Laminare (prelucrarea metalelor) - Rolling (metalworking)

În prelucrarea metalelor , laminarea este un proces de formare a metalului în care materialul metalic este trecut printr-una sau mai multe perechi de role pentru a reduce grosimea, pentru a uniformiza grosimea și / sau pentru a conferi o proprietate mecanică dorită. Conceptul este similar cu rularea aluatului . Laminarea este clasificată în funcție de temperatura metalului laminat. Dacă temperatura metalului este peste temperatura sa de recristalizare , atunci procesul este cunoscut sub numele de laminare la cald . Dacă temperatura metalului este sub temperatura sa de recristalizare, procesul este cunoscut sub numele de laminare la rece . În ceea ce privește utilizarea, laminarea la cald procesează mai mult tonaj decât orice alt proces de fabricație, iar laminarea la rece procesează cel mai mare tonaj din toate procesele de lucru la rece . Rulou standuri exploatație perechi de role sunt grupate în laminoare care pot procesa rapid de metal, de obicei din oțel , în produse , cum ar fi otel structural ( I-grinzi , unghi stoc, canal stoc), fasonata și șine . Majoritatea fabricilor de oțel au diviziuni de laminare care transformă produsele de turnare semifabricate în produse finite.

Există mai multe tipuri de procese de rulare, inclusiv inel de rulare , rola de îndoire , laminare , profil de rulare , și controlat de rulare .

Fier si otel

Invenția laminorului în Europa poate fi atribuită lui Leonardo da Vinci în desenele sale. Cele mai vechi laminare sub formă brută, dar aceleași principii de bază au fost găsite în Orientul Mijlociu și Asia de Sud încă din 600 î.Hr. Cele mai vechi laminare au fost fabricile de tăiere , care au fost introduse din ceea ce este acum Belgia în Anglia în 1590. Acestea au trecut bare plate între role pentru a forma o placă de fier, care a fost apoi trecută între role laminate (tăietoare) pentru a produce tije de fier. Primele experimente de laminare a fierului pentru tablă au avut loc în jurul anului 1670. În 1697, maiorul John Hanbury a ridicat o moară la Pontypool pentru a rula „plăcile Pontypool” - placa neagră . Mai târziu, acest lucru a început să fie relansat și conservat pentru a face tablă de tablă . Producția anterioară de tablă de fier în Europa fusese în forje, nu în laminare.

Moara de tăiere a fost adaptată pentru a produce cercuri (pentru butoaie) și fier cu o jumătate rotundă sau alte secțiuni prin mijloace care au făcut obiectul a două brevete de c. 1679.

Unele dintre cele mai vechi literaturi despre laminoare pot fi urmărite înapoi la inginerul suedez Christopher Polhem în Patriotista Testamente din 1761, unde menționează laminoarele atât pentru fierul de placă, cât și pentru bar. El explică, de asemenea, modul în care laminatoarele pot economisi timp și muncă, deoarece un laminor poate produce între 10 și 20 sau mai multe bare în același timp.

Un brevet a fost acordat lui Thomas Blockley din Anglia în 1759 pentru lustruirea și laminarea metalelor. Un alt brevet a fost acordat în 1766 lui Richard Ford din Anglia pentru prima fabrică tandem. O moară tandem este una în care metalul este laminat în suporturi succesive; Moara tandem a Ford a fost pentru laminarea la cald a tijelor de sârmă.

Alte metale

Laminoarele pentru plumb par să fi existat la sfârșitul secolului al XVII-lea. Cuprul și alama au fost, de asemenea, laminate până la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Rularea modernă

Practica modernă de rulare poate fi atribuită eforturilor de pionierat ale lui Henry Cort din Funtley Iron Mills, lângă Fareham, în Hampshire , Anglia. În 1783, a fost eliberat un brevet lui Henry Cort pentru utilizarea rulourilor canelate pentru rularea barelor de fier. Cu acest nou design, fabricile au reușit să producă de 15 ori mai multă producție pe zi decât cu un ciocan. Deși Cort nu a fost primul care a folosit rulouri canelate, el a fost primul care a combinat utilizarea multor dintre cele mai bune caracteristici ale diferitelor procese de fabricare și modelare a fierului cunoscute la acea vreme. Astfel, scriitorii moderni l-au numit „tatăl rulării moderne”.

