于3000KHN的次要磨料组成的磨轮来磨削轧辊，所述的超级研磨材料选自由天然金刚石、人造金刚石、立方氮化硼、或具有努氏硬度大于3000KHN的其他材料组成的组，并且其中所述的磨削是通过维持比率TT/WWC大于10来进行的，以获得在所述轧辊上的小于1.25微米Ra表面粗糙度。

在本发明的一个实施方案中，在玻璃化结合或树脂结合体系中，主要的超级研磨材料是范围在15到50体积％的立方氮化硼(CBN)。

在实施方案中，本发明还涉及无明显的颤动和进给痕的磨削轧辊的方法，其中在1到30秒时间段，磨轮旋转速度和轧辊旋转速度中的至少一种的幅度变化量为1到40％。

附图简述

图1是本发明用于轧辊磨削操作的超级磨轮的一个实施方案的横截面图。

图2A-2D是本发明的轮构造的不同实施方案的横截面图，而图2E-2F是可以应用于对图2A-2D进一步的修改。

图3是本发明对于具有多区段(multiple sections)的超级磨轮的一个实施方案的横截面图。

图4A和4B是说明在磨削循环中使用有机树脂结合常规氧化铝和/或碳化硅的现有磨轮与本发明使用玻璃化结合或树脂结合的CBN轮的一个实施方案之间的区别的图表。

图5A-5C说明轧辊磨削操作中振动速度的幅度对频率的关系。

具体实施方式

为了简单起见和为了说明的目的，本发明的原理主要通过参考其实施方案进行描述。此外，在以下说明中，为了提供对本发明彻底的了解，阐述许多具体细节。然而，这对本领域普通技术人员而言，显然可以在没有这些具体细节限制的情况下实现本发明。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法和结构，而不必要地模糊了本发明。

还必须注意：如本文和所附权利要求书中使用的那样，单数形式“一”(″a″、″an″)和“所述”(″the″)包括复数，除非上下文有其他规定。除非有其他定义，在本文中使用的所有的技术和科学术语具有如本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管在本发明的实施方案的实践或测试中可以使用与本文中描述的那些相类似或等同的任何方法，但是现在描述优选的方法。在本文中提到的所有公开文本和文献引入本文供参考。本文没有什么内容可以被解释为承认本发明不能以在先发明的名义具有比这样的公开在先的日期。

本文中针对用途的方法预期是在现存条件的疗法中的预防用途以及治疗用途。如本文中所使用的术语“大约”是指加上或减去所使用的数值的10％。因此，“大约50％”是指在45％-55％的范围内。为了将本发明描述得可以被更充分地了解，阐述以下详细的说明。

在本发明的一个实施方案中，用于轧辊磨削应用的改进的磨轮包括无机结合的磨轮，如玻璃化或陶瓷结合体系，其中超级研磨材料(如立方氮化硼)用作主要的研磨材料。

玻璃化结合体系。在本发明的某些实施方案中使用的玻璃化结合体系的实施例可以包括多种结合剂，所述结合剂的特征是在现有技术中已知的提高机械强度，该结合剂与常规的熔融氧化铝或MCA(也称为烧结溶胶凝胶α-氧化铝)磨料砂(abrasive grit)一起使用的，所述的磨料颗粒如美国专利No.5,203,886；No.5,401,284；No.5,863,308；和No.5,536,283所述的那些，其内容在本文中引用供参考。

在本发明的一个实施方案中，玻璃化结合体系基本上由多种无机材料所组成，所述的无机材料包括但不局限于粘土、高岭土、硅酸钠、氧化铝、碳酸锂、五水合硼砂、十水合硼砂或硼酸，和苏打灰、燧石、硅灰石、长石、磷酸钠、磷酸钙和各种已经用于制造无机玻璃化结合剂的其他材料。

在另一个实施方案中，玻璃料与玻璃质结合剂原料组合使用或代替原料使用。在第二个实施方案中，在组合中的上述结合剂材料包括以下氧化物：SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、P₂O₅、Li₂O、K₂O和B₂O₃。在另一个实施方案中，所述的材料包括碱土金属氧化物，如CaO、MgO和BaO，连同ZnO、ZrO₂、F、CoO、MnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、Bi₂O₃和/或其组合。在再一实施方案中，结合体系包括碱金属硼硅酸盐玻璃(alkaliborosilicate glass)。

在本发明的一个实施方案中，结合体系可以包括最优化量的含磷氧化物(phosphorous oxide)、氧化硼、硅石、碱(alkali)、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、硅酸铝、硅酸锆、水合硅酸盐、铝酸盐、氧化物、氮化物、氮氧化合物、碳化物、碳氧化物和/或其组合和/或其衍生物，通过维持合适的氧化物比率，以获得高强度、坚韧(例如耐裂缝蔓延)、低温结合。

在另一个实施方案中，结合体系包括至少两种具有CBN颗粒(CBN grain)的无定形玻璃相以获得对结合基底更大的机械强度。在本发明另一个实施方案中，超级磨轮包括大约10-40体积％的无机材料，如玻璃粉(glass frit)，例如硼硅酸盐玻璃、长石、及其他玻璃组合物。

