带材砂磨工艺探索与实践

李积云，王建文，陈　猛

(宝钛集团，陕西 宝鸡 721014)



带材砂磨工艺探索与实践

李积云，王建文，陈猛

(宝钛集团，陕西 宝鸡 721014)

摘要：为应对新产品开发的需求，企业引进带式砂光生产线，用于对冷轧后的带材进行表面砂光，消除表面缺陷，进而提高产品质量。新增设备无配套工艺参数，因此只能通过现场试验总结。为此，设备和工艺技术人员同生产物资供货厂家进行技术交流，从设备选型、工艺流程和加工参数等几个方面进行了工艺试验，初步确定了适合新机组的加工生产数据，包括砂带的选型和配置、切削液的选型和配比及加工量的核算等内容，并进行了试生产，结果满足要求。

关键词：带材砂光机；金属加工液；砂带

随着企业的发展和技术的进步，以最低的投入获得最高的回报是生产型企业所追求的目标。应企业发展需求，进行了薄带材新产品的研发和试制，并通过进行一系列的试验实践，总结出了适合宝钛集团的产品开发方案。

1生产工艺

带材砂光线工艺安排在半成品冷轧前或成品轧制后，前道工序能除去带材表面的辊印、杂质，为后续工艺做准备；后道工序能除去轧制后带材表面细小的缺陷，降低表面粗糙度。

2设备简介

砂光机组是连接半成品和成品加工必要的生产设备，该机组的效率将直接影响到产品质量和生产速度。

砂光机组在工作时能够同时完成带材上、下两面的磨削，当主机设备运行时，由辊面做包胶处理的主动轮带动砂带进行磨削，由气缸驱动张紧辊为砂带提供张力，防止打滑。其余附属设备包括带材跑偏和压力检测装置，以及润滑、冷却和冲洗砂带的切削液循环系统。

在生产中，通常综合来料的板型及表面情况和客户需求这两方面因素来合理布置加工参数，半成品和成品砂光的生产成本因砂带、切削液和加工损耗等因素的不同而有所差异。

3工艺试验参数

试验对象包括砂带的型号、切削液的型号、砂带的粒度和切削液浓度等方面。

1)砂带选型[1]。砂带的质量因其材质、砂粒和粘结剂的类型以及砂带的平整度而有所差异，质量差的砂带在使用过程中会出现跑偏、损耗增大和切削液污染等现象。

2)砂带配置。带材经粗磨和精磨才能达到工艺要求，由于砂带价格昂贵，在保证产品质量的前提下，成本控制尤为重要。

3)切削液的选型[2]。通常将切削液分为全乳型、微乳型和全合成型等3种。全乳型切削液工作稳定性差、寿命短。全合成型水基切削液由于采用先进工艺调制而成，因此使用寿命长，具备优良的冷却和清洗性能，溶液透明，可见性好。

4)切削液浓度及pH值[3]。合适的浓度是切削液发挥效力的基础，通常全合成型的切削液浓度要小于全乳型切削液。尽管不同浓度的切削液都能发挥一定的润滑、清洗、冷却和抗氧化作用，但是，当切削液浓度偏低时，不但切削液的能力受限制，而且会锈蚀设备，甚者损坏零部件。测量pH值用于判断切削液是否有变质倾向。当加工液偏酸性时，容易滋生细菌，引起变质或无法继续使用。

4试验方案

为探索科学合理的加工方案，工艺试验经历了方案论证、咨询生产物资供应厂商和现场跟踪试验等过程，消耗了大量的人力、物力和财力。

1)砂带选择。试验所用砂带包含了中国、美国、德国和韩国等几个主流砂带生产商的产品。

2)砂带粒度的配置。试验阶段，将粗磨段的砂带粒度控制在约为60粒，精磨段的砂带粒度控制在约为200粒，并按照来料和砂带类型及现场情况做实时调整。

3)切削液类型的选择。分别选择了由西安某油品加工企业生产的全乳型加工中心加工液和由中石化生产的型号为M1083的全合成型水基金属加工液。

4)切削液浓度。切削液浓度通常由低到高调整，全合成型从1%往高调整，全乳型从1.5%往高调，浓度配比时要确保切削液充分溶解到水中。

除上述几个参数外，应观察加工屑的形式以及其在加工液中的沉降性，并检查周围设备是否出现生锈、腐蚀等现象。试验方案及结果见表1。

表1　试验方案及结果

由表1可知，最终方案是否可行的评判标准包括产品质量、生产线速度、砂带消耗量和切削液消耗量等几个方面。表1中加工量是指当4条砂带无法使用时已加工的带材长度；表面粗糙度是指加工完毕后用表面粗糙度仪测量的结果；砂带粒度配置的4个数值分别是从粗磨段到精磨段4组主机对应的砂带的粒度；pH是用高精度试纸测量的结果。

在试生产过程中，每道次的下砂量保持在0.01～0.02 mm，同时主驱动电动机的电流值为额定电流值的80%～95%。

5方案论证

通过试验数据的对比，可得到如下结论。

1)全合成型切削液的润滑性和冷却能力强于全乳型切削液，在其他参数相同的条件下，全合成型的加工量能提高20%以上，且带材表面粗糙度较低。全合成型切削液的缺点在于使用过程中易损耗或自然蒸发，切削液的性能会下降，并导致设备生锈，因此，在使用中应尽可能将其浓度控制在约为2%。

2)全乳型切削液与全合成型切削液相比较，对设备不会产生锈蚀，但是其寿命太短，且产品加工质量一般。

3)砂带选型方面，对于单条砂带，尽管德国产砂带与韩国产砂带成本相差无几，但前者的加工量远大于后者。

4)砂带粒度的配置。当从粗磨到精磨对应的砂带粒度分别为60、80、120和200时，砂光效果最好。

5)砂带的消耗与砂带粒度、切削液的类型密切相关。在试生产过程中发现，提高下砂量，增大主机载荷时，加工质量一般，但是砂带消耗急速增加。

6总结

通过上述工艺试验，基本总结出了适合企业设备和产品的加工工艺参数，不但能满足实际生产需要，同时也为企业下一步优化设计打下了基础。该试验方案对带材的砂光工艺也具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 王宛山,单瑞兰,张舒杨,等. 砂带磨削钛合金的试验研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程,1990(5):8-10.

[2] 戈晓达,孙建林,刘翘楚. 乳化油配方优化及水质对冷轧乳化液稳定性的影响[J]. 石油炼制与化工, 2014(12):78-80.

[3] 隋志维. 机械加工生产中金属切削液的应用与管理方法探索[J]. 中小企业管理与科技, 2012(8):25-27.

责任编辑郑练

Probing and Practicing of Technology in Strip Processing

LI Jiyun, WANG Jianwen, CHEN Meng

(Baoji Titanium Group, Baoji 721014, China)

Abstract：In order to explore new product, a new belt-abrasion line is imported, and it is used to grind the surface of strip and remove the defects, so as to improve the quality. The only way to solve lackness of process parameters is doing technology experiments. Therefore, a series of process experiments are conducted to decide the type of facilities, the type selecting and ratio of cutting fluid, the accounting of production and so on. Finally, the new products are tested following summarized information in line.

Key words:sand grinding machine, cutting fluid, abrasion belt

收稿日期：2015-02-02

作者简介：李积云(1985-)，男，工程师，主要从事冶金设备管理等方面的研究。

中图分类号：TG 5

文献标志码:A