Prima laminor feroviar a fost înființată de John Birkenshaw la Bedlington Ironworks din Northumberland , Anglia în 1820, unde a produs șine din fier forjat cu burtă de pește, cu lungimi de 15 până la 18 picioare. Odată cu avansarea tehnologiei în laminare, dimensiunea laminorilor a crescut rapid, împreună cu dimensiunea produselor laminate. Un exemplu în acest sens a fost la Marea Expoziție din Londra în 1851, unde o placă de 20 de picioare lungime, 3 ½ picioare lățime și 7/16 de inci grosime și cântărind 1.125 de lire sterline, a fost expusă de Consett Iron Company . Evoluția ulterioară a laminorului a venit odată cu introducerea morilor cu trei înălțimi în 1853, utilizate pentru laminarea secțiunilor grele.

Rularea la cald și la rece

Rularea la cald

Laminarea la cald este un proces de prelucrare a metalelor care are loc peste temperatura de recristalizare a materialului. După ce boabele se deformează în timpul prelucrării, acestea se recristalizează, ceea ce menține o microstructură echiaxată și împiedică metalul să se întărească . Materialul de pornire este de obicei bucăți mari de metal, cum ar fi produsele de turnare semifabricate , cum ar fi plăcile , florile și țevile . Dacă aceste produse provin dintr-o operație de turnare continuă , produsele sunt de obicei alimentate direct în laminoare la temperatura adecvată. În operații mai mici, materialul începe la temperatura camerei și trebuie încălzit. Acest lucru se face într-o groapă de înmuiere pe bază de gaz sau petrol pentru piese de prelucrat mai mari; pentru piesele mai mici se folosește încălzirea prin inducție . Pe măsură ce materialul este prelucrat, temperatura trebuie monitorizată pentru a vă asigura că rămâne peste temperatura de recristalizare. Pentru a menține un factor de siguranță, o temperatură de finisare este definită peste temperatura de recristalizare; aceasta este de obicei cu 50 până la 100 ° C (90 până la 180 ° F) peste temperatura de recristalizare. Dacă temperatura scade sub această temperatură, materialul trebuie încălzit din nou înainte de laminarea la cald suplimentară.

Metalele laminate la cald au, în general, direcție redusă în proprietățile lor mecanice sau tensiunile reziduale induse de deformare . Cu toate acestea, în anumite cazuri , incluziunile nemetalice vor conferi o anumită direcționalitate și piesele de prelucrat cu grosimea mai mică de 20 mm (0,79 in) au deseori unele proprietăți direcționale. Neuniforma de răcire va induce o mulțime de tensiuni reziduale, care are loc de obicei în forme care au o secțiune transversală neuniformă, cum ar fi I-grinzi . În timp ce produsul finit este de bună calitate, suprafața este acoperită cu scară de moară , care este un oxid care se formează la temperaturi ridicate. De obicei, este îndepărtat prin decapare sau prin procesul de suprafață netedă (SCS) , care dezvăluie o suprafață netedă. Toleranțele dimensionale sunt de obicei de la 2 la 5% din dimensiunea totală.

Oțelul ușor laminat la cald pare să aibă o toleranță mai mare pentru nivelul de carbon inclus decât oțelul laminat la rece și, prin urmare, este mai dificil de utilizat pentru un fierar. De asemenea, pentru metalele similare, produsele laminate la cald par a fi mai puțin costisitoare decât cele laminate la rece.

Laminarea la cald este utilizată în principal pentru a produce tablă sau secțiuni simple, cum ar fi șinele ferate . Alte utilizări tipice pentru metalul laminat la cald:

• Rame pentru camioane
• Plăci de ambreiaj auto, roți și jante
• Țevi și tuburi
• Incalzitoare de apa
• Echipamente agricole
• Curele
• Ștampilări
• Coajele compresorului
• Clădiri metalice
• Vagoane și componente pentru vagoane feroviare
• Uși și rafturi
• Discuri
• Balustrade pentru străzi și autostrăzi