适当的玻璃质结合剂组合物可以从Cleveland，Ohio的Ferro Corp.及其他公司购买到。

超级磨料组合。超级研磨材料可以选自现有技术中已知的任何合适的超级研磨材料。超级研磨材料是一种具有努氏硬度至少为大约3000kg/mm²，优选至少为大约4200kg/mm²的材料。这些材料包括人造或天然金刚石、立方氮化硼(CBN)及其混合物。任选地，可以对超级研磨材料提供涂层，如镍、铜、钛、或能沉积到超级磨料晶体上的任何耐磨或传导的金属的涂层。涂覆的超级磨料CBN材料可以从各种来源购买到，如俄亥俄州Worthington的Diamond Innovations，Inc.，商品名称为Borazon CBN；Element Six，商品名称为ABN，和Showa Denko，商品名称为SBN。

在一个实施方案中，超级研磨材料是单晶或微晶CBN粒子，或两种CBN类型或不同韧性的任何组合(见例如国际专利申请公开号WO 03/043784A1)。在本发明的一个实施方案中，超级研磨材料包括磨料粒度范围从大约60/80目尺寸到大约400/500目尺寸的CBN。在再一个实施方案中，超级磨料组分包括磨料粒度范围从大约80/100目尺寸到大约22-36微米尺寸(相当于大约700/800目尺寸)的CBN或金刚石。

在本发明的一个实施方案中，超级研磨材料的脆性指数至少为30。在本发明的第二个实施方案中，超级研磨材料的脆性指数至少为45。在本发明的第三个实施方案中，超级研磨材料的脆性指数至少为65。脆性指数是韧性的尺度，并且对于确定砂粒(grit)在磨削过程中耐破碎性能是有用的。给定的脆性指数值是在易碎性试验之后保留在筛上的砂粒的百分数。这个过程包括高频、低负载冲击试验，并且被超级磨料的制造商用于测量砂粒的韧性。较大的值显示较大的韧性。

在本发明的一个实施方案中，磨轮包括大约10到大约60体积％的超级研磨材料。在第二个实施方案中，在玻璃化结合或树脂结合体系中，主要的超级研磨材料是范围在大约20到大约40体积％的立方氮化硼(CBN)。

能用作本发明的超级磨料组分的材料的实施例包括，但是不局限于，BORAZONCBN I型，1000，400，500和550等级，可以从美国俄亥俄州Worthington的DiamondInnovations Inc.购买到。

多孔组合。本发明某些实施方案的磨轮的组成包含从大约10到大约70体积％孔隙率。在一个实施方案中，从大约15到大约60体积％。在另一个实施方案中，从大约20到大约50体积％的孔隙率。

孔隙是由材料的固有堆积密度提供的固有空隙和常规气孔诱导介质形成的，所述的气孔诱导介质包括，但不限于，空心玻璃珠、磨碎的胡桃壳、塑性材料或有机化合物的珠子、发泡玻璃粒子、和氧化铝空心球(bubble alumina)、伸长晶粒(elongatedgrain)、纤维及其组合。

其他组分。在本发明的一个实施方案中，所使用的次要的磨粒(abrasive grain)提供大约0.1到大约40体积％，并且在第二个实施方案中高达35体积％。所使用的次要的磨粒可以包括，但是不局限于：氧化铝、碳化硅、燧石、石榴石颗粒和/或其组合。

在制造包含这些结合剂的磨轮中，可以将少量有机粘合剂添加到粉末状的结合组分、熔结的(fritted)或原料中，作为成形或加工助剂。这些粘合剂可以包括糊精及其他种类的胶质物，液体成分，例如水或乙二醇、粘度或pH改性剂和混合助剂。粘合剂的使用改善烧成前或生压轮(green pressed wheel)和烧成的轮(fired wheel)的磨轮均匀性和结构质量。因为在焙烧期间，如果不是全部，至少大多数粘合剂被烧光，它们没有变成最终结合或磨削工具的部分。

制造超级磨轮体的过程。制造玻璃质结合轮的过程在本领域中是众所周知的。在本发明的一个实施方案中，玻璃质结合CBN磨料层是用或不用陶瓷垫层通过冷压和烧结法或通过热压烧结法制造的。

在冷压法的一个实施方案中，玻璃质结合轮混合物在模具中冷压到轮的形状，并且在窑或炉中烧制该模制的产品以便充分烧结该玻璃。

在热压法的一个实施方案中，将玻璃质结合轮混合物置于模具中，并同时施加压力和温度以产生烧结的轮。在一个实施例中，用于模制的压机中的加载在从大约25吨到大约150吨的范围。烧结条件从大约600℃到大约1100℃的范围，取决于所述的轮中玻璃粉的化学性质、磨料层的几何形状和所需要的硬度。玻璃化结合CBN磨料层可以是结合或胶合到轮体芯上的连续轮缘(rim)或分段的轮缘产品。

