Kaldrulling og varmvalsing

Varmvalsing er en metallbearbeidingsprosess som skjer over rekrystalliseringstemperaturen til materialet. Kornene omkrystalliseres etter å ha blitt deformert under bearbeiding, noe som opprettholder en likeakset mikrostruktur og forhindrer kaldarbeidsherding av metallet. Utgangsmaterialer er vanligvis store metallstykker, slik som halvferdige støpegods, plater, billets og billets. Hvis produktet kommer fra kontinuerlig støping, mates produktet vanligvis direkte til valseverket ved passende temperatur. For mindre produksjonsskalaer starter råvarene i romtemperatur og må varmes opp. Større arbeidsstykker varmes opp i en bløtleggingsovn drevet av olje, gass eller naturgass, mens mindre arbeidsstykker varmes opp i en elektrisk induksjonsovn. Når råmaterialet varmes opp i ovnen, må dets temperatur overvåkes for å sikre at materialtemperaturen er over rekrystalliseringstemperaturen til metallmaterialet. For å sikre en viss sikkerhetsfaktor, må råvarens oppvarmingstemperatur være over rekrystalliseringstemperaturen; denne temperaturverdien er vanligvis 50 grader til 100 grader høyere enn rekrystalliseringstemperaturen.

Varmvalsede metaller har generelt lite retningsbestemt i sine mekaniske egenskaper og restspenninger forårsaket av deformasjon. I noen tilfeller kan imidlertid ikke-metalliske inneslutninger gi en viss retning, og arbeidsstykker mindre enn 20 mm tykke har vanligvis en viss retning. I tillegg kan ujevn kjøling indusere store restspenninger, som ofte oppstår i former med ujevnt tverrsnitt, for eksempel I-bjelker. Det er oksidbelegg på overflaten av de valsede produktene, som er et oksid dannet ved høy temperatur. Kalk fjernes vanligvis ved beising eller overflaterensing av overflateprosesser. Dimensjonstoleranser på det ferdigvalsede produktet er typisk 2 til 5 % av de totale dimensjonene.

Det ser ut til at varmvalset bløtt stål har et bredere spekter av karboninnhold enn kaldvalset stål, noe som gjør det vanskeligere for smeder å kontrollere kvaliteten på det ferdige produktet. Også for lignende metaller er kostnadene for varmvalsede produkter generelt lavere enn for kaldvalsede produkter.

Varmvalsing brukes hovedsakelig for å produsere platedeler eller produkter med enkle profiler, som skinneskinner. Andre typiske bruksområder for varmvalset metall inkluderer lastebilrammer, bilhjul, rør og rør, varmtvannsberedere, gårdsutstyr, belter, stansinger, kompressorhus, komponenter for rullende materiell, hjulfelger, arkitektoniske metallkonstruksjoner, jernbanevogner, dører, hyller, CDer, rekkverk, clutchplater til bil.

rullende design

Valseverk er vanligvis delt inn i grovbearbeiding, mellombehandling og etterbehandling. I formrullingsprosessen rulles og deformeres diameteren til det første emnet (rundt eller kvadratisk), vanligvis mellom 100-140 mm, kontinuerlig, noe som resulterer i et ferdig produkt med mindre tverrsnittsstørrelse og geometri. Med utgangspunkt i et gitt tomrom, kan forskjellige sekvenser brukes for å produsere forskjellige sluttprodukter. Men siden hvert valseverk er veldig dyrt (opptil 2 millioner euro), er et typisk krav en kontraktsmengde eller valsepass. Noen løsninger er innhentet, blant annet empirisk kunnskap, bruk av digitale modellsimuleringer og kunstig intelligens-teknologi. Lambiase et al brukte en finitt element-modell (FE) for å forutsi den endelige formen til en rullende strimmel som passerer gjennom en rund flat rull. Et av hovedproblemene ved utforming av et valseverk er å redusere antall valser; en mulig løsning for å møte dette kravet er å dele opp passeringen, redusere profilreduksjonshastigheten for hver passasje ved å øke antall ruller. En annen løsning for å redusere antall verktøypassasjer i et valseverk er bruken av et automatisert valsesystem foreslått av Lambiase og Langella. Deretter videreutviklet Lambiase et automasjonssystem basert på kunstig intelligens, nærmere bestemt et integrert system, inkludert en inferensmotor basert på genetiske algoritmer, en kunnskapsdatabase basert på kunstige nevrale nettverk, trent ved hjelp av en parametrisk finite element-modell, og optimalisering og automatisering av valseverket. design.

Kaldvalsing utføres under rekrystalliseringstemperaturen til metallet (vanligvis ved romtemperatur). Kaldvalsing kan øke materialets styrke med opptil 20 % gjennom strekkherding. Det forbedrer også overflatefinishen og opprettholder strammere toleranser. Vanligvis kaldvalsede produkter inkluderer ark, strimler, stenger og stenger; disse produktene er vanligvis mindre enn deres varmvalsede motstykker. På grunn av den lille størrelsen på arbeidsstykket og dets større styrke, sammenlignet med varmvalsing, er det nødvendig å bruke en klynge eller høyere enn fire-høyvalsemølle. Ved kaldvalsing reduseres emnets tykkelse mindre ved enkeltvalsing enn ved varmvalsing. Kaldvalset ark og bånd er tilgjengelig i en rekke forhold: helhard, halvhard, kvarthard og utseendevalset. Full hard valsing reduserer tykkelsen med 50 %, mens andre hardheter reduserer tykkelsen med mindre. Gløding av kaldvalset stål kan øke duktiliteten. Kaldvalsing med skinnpassasje kan gi en minimumstykkelsesreduksjon på: 0,5-1%. Den brukes til å produsere glatte overflater, jevn tykkelse og redusere flytegrensefenomener (forhindrer dannelsen av Luders-bånd under etterfølgende behandling). Den låser dislokasjoner på overflaten, og reduserer dermed muligheten for Lüders-bånddannelse. For å unngå dannelse av Lüders-bånd, må tettheten av ustiftede dislokasjoner økes i ferrittmatrisen. Den brukes også til å bryte ned blekemidler i galvanisert stål. Skin pass kaldvalsing brukes ofte etter kaldvalsing fordi det ferdige produktet må ha god duktilitet. Andre former kan kaldvalses dersom tverrsnittet er relativt jevnt og tverrmålene er relativt små. Kaldvalsede former krever en rekke formingsoperasjoner, vanligvis langs dimensjonslinjer, separasjonslinjer, grovbearbeiding, halvgrovbearbeiding og etterbehandling. Glattere, mer konsistent stål med lavere karboninnhold er lettere å jobbe med, men koster også mer i råvarer hvis det håndteres av en smed. Typiske bruksområder for kaldvalset stål inkluderer metallmøbler, kontorpulter, arkivskap, bord, stoler, motorsykkeleksosrør, dataskap og maskinvare, husholdningsapparater og komponenter, hyller, lysarmaturer, hengsler, oljerør, stålfat, gressklippere, elektroniske skap, varmtvannsberedere, metallbeholdere, vifteblader, stekepanner, vegg- og takmonteringssett og diverse konstruksjonsrelaterte produkter.