Design de rulare a formei

Laminoarele sunt adesea împărțite în cuști de laminare pentru degroșare, intermediare și de finisare. În timpul rostogolirii formei, o paletă inițială (rotundă sau pătrată) cu margine de diametru care variază de obicei între 100-140 mm este deformată continuu pentru a produce un anumit produs finit cu dimensiuni și geometrie a secțiunii transversale mai mici. Pornind de la o anumită listă, se pot adopta diferite secvențe pentru a produce un anumit produs final. Cu toate acestea, deoarece fiecare laminor este semnificativ scump (până la 2 milioane de euro), o cerință tipică este reducerea numărului de permise de rulare. Au fost realizate diferite abordări, inclusiv cunoașterea empirică, utilizarea modelelor numerice și tehnici de inteligență artificială. Lambiase și colab. a validat un model de element finit (FE) pentru prezicerea formei finale a unei bare laminate în pas rotund-plat. Una dintre preocupările majore la proiectarea laminorilor este reducerea numărului de treceri. O posibilă soluție la astfel de cerințe este trecerea cu fante , numită și trecere divizată , care împarte o bară de intrare în două sau mai multe sub-părți, crescând astfel practic raportul de reducere a secțiunii transversale pe trecere, așa cum a raportat Lambiase. O altă soluție pentru reducerea numărului de treceri în laminor este utilizarea sistemelor automate pentru proiectarea Roll Pass, așa cum este cea propusă de Lambiase și Langella. ulterior, Lambiase a dezvoltat în continuare un sistem automat bazat pe inteligență artificială și, în special, un sistem integrat care include un motor inferențial bazat pe algoritmi genetici, o bază de date de cunoștințe bazată pe o rețea neuronală artificială antrenată de un model parametric de element finit și pentru optimizarea și proiectarea automată a laminorilor.

Rularea la rece

Laminarea la rece are loc cu metalul sub temperatura sa de recristalizare (de obicei la temperatura camerei), ceea ce crește rezistența prin întărirea tensiunii până la 20%. De asemenea, îmbunătățește finisajul suprafeței și menține toleranțe mai strânse . Produsele obișnuite laminate la rece includ foi, benzi, bare și tije; aceste produse sunt de obicei mai mici decât aceleași produse care sunt laminate la cald. Datorită mărimii mai mici a pieselor de prelucrat și a rezistenței lor mai mari, în comparație cu materialul laminat la cald, se folosesc mori cu patru înălțimi sau mori. Laminarea la rece nu poate reduce grosimea unei piese de prelucrat la fel de mult ca laminarea la cald într-o singură trecere.

Foi și benzi laminate la rece vin în diferite condiții: full-hard , jumătate din greu , trimestru greu , și laminate-piele . Laminarea complet dură reduce grosimea cu 50%, în timp ce celelalte implică o reducere mai mică. Oțelul laminat la rece este apoi recoacut pentru a induce ductilitate în oțelul laminat la rece, care este pur și simplu cunoscut sub numele de laminat la rece și închis la rece . Rularea pielii, cunoscută și sub numele de skin-pass , implică cea mai mică cantitate de reducere: 0,5-1%. Este folosit pentru a produce o suprafață netedă, o grosime uniformă și pentru a reduce fenomenul punctului de randament (prin prevenirea formării benzilor Lüders în procesarea ulterioară). Blochează luxațiile la suprafață și reduce astfel posibilitatea formării benzilor Lüders. Pentru a evita formarea benzilor Lüders, este necesar să se creeze o densitate substanțială a luxațiilor neaprinse în matricea de ferită. De asemenea, este folosit pentru a sparge paharele din oțel zincat. Materialul laminat pe piele este de obicei utilizat în procesele ulterioare de lucru la rece, unde este necesară o ductilitate bună.

Alte forme pot fi laminate la rece dacă secțiunea transversală este relativ uniformă și dimensiunea transversală este relativ mică. Formele de laminare la rece necesită o serie de operații de modelare, de obicei de-a lungul liniilor de dimensionare, defalcare, degroșare, semi-degroșare, semi-finisare și finisare.

Dacă este procesat de un fierar, nivelurile mai fine, mai consistente și mai scăzute de carbon încapsulate în oțel facilitează prelucrarea, dar cu prețul de a fi mai scump.

Utilizările tipice pentru oțelul laminat la rece includ mobilier din metal, birouri, dulapuri de clasat, mese, scaune, țevi de eșapament pentru motociclete, dulapuri și articole de calculator, aparate și componente de uz casnic, rafturi, corpuri de iluminat, balamale, tuburi, tamburi din oțel, mașini de tuns iarba, electronice dulapuri, încălzitoare de apă, recipiente metalice, palete ventilatoare, tigaie, seturi de montare pe perete și tavan și o varietate de produse legate de construcții.