轮芯材料可以是金属的(实施例包括铝合金和钢)或非金属的(实施例包括陶瓷的、有机树脂结合的或复合材料)，用环氧胶粘剂(adhesive)将起作用的或能够实际应用的玻璃质结合的CBN磨料层轮缘或片段附着或结合到所述轮芯材料上。芯材料的选择受磨削机主轴中能够被使用的轮的最大重量、轮的最大运转速度、轮对磨削无颤动的最大刚性，以及满足每一ANSI代号S2.19中的最小质量等级G-1的轮平衡条件的影响。

使用的金属材料典型地是中碳合金钢或铝合金。机加工金属芯体，使径向和轴向跳动小于0.0005”(＜0.0125毫米)，并且将本体彻底清洁，以使玻璃化结合的CBN磨料层结合或胶合在其上。

非金属轮体材料可以具有有机树脂结合剂或包括氧化铝和/或碳化硅磨料的无机玻璃质结合剂，在所述的芯中所述的材料被用耐水的或耐磨削冷却剂吸附的聚合材料进行孔处理。非金属芯材料，除了它们不用作磨轮表面之外，可以用如有机树脂结合的磨轮或者无机玻璃质结合的磨轮相同的方法制造。

可以用环氧胶粘剂将玻璃质结合的CBN磨料层附着到非金属芯上，并且然后可以将磨轮精加工(finished)成用于应用的正确的几何形状和大小。在一个实施例中，将制造的轮精加工成轮回火尺寸(drawing dimension)，测试速度到60米/秒，并且动态平衡到每一ANSI代码S2.19的G-1或更好。然后在这种例如由Waldrich Siegen、Pomini、Herkules及其他公司制造的轧辊磨削机的离线磨削方法中应用本发明中的磨轮。

在这个实施例中，将玻璃化CBN磨轮安装在轮适配器上，并且固定在磨削主轴上。然后用旋转的金刚石盘(diamond disc)修整该轮，使轮中的径向跳动小于0.005毫米。然后将磨轮在机器主轴上在45m/s的最大运转速度进行动态平衡，使不平衡的幅度小于0.5μm。优选的是使磨轮不平衡幅度小于0.3μm。

超级磨料磨轮。在本发明的一个实施方案中，在如显示轮的横截面的图1所示的构造中使用了磨轮磨料层，所述的轮具有包括玻璃质结合体系的圆环外周边(以环的形式)，所述玻璃质结合体系具有超级磨料的组成(例如CBN磨料)，所述的玻璃质结合体系被烧结在作为垫层12的无机基底材料(例如玻璃化氧化铝或非陶瓷材料)上，以形成单一部件(member)。

垫层(backing layer)12也可以是由无机材料或有机材料制造的单独的部件，CBN磨料层通过胶粘剂被固定到该部件。CBN层本身，或者与12一起可以具有分段的设计或者是连续轮缘的构件，该部件通过胶粘剂层13结合到轮芯(14)上。在本发明的一个实施方案中，使用分段的磨料层轮设计。

轮芯14可以包括金属或聚合材料，并且胶粘剂结合层13可以包括有机或无机结合材料。在另一个实施方案中，可以制造磨轮而无需垫层12。

在本发明其他的实施方案中，超级磨轮部件可以具有如图2A-2F中所示的不同的轮构造，例如圆角，冠状(凸冠或凹冠)、圆柱或锥形起伏(taper relief)轮等。这些构造可以通过修整或通过模制所述的磨料片段成所需要的具有表1所示尺寸的形状来实现：

表1-用于轧辊磨削应用的示范性的CBN磨轮构造

轮直径，D	400毫米-1000毫米
		轮宽度，W	6毫米-200毫米
CBN层厚度，T	3毫米-25毫米
		垫层厚度，X	0毫米-25毫米
A	0.002毫米-1毫米
		B	0.1W-0.9W
C	0.005毫米-3毫米
		D	0.005毫米-10毫米

在本发明的一个实施方案中，磨轮CBN磨料部件可以具有如图3所示的、在无机玻璃化结合或有机树脂结合体系中使用在磨料层中具有不同超级磨料组成的多区段的轮的构造。用该轮中的多个区段(section)111、112、113和/或使用改变区段的宽度来说明多区段的轮的应用。所述区段的宽度可以从轮总宽度(W)的2％变化到高达40％。

在使磨削性能最佳化的其他实施方案中，轮构造的组合(如图2A-2F所示)可以与具有改变和优化变量(如不同目数尺寸或脆性指数的超级磨料组分)的多区段的轮相结合。

目数大小和磨料浓度的改变可影响轮不同区段的相对弹性模数。因此，在一些应用中，在轮的外区段上CBN不同的目数大小和浓度的使用以及不同区段的宽度可以根据颤动、进给痕和/或磨削复杂轮廓的能力来被优化和/或平衡，以获得最佳的性能。在本发明的一个实施方案中，包括更高浓度的CBN或金刚石的磨轮应用提供了改善的表面光洁度(finish)和增加的寿命，尽管这可能更易于产生颤痕。

本发明的磨轮的应用。在本发明的一个实施方案中，在CNC驱动磨削机中，用CBN轮来磨削轧辊轮廓几何形状变化的轧辊，例如冠状轧辊轮廓或沿着轧辊的轴改变幅度和周期的连续数值轮廓(numerical profile)，使比率TT/WWC大于10。

应该注意：本发明应用CBN轮的方法和原理也可以应用于除了无机玻璃化结合剂以外的结合体系，例如树脂结合的CBN轮，以便在磨削轧辊中获得类似的结果。

在另一个实施方案中，用具有与现有技术中的磨轮相同的轮规格和轮几何形状的玻璃化CBN轮来随机磨削不同的具有变化轮廓几何外形的工作轧辊材料(如铁轧辊、高铬钢轧辊、锻造HSS轧辊和浇铸HSS轧辊材料)而不必为了轧辊材料变化或轧辊轮廓几何形状的变化修整该轮，这与现有技术中的对比磨轮相似。

可以用本发明示范性的磨轮来磨削带材磨削机中的工作轧辊，所述工作轧辊一般长于610毫米，直径至少为250毫米。工作轧辊可以是各种形状的，例如直圆筒、冠状轮廓及其他沿着轧辊轴的复杂的多项式分布轮廓。它们典型地被磨削到所需公差，如轮廓形状公差小于0.025毫米、锥形公差小于15纳米/毫米长度，圆度误差小于0.006毫米，并且具有R_a小于1.25微米的表面光洁度要求，而且无可见的颤痕、进给痕、轧辊材料的热降解及其他表面不规则性(如轧辊表面上的刮痕和热裂缝)。在第二个实施方案中，表面光洁度R_a小于5微米。在第三个实施方案中，表面光洁度R_a小于3微米。

在另一个实施方案中，用玻璃化结合的CBN轮磨削工作轧辊材料而无任何可觉察的颤痕和进给痕。通过在机器中动态平衡该轮并且通过选择磨削参数使得在磨削过程中该体系中不产生共振频率和谐波，来抑制颤动。轧辊表面上的进给痕的去除是通过在每个磨削行程上改变磨轮横向移动速率和/或对于每个磨削行程改变材料去除率来进行的。

在另一个实施方案中，在磨削过程中，通过在玻璃化结合的CBN轮中和/或在工作轧辊旋转速度幅度和周期中引入控制的变化来抑制轧辊颤动，其中磨轮的速度对轧辊速度的比率不是恒定的。

图4A和4B是显示分别在有机树脂结合体系中包括常规氧化铝和/或碳化硅的现有技术的轮和本发明实施方案的CBN结合磨轮之间的磨削循环上的差异的图。

如图4A所述，在位置A1处与轧辊表面R接触的磨轮W前进到A2深度(相当于轮直径向端进给EI＝A1-A2)并且沿着轧辊轴横向移动到轧辊另一端的位置B1。由于对比的现有技术轮从A2到B1连续磨损，对磨轮头滑动装置(slide)增加轮磨损补偿(WWC)以补偿轮半径的减小，使沿着工作轧辊去除备料的最终结果等于端进给EI。刀具路径T1说明使用具有大小等于A2减B1的轮磨损补偿。轮到达位置B1之后，该磨轮进一步前进到位置B2并且横向移动到位置A3，沿着刀具路径T2具有轮磨损补偿。来回应用该过程直到工作轧辊加工到几何公差。在现有技术的轧辊轧实践中，对于0.025毫米的轧辊锥形公差，比率TT/WWC范围一般为从0.25到5。

图4B说明本发明的具有玻璃化结合CBN轮的一个实施方案，具有零或小于每毫米轧辊长度1纳米的最小轮磨损补偿。与轧辊表面R接触的磨轮W被给定端进给为EI＝Al-A2，并且沿着轧辊轴横向移动到位置B1。如所述的，刀具路径T1是直的，并且当本发明中该磨轮沿着工作轧辊轴均匀地除去相应于端进给量EI的备料时，即使需要，也只是需要很小的磨损补偿。在轮位置B1，该磨轮进一步前进到轧辊表面内的位置B2并且沿着轧辊横向移动到位置A3。刀具路径T2平行于T1并且不包括轮磨损补偿。重复该过程直到去除了工作轧辊中的磨损量并且获得了所需工作轧辊几何形状。在这个实施方案中的比率TT/WWC大于10。

在本发明的一个实施方案中，对于0.025毫米的轧辊锥形公差，比率TT/WWC大于10(与如美国专利公开文本No.20030194954公开的小于3的比率相比)。在本发明第二个实施方案中，比率TT/WWC大于25。在本发明第三个实施方案中，比率TT/WWC大于50。