Procese

Îndoire cu role

Îndoirea cu role produce un produs de formă cilindrică din plăci sau metale din oțel.

Formarea ruloului

Formarea ruloului, îndoirea ruloului sau laminarea plăcilor este o operație de îndoire continuă în care o bandă lungă de metal (de obicei oțel înfășurat) este trecută prin seturi consecutive de role sau standuri, fiecare efectuând doar o parte incrementală a îndoirii, până la crucea dorită -se obține profilul secțiunii. Formarea cu role este ideală pentru producerea pieselor cu lungimi mari sau în cantități mari. Există 3 procese principale: 4 role, 3 role și 2 role, fiecare dintre acestea având ca avantaje diferite în funcție de specificațiile dorite ale plăcii de ieșire.

Rularea plată

Laminarea plată este cea mai de bază formă de laminare cu materialul de început și de sfârșit având o secțiune transversală dreptunghiulară. Materialul este alimentat între două role , numite role de lucru , care se rotesc în direcții opuse. Decalajul dintre cele două role este mai mic decât grosimea materialului de pornire, ceea ce determină deformarea acestuia . Scăderea grosimii materialului determină alungirea materialului. Frecare la interfața dintre materialul și rolele face ca materialul să fie împins. Cantitatea de deformare posibilă într-o singură trecere este limitată de fricțiunea dintre role; dacă schimbarea grosimii este prea mare, rolele alunecă doar peste material și nu-l trag. cu toate acestea, plăcile grele tind să se formeze folosind o presă , care se numește forjare , mai degrabă decât laminare.

Adesea rolele sunt încălzite pentru a ajuta la lucrabilitatea metalului. Lubrifierea este adesea utilizată pentru a împiedica piesa de prelucrat să se lipească de role. Pentru a regla fin procesul, se ajustează viteza rolelor și temperatura rolelor.

h este tablă cu o grosime mai mică de 200 μm (0,0079 in). Laminarea se face într-o moară de tip cluster, deoarece grosimea mică necesită role cu diametru mic. Pentru a reduce nevoia de rulouri mici , se folosește laminarea pachetelor , care rulează mai multe foi împreună pentru a crește grosimea efectivă de pornire. Pe măsură ce foile de folie vin prin role, acestea sunt tăiate și tăiate cu cuțite circulare sau asemănătoare unui aparat de ras . Tunderea se referă la marginile foliei, în timp ce tăierea implică tăierea acesteia în mai multe foi. Folia de aluminiu este cel mai frecvent produs produs prin laminarea ambalajului. Acest lucru este evident din cele două finisaje de suprafață diferite; partea strălucitoare este pe partea de rulare, iar partea plictisitoare este împotriva celeilalte foi de folie.

Inelul rulează

Rularea inelului este un tip specializat de laminare la cald care mărește diametrul unui inel. Materialul de pornire este un inel cu pereți groși. Această piesă este așezată între două role, o rolă interioară interioară și o rolă antrenată , care apasă inelul din exterior. Pe măsură ce apare laminarea, grosimea peretelui scade pe măsură ce diametrul crește. Rolele pot fi modelate pentru a forma diverse forme de secțiune transversală. Structura bobului rezultată este circumferențială, ceea ce conferă proprietăți mecanice mai bune. Diametrele pot fi de până la 8 m (26 ft) și înălțimea feței de până la 2 m (79 in). Aplicațiile obișnuite includ anvelope de cale ferată, rulmenți , roți dințate , rachete , turbine , avioane , țevi și vase sub presiune .

Rularea formei structurale

Rulare controlată

Laminarea controlată este un tip de procesare termomecanică care integrează deformarea controlată și tratarea termică . Căldura care aduce piesa de prelucrat peste temperatura de recristalizare este, de asemenea, utilizată pentru efectuarea tratamentelor termice, astfel încât orice tratare termică ulterioară să fie inutilă. Tipurile de tratamente termice includ producerea unei structuri cu cereale fine; controlul naturii, dimensiunii și distribuției diverselor produse de transformare (cum ar fi ferita , austenita , perlita , bainita și martensita în oțel); inducerea întăririi precipitațiilor ; și, controlând duritatea . Pentru a realiza acest lucru, întregul proces trebuie să fie atent monitorizat și controlat. Variabilele comune în laminarea controlată includ compoziția și structura materiei prime, nivelurile de deformare, temperaturile în diferite etape și condițiile de răcire. Avantajele laminării controlate includ proprietăți mecanice mai bune și economii de energie.

Forjare rulare

Laminarea prin forjare este un proces de laminare longitudinală pentru a reduce aria secțiunii transversale a barelor sau a țevilor încălzite, conducându-le între două segmente de rolați rotative contrare. Procesul este utilizat în principal pentru a asigura o distribuție optimizată a materialelor pentru procesele ulterioare de forjare a matriței. Datorită acestui fapt o utilizare mai bună a materialului, în procesele de forjare a matriței se pot obține forțe mai mici de proces și o calitate mai bună a suprafeței pieselor.

Practic, orice metal uitat poate fi, de asemenea, laminat prin forjare. Rularea prin forjare este utilizată în principal pentru a pregăti țevi la scară lungă prin distribuția de masă țintită pentru piese precum arborele cotit, tijele de legătură, articulațiile de direcție și axele vehiculului. Cele mai înguste toleranțe de fabricație pot fi realizate doar parțial prin laminare prin forjare. Acesta este principalul motiv pentru care laminarea prin forjare este folosită rar pentru finisare, dar în special pentru preformare.

Caracteristicile laminării forjei:

• productivitate ridicată și utilizare ridicată a materialului
• calitate bună a suprafeței pieselor laminate prin forjare
• scula extinsă pe durata de viață
• scule mici și costuri scăzute ale sculei
• proprietăți mecanice îmbunătățite datorită fluxului de cereale optimizat în comparație cu piesele prelucrate exclusiv forjate

Mills

O laminor , cunoscută și sub numele de laminor de reducere sau moară , are o construcție comună independentă de tipul specific de laminare care se efectuează:

• Role de lucru
• Rolele de rezervă - sunt destinate să ofere suport rigid necesar rolelor de lucru pentru a preveni îndoirea sub sarcina de rulare
• Sistem de echilibrare a rulării - pentru a vă asigura că rolele superioare de lucru și cele de rezervă sunt menținute în poziția corectă față de rolele inferioare
• Dispozitive de schimbare a rolelor - utilizarea unei macarale aeriene și a unei unități concepute pentru a se atașa la gâtul rolei care urmează să fie scoasă sau introdusă în moară.
• Dispozitive de protecție a morii - pentru a se asigura că forțele aplicate pe piesele de rulare de rezervă nu sunt de o asemenea amplitudine pentru a fractura gâturile rolei sau a deteriora carcasa morii
• Sisteme de răcire și lubrifiere cu role
• Pinioane - angrenaje pentru a împărți puterea între cele două fusuri, rotindu-le cu aceeași viteză, dar în direcții diferite
• Angrenare - pentru a stabili viteza de rulare dorită
• Motoare de acționare - rulează produs de folie îngustă la mii de cai putere
• Comenzi electrice - tensiuni constante și variabile aplicate motoarelor
• Bobine și bobine - pentru a derula și înfășura bobine de metal

Plăcile sunt materialul de alimentare pentru mori cu benzi fierbinți sau mori de plăci și înfloririle sunt laminate pe pene într-o moară de piloți sau secțiuni mari într-o moară structurală. Ieșirea dintr-o moară cu benzi este înfășurată și, ulterior, utilizată ca hrană pentru laminor la rece sau utilizată direct de către fabricanți. Tichetele, pentru re-laminare, sunt ulterior laminate fie într-un negustor, bară sau moară cu tije. Mori comerciale sau fabrici de bare produc o varietate de produse în formă, cum ar fi unghiuri, canale, grinzi, rotunde (lungi sau înfășurate) și hexagoane.

Configurări

Frezele sunt proiectate în diferite tipuri de configurații, cea mai de bază fiind o non-inversare cu două înălțimi , ceea ce înseamnă că există două role care se rotesc doar într-o singură direcție. Doua mare inversare moara are role care se pot roti în ambele direcții, dar dezavantajul este că rolele trebuie să fie oprit, inversat, și apoi adus înapoi până la rulare viteză între fiecare trecere. Pentru a rezolva acest lucru, a fost inventată moara cu trei înălțimi , care folosește trei role care se rotesc într-o singură direcție; metalul este alimentat prin două dintre role și apoi returnat prin cealaltă pereche. Dezavantajul acestui sistem este că piesa de prelucrat trebuie ridicată și coborâtă cu ajutorul unui lift. Toate aceste mori sunt utilizate de obicei pentru laminarea primară, iar diametrul rolelor variază de la 60 la 140 cm (24 la 55 in).