在轧辊磨削操作的一个实施方案中，在运行速度下，在磨削机的主轴上将磨轮动态平衡到不平衡幅度小于0.5μm。运行速度可以是20米/秒到60米/秒。本发明的超级磨轮可以在铁和钢(通常黑色金属材料)轧辊的热和冷轧辊磨削中使用，可选地，硬度大于65SHC，如用于钢、铝、铜和纸行业的那些轧辊。磨轮旋转轴和轧辊旋转轴之间的角度优选大约25度或以下，并且可选地接近于零度，尽管可使用其他角度。可用所述轮磨削不同轮廓的轧辊，包括但不局限于直轧辊、冠状轧辊和连续数值轮廓的轧辊，以满足几何和尺寸公差，使比率TT/WWC大于10。

超级研磨材料例如CBN的极高耐磨性确保除去的备料的量非常接近于理论的(使用的)备料去除。因此在本发明的一个实施方案中，使用CBN磨轮去除的轧辊磨削备料如此设置，即使轧辊材料的损失最小化，同时达到轧辊轮廓公差。这通过根据轧辊最初磨损轮廓和轧辊的径向跳动来设置要除去的轧辊备料来实现。

在一个实施方案中，建立轧辊磨削过程，以使在粗加工和精加工行程中，利用最大的可能磨轮速度而不导致不利的轮不平衡，例如对于具有直径高达30”的CBN轮，轮速度从18米/秒到60米/秒。在使用具有直径为30”到40”的CBN轮的另一个实施方案中，基于轧辊磨削机中的机械设计和安全极限，限制轮的速度为45米/秒。在使用直径大于30”的CBN磨轮的轧辊磨削机的另一个实施方案中，设置磨削速度大于45米/秒。工作(轧辊)速度可以如此选择，即使横向移动速率最大化。在精加工行程中可以降低磨轮速度和横向移动额定速度(rate speed)，以获得无进给痕和颤痕并且仍然满足表面糙度要求的轧辊表面。

在一个实施方案中，用于使用超级磨轮(superabrasive wheel)的轧辊磨削的工件速度在18米/分直到200米/分范围内。在无机玻璃化结合体系中包括CBN的磨轮的另一个实施方案中，对于磨削范围从冷铸铁到高速钢轧辊的轧辊材料的结合，根据磨削比(G)的轮的性能范围从35到1200。这与使用氧化铝的现有技术的轮的典型磨削比(G)0.5到2.093形成对比。轧辊磨削加工可以用多个行程以快速横向移动的方式经过该轧辊(横向移动磨削)或在大的切削深度使用单一行程以慢的横向移动速率(缓进给磨削)来完成。对于轧辊磨削，通过使用缓进给磨削可以获得循环时间上的明显削减。

在轧辊磨削操作的一个实施方案中，从工作轧辊除去最小量的备料，使该轧辊从磨损状况成为正确的轮廓几何形状，其中在轧辊直径上去除的备料小于大约0.2毫米(加上轧辊磨损)，与有机树脂结合剂中使用氧化铝的现有技术轮去除大于0.25毫米(加上轧辊磨损)形成对比。优选地，备料去除小于大约0.1毫米，小于大约0.05毫米，以及更优选地小于约0.025毫米。这表示在用新轧辊替代之前，在热轧带材机中有效的轧辊使用增加至少20％。

在本发明另一个实施方案中，在磨削过程中，可以通过控制磨轮旋转频率幅度和周期和/或通过连续控制工作轧辊旋转频率幅度和周期，来除去颤痕和/或进给痕来提高表面质量。

在本发明另一个实施方案中，使用本发明的玻璃化CBN轮的轧辊磨削操作可以以最小或没有轮廓误差补偿以及锥形误差补偿来进行。如果需要补偿的话，轮廓误差补偿和锥形补偿的应用只是用来校正机器中的轧辊安装误差或机器系统中的温度变化，或由于其他的轧辊误差，例如当安装到机器上时的轴向和径向跳动。

实施例。在本文中提供实施例来说明本发明，但是这些实施例不是用来限制本发明的范围。在一些实施例中，将本发明无机结合的玻璃化CBN的一个实施方案的磨削性能与市售的和有代表性的在生产轧辊磨削车间中使用的现有技术常规磨料(氧化铝或者氧化铝和碳化硅的混合物作为主要的研磨材料)磨轮的状况(state)相比较。

测试轮数据：在实施例1和2中，对比轮C1是具有32”直径×4”宽×12”孔的1A1型轮。应该注意：常规的磨料轧辊磨轮一般具有24”的最小有效直径。

这个实施例的轮具有尺寸为30”D×3.4”W×12”H，具有厚度为1/8″的有效CBN层，分段的CBN磨料层设计结合到铝芯上。为了评估，三个由Worthington，OH的Diamond Innovations，Inc.说明的配方制造的市售玻璃化CBN磨轮用来做该实施例的轮：

CBN-1：Borazon CBN型-I，低浓度，中等结合硬度

CBN-2：Borazon CBN型-I，高浓度，高结合硬度

CBN-3：Borazon CBN型-I，高浓度，高结合硬度。

在以下条件下，用旋转的金刚石盘修整实施例中的玻璃化CBN轮，使径向跳动小于0.002毫米(在一些测试中小于0.001毫米)：

设备：1/2HP旋转动力修整器

轮类型：1 A1金属结合的金刚石轮

金刚石类型：来自Worthington，OH的Diamond Innovations，Inc.的MBS-950

轮尺寸：6.0”(OD)×0.1”(W)