Pentru a minimiza diametrul ruloului , se folosește o moară cu patru înălțimi sau o mulină . Un diametru mic al rolei este avantajos, deoarece mai puțină rolă este în contact cu materialul, ceea ce duce la o forță și o cerință de putere mai mici. Problema cu o rolă mică este o reducere a rigidității, care este depășită folosind role de rezervă . Aceste role de rezervă sunt mai mari și contactează partea din spate a rolelor mai mici. O moară cu patru înălțimi are patru suluri, două mici și două mari. O moară de tip cluster are mai mult de 4 role, de obicei în trei niveluri. Aceste tipuri de mori sunt utilizate în mod obișnuit pentru laminarea la cald a plăcilor largi, majoritatea aplicațiilor de laminare la rece și pentru laminarea foliilor.

Din punct de vedere istoric, morile erau clasificate după produsul produs:

• Mori de înflorire , înfundare și slabire , fiind morile pregătitoare pentru rularea șinelor , formelor sau plăcilor finite , respectiv. Dacă sunt inversate, acestea au între 34 și 48 inci în diametru și, dacă sunt trei, înălțime, între 28 și 42 inci în diametru.
• Freze de mărunte , cu trei înălțimi, role de la 24 la 32 inci în diametru, utilizate pentru reducerea suplimentară a înfloririlor până la pene de 1,5x1,5 inci, fiind frezele nubpreparatoare pentru bară și tijă
• Freze cu grinzi, cu trei înălțimi, rulează cu diametrul de 28 până la 36 inci, pentru producția de grinzi grele și canale de 12 inci și peste.
• Mori de șine cu role de 26 până la 40 inci în diametru.
• Formați morile cu role de la 20 la 26 inci în diametru, pentru dimensiuni mai mici de grinzi și canale și alte forme structurale.
• Freze comerciale comerciale cu role de la 16 la 20 inci în diametru.
• Mori comerciale mici cu role de finisare cu diametrul de 8 până la 16 inci, în general aranjate cu un suport de degroșare de dimensiuni mai mari.
• Freze cu tije și sârmă cu role de finisare de la 8 la 12 inci în diametru, întotdeauna dispuse cu suporturi de degroșare de dimensiuni mai mari.
• Mori cu cravată și cravată, asemănătoare cu moriile mici pentru comercianți.
• Freze de plăci de blindaj cu role de la 44 la 50 inci în diametru și corp de 140 până la 180 inci.
• Plăciți mori cu role de la 28 la 44 inci în diametru.
• Freze cu foi cu role de la 20 la 32 inci în diametru.
• Freze universale pentru producerea de plăci cu muchii pătrate sau așa-numitele plăci universale și diferite forme cu flanșă largă printr-un sistem de role verticale și orizontale.

Moara tandem

O moară tandem este un tip special de laminor modern în care rularea se face într-o singură trecere. Într-o laminor tradițional, laminarea se face în mai multe treceri, dar în moara tandem există mai multe standuri (> = 2 standuri) și reducerile au loc succesiv. Numărul standurilor variază de la 2 la 18. Morile tandem pot fi de tipul laminorului la cald sau la rece.

Defecte

La laminarea la cald, dacă temperatura piesei de prelucrat nu este uniformă, fluxul materialului va avea loc mai mult în părțile mai calde și mai puțin în răcitor. Dacă diferența de temperatură este suficient de mare, pot apărea crăpături și rupturi.

Planeitate și formă

Într-o piesă metalică plană, planeitatea este un atribut descriptiv care caracterizează întinderea abaterii geometrice de la un plan de referință. Abaterea de la planeitatea completă este rezultatul direct al relaxării piesei de prelucrat după laminare la cald sau la rece, datorită modelului de solicitare internă cauzat de acțiunea de compresie transversală neuniformă a rolelor și de proprietățile geometrice inegale ale materialului de intrare. Distribuția transversală a tensiunii diferențiale / solicitării induse de alungire în raport cu solicitarea medie aplicată a materialului este denumită în mod obișnuit formă. Datorită relației stricte dintre formă și planeitate, acești termeni pot fi folosiți într-un mod interschimbabil. În cazul benzilor și foilor metalice, planeitatea reflectă alungirea diferențială a fibrelor pe lățimea piesei de prelucrat. Această proprietate trebuie să fie supusă unui control precis bazat pe feedback pentru a garanta prelucrabilitatea foilor de metal în procesele finale de transformare. Unele detalii tehnologice despre controlul feedback-ului planetei sunt prezentate în.

Profil

Profilul este alcătuit din măsurătorile de coroană și pană. Coroana este grosimea în centru în comparație cu grosimea medie la marginile piesei de prelucrat. Pană este o măsură a grosimii la o margine, spre deosebire de cealaltă margine. Ambele pot fi exprimate ca măsurători absolute sau ca măsurători relative. De exemplu, s-ar putea avea o coroană de 2 mil (centrul piesei de prelucrat este cu 2 mil mai gros decât marginile) sau s-ar putea avea o coroană de 2% (centrul piesei de lucru este cu 2% mai gros decât marginile).

De obicei, este de dorit să aveți o coroană în piesa de prelucrat, deoarece acest lucru va face ca piesa de prelucrat să tindă să tragă spre centrul morii și, astfel, să ruleze cu o stabilitate mai mare.

Planeitate

Menținerea unui spațiu uniform între role este dificilă, deoarece rolele deviază sub sarcina necesară pentru deformarea piesei de prelucrat. Devierea face ca piesa de prelucrat să fie mai subțire pe margini și mai groasă la mijloc. Acest lucru poate fi depășit folosind o rolă încoronată (coroană parabolică), totuși rolă încoronată va compensa doar un set de condiții, în special materialul, temperatura și cantitatea de deformare.

Alte metode de compensare a deformării ruloului includ coroana cu variație continuă (CVC), laminarea încrucișată a perechilor și îndoirea ruloului de lucru. CVC a fost dezvoltat de SMS-Siemag AG și implică măcinarea unei curbe polinomiale de ordinul trei în rolele de lucru și apoi deplasarea rolelor de lucru lateral, în mod egal și opuse unul față de celălalt. Efectul este că rolele vor avea un spațiu între ele care are o formă parabolică și vor varia în funcție de deplasarea laterală, permițând astfel controlul dinamic al coroanei rolelor. Perechea de rulare încrucișată implică utilizarea unor role plate sau încoronate parabolic, dar deplasarea capetelor într-un unghi, astfel încât spațiul dintre marginile rolelor să crească sau să scadă, permițând astfel controlul dinamic al coroanei. Îndoirea ruloului de lucru implică utilizarea cilindrilor hidraulici la capetele rolelor pentru a contracara deformarea rolei.

O altă modalitate de a depăși problemele de deviere este prin scăderea sarcinii pe role, care se poate face prin aplicarea unei forțe longitudinale; aceasta este în esență desen . O altă metodă de scădere a deformării rolelor include creșterea modulului elastic al materialului rolei și adăugarea suporturilor de rezervă la role.

Diferitele clasificări pentru defectele de planeitate sunt:

• Unda de margine simetrică - marginile de pe ambele părți ale piesei de prelucrat sunt „ondulate” datorită materialului de la margini fiind mai lung decât materialul din centru.
• Unda de margine asimetrică - o margine este „ondulată” datorită materialului de pe o parte fiind mai lung decât cealaltă parte.
• Cataramă centrală - Centrul benzii este „ondulat”, deoarece banda din centru este mai lungă decât banda de la margini.
• Cataramă sfert - Acesta este un defect rar în care fibrele sunt alungite în regiunile sfertului (porțiunea benzii între centru și margine). Acest lucru este atribuit în mod normal utilizării forței excesive de îndoire a rolei, deoarece forța de îndoire poate să nu compenseze deformarea rolei pe întreaga lungime a rolei.

Este important de reținut că s-ar putea avea un defect de planeitate chiar dacă piesa de prelucrat are aceeași grosime pe lățime. De asemenea, s-ar putea avea o coroană sau o pană destul de înaltă, dar totuși să producă un material plat. Pentru a produce material plat, materialul trebuie redus cu același procent pe lățime. Acest lucru este important, deoarece fluxul de masă al materialului trebuie păstrat și, cu cât un material este mai redus, cu atât este mai lung. Dacă un material este alungit în același mod pe lățime, atunci planeitatea care intră în moară va fi păstrată la ieșirea morii.