轮速度：大于18米/秒

修整速度比：0.5单一方向

超前(lead)/转：0.127毫米/转

进给/行程：0.002毫米/行程

在修整之后，在轮速度为45米/秒并且不平衡幅度小于0.5μm(优选小于0.3μm)下，在磨削主轴上将玻璃化CBN轮动态平衡。

如行业中正常作业那样，用单一点金刚石工具修整对比轮C-1。在测试中，对比轮也被平衡到如用本发明的玻璃化CBN轮相同的程度。

实施例1-铁轧辊的磨削性能：在该实施例中，在100HP Waldrich Siegen CNC轧辊磨削机中进行轧辊磨削对比测试，其中磨轮旋转轴基本上与轧辊旋转轴平行，使角小于大约25度。铁轧辊的尺寸是760D×1850Lmm。在磨削过程中使用5V％浓度的合成水溶性冷却剂。在该评估中对于常规的轮和玻璃化CBN轮，冷却剂流率和压力条件相同。硬化的铁轧辊具有径向磨损量为0.23mm，这必须在磨削过程中校正，使锥形公差小于0.025mm并且轮廓公差小于0.025mm。对于轮速度、横向移动速率、工作速度和每次行程的切削深度，常规的轮和玻璃化的CBN轮的磨削条件几乎相等，磨削结果在表2中给出。

                        表2

磨削参数	对比轮C-1	玻璃化CBN轮CBN-1，CBN-2，CBN-3
			轧辊材料	硬化铁70SHC	硬化铁70SHC
TT/WWC mm	0.5-5	＞2000
			工作轧辊磨削(ground)#	4	4
磨削结果：
			直径上去除的备料的平均值，毫米	0.4	0.2
最大磨削功率，KW/mm	0.45	0.29
			冠状轮廓和锥形质量	在技术要求内	在技术要求内
颤痕和进给痕	在技术要求内	在技术要求内
			可见刮痕	在技术要求内	在技术要求内
表面粗糙度，Ra	在技术要求内	在技术要求内
			热降解	在技术要求内	在技术要求内
磨削比，G	轮C1＝2.62	CBN-1＝100CBN-2＝400CBN-3＝＞2000

如该表所示，对于这个实施例的磨轮，CBN-1、CBN-2和CBN-3产生非常高的磨削比G，为现有技术的对比轮C-1的38倍到381倍。同样，CBN磨轮的TT/WWC比率大于将该轧辊磨削到技术要求的对比轮的400倍。

同样也显示，对于CBN轮，每单位轮宽度的最大磨削功率比对比轮低35％。结果也显示：用CBN轮将轧辊校正到所需几何形状所需要的备料去除与现有技术的对比轮相比少50％。这些减少的备料去除增加铁轧辊的有效使用寿命达50％；对轧辊磨削机来讲明显节约成本。

实施例2-锻造HSS轧辊的磨削性能：在该实施例中，使用实施例1相同的轮磨削沿着轧辊轴具有复杂多项式轮廓的锻造的HSS工作轧辊。

该轮没有被修整，并且在相同的磨削机上磨削硬化的铁轧辊之后在相同的条件下继续。HSS工作轧辊具有最初的径向磨损为0.030毫米，并且必须被磨削从而使锥形和轮廓形状公差小于0.025毫米。根据轮的速度、工作速度、横向移动速率和切削深度磨削条件正对对比轮和玻璃化的CBN轮是等同的。所用的HSS轧辊的尺寸是760.5D×1850Lmm.磨削条件和结果在下面表3中给出。

                         表-3

磨削参数	对比轮C-1	玻璃化CBN轮CBN-1，CBN-2，CBN-3
			轧辊材料	锻造HSS，80SHC	锻造HSS，80SHC
TT/WWC mm	0.5-5	＞2000
			工作轧辊磨削(ground)#	4	4
磨削结果：
			直径上去除的备料的平均值，mm	0.35	0.2
最大磨削功率，KW/mm	0.5	0.35
			轮廓和锥形质量	在技术要求内	在技术要求内
可见颤痕和进给痕	在技术要求内	在技术要求内
			可见刮痕	在技术要求内	在技术要求内
表面粗糙度Ra	在技术要求内	在技术要求内
			热降解	在技术要求内	在技术要求内
磨削比，G	轮C1＝1.27	CBN-1＝35CBN-2＝200CBN-3＝1000

在磨削HSS轧辊中，CBN-1、CBN-2和CBN-3轮的磨削比G是具有有机树脂结合常规磨料的对比轮的27到787倍。对于CBN磨轮将该轧辊磨削到技术要求内的TT/WWC比率至少为对比轮的400倍。对于所有三种CBN轮每单位宽度的最大的磨削功率比对比轮C-1小30％。也观察到：将磨损工作轧辊加工到最终所需几何形状玻璃化CBN轮所需的备料去除更少。因此可以进一步将HSS轧辊寿命延长至少35％，导致对轧辊磨削机和轧辊车间来讲明显节约轧辊成本。

因此，可以用本发明的无机玻璃化结合CBN轮有效地磨削多重轧辊材料，在这个实施例中，相对于使用包含常规磨料作为主要研磨材料的有机树脂结合轮的现有技术实践，提供延长2个数量级以上的轮寿命。

实施例3-玻璃化CBN轮的颤动抑制方法：在该实施例中，说明了在磨削过程中轮旋转速度变化对玻璃化结合CBN轮抑制颤动的效果。因为，与现有技术的有机树脂结合轮(E-模数在1-10Gpa之间)相比，无机玻璃化结合CBN体系一般具有高的E-模数(10-200GPa)，而且本发明的CBN轮的磨损速率相当低，在轧辊中，由于在磨削过程中自激振动而产生的机器谐波容易作为颤痕在在该机器系统的不同谐波频率处被观察到的。

如图5A-5C所述，申请人惊人地发现：通过在更宽的频谱上分散而不是在某一频率处集结谐波幅度有可能避免可觉察的颤痕。

在一个实施例中，在磨削机主轴轴承套上安装压电加速度计并且监视磨削过程中产生的振动。图5A显示了当用本发明的玻璃化CBN轮以942转/分的轮速度磨削工作轧辊时振动速度幅度对测量频率之间的关系。振动幅度集中在3084，4084和5103转/分。在4084转/分钟处，振动速度大小0.002英寸/秒为最大。

在图5B中，轮主轴每分钟的转数(rpm)的幅度在5秒时间段上下波动10％。可以看出：振动速度稍微减少，并且分散在更宽的频率上而不是集中。

在图5C中，主轴每分钟的转数(rpm)幅度在5秒时间段上下波动20％。可以看出：振动速度幅度进一步减小到小于0.001英寸/秒，并且分布在更宽的频率范围而无明显的谐波。

在本发明方法的一个实施方案中，与玻璃化结合CBN轮结合使用这种主轴速度变化技术以抑制颤动。本文中，在磨削过程中在速度变化幅度为1-40％之间并且时间段为1到30秒下使用主轴速度变化技术。速度变化可以是磨轮旋转速度、工作轧辊速度或两者的速度。在一个实施例中，以时间段5秒轮旋转频率(rpm)变化幅度为+/-20％来使用该技术。

在另一个实施方案中，通过工作轧辊速度与轮速度波动独立或者同时上下波动来实现颤动抑制。在第三个实施方案中，通过将主轴速度变化技术与现有技术的常规磨轮也就是主要使用常规磨料的轮结合使用意外地实现了颤动抑制。

表4是在典型的生产环境中使用本发明的轮的一个实施方案CBN-2磨削各种轧辊材料(8根铁轧辊、4根锻造HSS轧辊和4根浇铸HSS轧辊)得到的结果概要。

                       表4

磨削结果	对比轮C-1	玻璃化CBN轮CBN-2
			直径上去除的备料的平均值，mm	0.35	0.2
最大磨削功率，KW/mm	0.5	0.35
			轮廓和锥形质量	在技术要求内	在技术要求内
颤痕和进给痕	在技术要求内	在技术要求内
			刮痕	在技术要求内	在技术要求内
表面粗糙度Ra	在技术要求内	在技术要求内
			热降解	在技术要求内	在技术要求内
平均磨削比，G	1.27	200

表4中的结果显示：在该实施例中的CBN轮以比现有技术中的对比轮明显更有效的方式磨削各种轧辊材料的性能。结果显示：可以用CBN-2将轧辊磨削到最终轧辊的技术要求，相对于对比轮C-1具有减少40％的平均备料去除和减少30％磨削功率。另外，CBN-2磨削比G至少是对比轮C-1的150倍。

虽然本发明参考优选实施方案进行了描述，但本领域普通技术人员应该理解：可以在不背离本发明范围的前提下做各种变化并且用等价方案代替其要素。本发明并不局限于为实现本发明而作为最佳方式公开的具体实施方案，而是本发明包括所有落在所附权利要求书范围内的实施方案。

在本文中提到的所有公开文本和文献明确地通过引用而被包括在本文之中。

Claims (40)

1.一种用旋转磨轮磨削具有旋转轧辊表面的铁轧辊的方法，所述铁轧辊具有大于65SHC的硬度以及至少为10英寸的最小直径和至少为2英尺的长度，所述方法包括：

a)在机器主轴上安装磨轮并且将磨轮旋转轴和轧辊旋转轴之间的角设置为小于大约25度；

b)使所述旋转轮与旋转的轧辊表面接触，并且使所述轮横向移动经过轴向轧辊长度，同时维持轴向锥形公差(TT)对径向轮磨损补偿(WWC)的比率大于10；以及

c)将轧辊表面磨削到表面粗糙度Ra小于5微米，同时保持轧辊表面基本上无进给痕、颤痕和表面不规则性。

2.权利要求1所述的方法，其中将所述轧辊磨削到表面粗糙度Ra小于3微米

3.权利要求1所述的方法，其中将所述轧辊磨削到表面粗糙度Ra小于1.25微米。

4.权利要求1所述的方法，其中铁轧辊表面基本上无所述轧辊材料的热降解。

5.权利要求1所述的方法，其中TT对WWC的比率大于25。

6.权利要求1所述的方法，其中TT对WWC的比率大于50。

7.权利要求1所述的方法，其中所述铁轧辊具有至少18英寸的直径和至少2英尺的长度。

8.权利要求1所述的方法，其中，在结合体系中，所述磨轮包括层，所述层包括具有大于3000KHN的努氏硬度的选自由天然金刚石、人造金刚石、立方氮化硼和其混合物组成的组的超级研磨材料，具有或不具有努氏硬度小于3000KHN的次要的磨料。