Proiect

Diferența dintre grosimea piesei metalice inițiale și laminate se numește Tiraj. Astfel, dacă este grosimea inițială și este grosimea finală, atunci proiectul este dat de ${\ displaystyle t_ {0}}$${\ displaystyle t_ {f}}$${\ displaystyle d}$

${\ displaystyle d = t_ {0} -t_ {f}}$

Tirajul maxim care poate fi atins prin intermediul rolelor cu rază cu coeficient de frecare statică între rolă și suprafața metalică este dat de ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle f}$

${\ displaystyle d_ {max} = f ^ {2} R}$

Acesta este cazul când forța de frecare pe metal de la contactul de intrare se potrivește cu forța negativă de la contactul de ieșire.

Tipuri de defecte de suprafață

Există șase tipuri de defecte de suprafață:

Lap

Acest tip de defect apare atunci când un colț sau o aripă este pliată și rulată, dar nu sudată în metal. Ele apar ca cusături pe suprafața metalului.

Tunsul morii

Aceste defecte apar ca o tură asemănătoare unei pene.

Scală introdusă

Acest lucru se întâmplă atunci când cântarul este laminat în metal.

Cruste

Acestea sunt pete lungi de metal liber care au fost rulate pe suprafața metalului.

Cusături

Sunt linii deschise, rupte, care se desfășoară de-a lungul lungimii metalului și cauzate de prezența cântarului, precum și datorită rugozității de trecere a morii de degroșare.

Slivers

Rupturi de suprafață proeminente.

Remediere defecte de suprafață

Multe defecte de suprafață pot fi șlefuite de pe suprafața produselor laminate semifabricate înainte de laminare ulterioară. Metodele de eșarfare au inclus cioplirea manuală cu dalte (secolele XVIII și XIX); cioplire și șlefuire cu mașini de aer și șlefuitoare; arderea cu o torță cu oxi-combustibil , a cărei presiune a gazului aruncă metalul sau zgura topită de flacără; și eșarfă cu laser.

Vezi si

• Bernard Lauth a inventat și brevetat procesul de laminare la rece a fierului
• John B. Tytus , inventatorul primului proces practic de laminare continuă cu bandă largă pentru fabricarea oțelului
• Tadeusz Sendzimir , al cărui nume a fost dat metodelor revoluționare de prelucrare a oțelului și a metalelor
• Texturarea fasciculului de electroni , utilizată pentru a aplica rugozitatea suprafeței cilindrilor laminorului
• Sertar glisează mașină de formare a rolelor
• Calendar

Note

Bibliografie

• Degarmo, E. Paul; Negru, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materiale și procese în fabricație (ediția a IX-a), Wiley, ISBN 978-0-471-65653-1.
• Roberts, William L. (1978), Laminarea la rece a oțelului , Marcel Dekker, ISBN 978-0-8247-6780-8.
• Roberts, William L. (1983), Hot Rolling of Steel , Marcel Dekker, ISBN 978-0-8247-1345-4.
• Doege, E .; Behrens, B.-A .: Handbuch Umformtechnik: Grundlagen, Technologien, Maschinen (în limba germană), ediția a II-a, Springer Verlag, 2010, ISBN  978-3-642-04248-5

Lecturi suplimentare

• Ginzburg, Vladimir B .; Ballas, Robert (2000), Flat Rolling Fundamentals , CRC Press, ISBN 978-0-8247-8894-0.
• Lee, Youngseog (2004), Roll and bar rolling , CRC Press, ISBN 978-0-8247-5649-9.
• Swank, James M. (1965), Istoria fabricării fierului în toate vârstele (ediția a II-a), Editura Ayer, ISBN 978-0-8337-3463-1.
• Reed-Hill, Robert și colab. „Principiile de metalurgie fizică” , ediția a 3-a, editura PWS, Boston, 1991. ISBN  978-0-534-92173-6 .
• Callister Jr., William D., „Știința și ingineria materialelor - o introducere” , ediția a 6-a, John Wiley & Sons, New York, NY, 2003. ISBN  0-471-13576-3
• Suhel khan pathan, IJSRDV5I70206 "Mașină de laminat cu trei role" (IJSRD / Vol 5 / Ediția 07/2017/270). ISSN  2321-0613

linkuri externe

• Istoria Rolling Mills