9.权利要求8所述的方法，其中所述超级研磨材料是立方氮化硼。

10.权利要求9所述的方法，其中在所述磨轮结合体系中立方氮化硼的量在10到60体积％范围内。

11.权利要求9所述的方法，其中在所述磨轮结合体系中立方氮化硼的量在20到50体积％范围内。

12.权利要求8所述的方法，其中所述结合体系是以下中的一种：a)包括粘土、长石、石灰、硼砂、苏打、玻璃粉、熔结材料和其组合中的至少一种的玻璃化结合剂；和b)包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和其混合物中的至少一种的树脂结合体系。

13.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮以3600到12000英尺/分钟旋转。

14.权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在一次行程或多次行程中从铁轧辊上去除备料的步骤。

15.权利要求1所述的方法，其中以大于2cc/min的速率从轧辊上去除材料。

16.权利要求1所述的方法，其中以大于20cc/min的速率从轧辊上去除材料。

17.权利要求1所述的方法，其中以大于35cc/min的速率从轧辊上去除材料。

18.权利要求1所述的方法，其中以至少20的G比率进行磨削。

19.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮具有基本上平行于所述轧辊的旋转轴的旋转轴。

20.权利要求1所述的方法，其中所述铁轧辊是具有选自下列表面几何形状之一的实心回转体：凸冠状、凹冠状、连续数值轮廓，和沿着所述轧辊的轴的多项式形状，被磨削到小于0.05mm的形状轮廓公差。

21.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮具有至少为50mm/min的横向移动速率。

22.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮从最小的磨损轧辊直径上去除的备料小于大约0.2mm。

23.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮从最小的磨损轧辊直径上去除的备料小于大约0.1mm。

24.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮从最小的磨损轧辊直径上去除的备料小于大约0.05mm。

25.权利要求1所述的方法，其中所述磨轮从最小的磨损轧辊直径上去除的备料小于大约0.025mm。

26.权利要求1所述的方法，其中，在具有或不具有轮廓或锥形误差改正行程的情况下，所述磨轮完成所述铁轧辊的磨削。

27.一种用旋转磨轮磨削具有旋转轧辊表面的铁轧辊的方法，所述方法包括：

a)在机器主轴上安装磨轮；

b)使所述旋转轮与旋转的轧辊表面接触并且使所述轮横向移动经过轴向轧辊长度；以及

c)磨削所述轧辊表面，同时在1到30秒的时间段，维持幅度以+/-1到40％的量变化的所述磨轮旋转速度和所述轧辊旋转速度中的至少一个或两者。

28.权利要求27所述的方法，其中在小于5秒的时间段，所述轮旋转频率(rpm)以+/-20％的幅度变化。

29.权利要求27所述的方法，其中所述轧辊被磨削到小于3微米的表面粗糙度Ra。

30.权利要求27所述的方法，其中所述铁轧辊表面基本上无所述轧辊材料的热降解。

31.权利要求27所述的方法，其中TT对WWC的比率大于25。

32.权利要求27所述的方法，其中所述铁轧辊具有至少18英寸的直径和至少2英尺的长度。

33.权利要求27所述的方法，其中，所述磨轮在结合体系中包括层，所述层包括具有大于3000KHN的努氏硬度的选自由天然金刚石、人造金刚石、立方氮化硼和其混合物组成的组的超级研磨材料，具有或不具有努氏硬度小于3000KHN的次要的磨料。

34.权利要求33所述的方法，其中所述超级研磨材料是立方氮化硼。

35.权利要求34所述的方法，其中在所述磨轮结合体系中，立方氮化硼的量为10到60体积％。

36.权利要求33所述的方法，其中所述结合体系是以下中的一种：a)包括粘土、长石、石灰、硼砂、苏打、玻璃粉、熔结材料和其组合中的至少一种的玻璃化结合剂；和b)包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和其混合物中至少一种的树脂结合体系。

37.权利要求27所述的方法，其中所述磨轮从3600到12000英尺/分旋转。

38.权利要求27所述的方法，其中以至少20的G比率进行磨削。

39.权利要求27所述的方法，其中所述磨轮具有与所述轧辊的旋转轴基本上平行的旋转轴。

40.权利要求27所述的方法，其中所述磨轮从最小的磨损轧辊直径上去除的备料小于大约0.2mm。

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