Полное руководство по процессам прокатки металла

Прокатка в металлообработке — процесс формовки металла, который помогает уменьшить толщину металла и сделать её равномерной. Металлическая заготовка пропускается через одну или несколько пар валов для уменьшения материала. Прокатка классифицируется по температуре прокатываемого металла: это горячая прокатка, если температура металла выше температуры рекристаллизации, и холодная прокатка, если температура ниже температуры рекристаллизации.

Сегодня мы рассмотрим определение, процессы, принцип работы, типы, применение, горячую и холодную прокатку, назначение смазки, дефекты, а также преимущества и недостатки прокатки.

Определение прокатки:

Прокатку можно определить как процесс формовки металла, при котором металлические заготовки пропускают через пары валов для получения равномерной толщины или уменьшения толщины материала. Это достигается двумя способами: горячая и холодная прокатка. В приложениях горячие процессы прокатки дают большую тоннажность, чем любой другой производственный процесс, а холодные процессы прокатки — наибольшую тоннажность среди всех процессов холодной деформации.

Пары валов удерживаются на валовых станинах, которые группируются в прокатные станы (rolling mills) для легкой обработки металла. Обычно сталь можно прокатовать в различные продукты: профильную сталь (двутавры, уголки, швеллеры), круглый прокат и рельсы. Некоторые металлургические комбинаты имеют прокатные цеха, превращающие полуфабрикаты в готовую продукцию.

Читайте также: Различные типы процессов формовки листового металла

Принцип работы процесса прокатки:

В процессе прокатки заготовка материала пропускается между одной или несколькими парами валов для уменьшения и поддержания равномерной толщины. Процесс в основном фокусируется на поперечном сечении слитка или металла для прессования, что способствует уменьшению толщины заготовки. Процессы прокатки увеличивают длину и уменьшают толщину без изменения ширины материала.

В видео ниже объяснена работа прокатки:

Горячая и холодная прокатка:

Горячая прокатка:

Как упоминалось, в металлообработке горячая прокатка происходит выше температуры рекристаллизации материала. Рекристаллизация предотвращает закачивание металла.

Холодная прокатка:

В отличие от горячей, холодная прокатка происходит ниже температуры рекристаллизации, обычно при комнатной температуре. Это увеличивает прочность примерно на 20% за счет деформационного упрочнения, улучшает качество поверхности и обеспечивает более жесткие допуски.

Читайте полную статью

Применение прокатки:

Применение горячей прокатки в основном — производство листового металла или простых профилей, таких как рельсовые пути. Общие области применения горячекатаного металла:

• Рамы грузовиков
• Трубы и трубопроводы
• Автомобильные сцепления, колеса и ободы
• Водонагреватели
• Сельхозтехника
• Упаковочные ленты (strappings)
• Металлические здания
• Штамповки
• Железнодорожные воронки и компоненты вагонов
• Ограждающие козырьки на улицах и шоссе
• Двери и полки
• Диски

Применение холоднокатаной стали включает: металлическую мебель, картотеки, столы, парту, стулья, мотоциклетные выхлопные трубы, компьютерные корпуса и комплектующие, бытовые приборы и компоненты, стальные бочки, трубопроводы, петли, световые приборы, полки, водонагреватели, металлические контейнеры, лопасти вентиляторов, сковородки, электрошкафы, газонокосилки, строительные изделия.

По этому списку применения прокатаного металла видно, что почти всё вокруг нас проходит либо холодную, либо горячую прокатку.

Процессы прокатки:

Основные виды процессов прокатки:

• Прокатка с изгибом (Roll bending)
• Прокатная формовка (Roll forming)
• Плоская прокатка (Flat rolling)
• Кольцевая прокатка (Ring rolling)
• Прокатка профилей (Structural shape rolling)
• Управляемая прокатка (Controlled rolling)
• Ковковая прокатка (Forge rolling)

Читайте полную статью

Типы прокатных станов:

Пять типов прокатных станов для прокатки металлов:

• Двухваликовые прокатные станы
• Трехваликовые прокатные станы
• Четырехваликовые прокатные станы
• Тандем-прокатные станы
• Кластерные прокатные станы (Cluster rolling mills)

Смазка при прокатке:

Поскольку трение возникает между валами и металлом в процессе прокатки, смазка играет очень важную роль. Трение также полезно, так как отвечает за продвижение заготовки вперед между валами. Поэтому его иногда устраняют или снижают до соответствующего уровня, что делает важным выбор подходящей смазки для процесса прокатки.

При холодной прокатке стали необходимо использовать жидкие смазки с низкой вязкостью, например парафин. Парафин подходит для цветных металлов: алюминия, меди и их сплавов, помогая избежать пятнования при последующей термической обработке.

При горячей прокатке смазка может не требоваться, но заливная вода используется для генерации пара и разрушения шкалы. Однако в качестве смазки используется графитовая смазка.

Дефекты прокатки:

Дефекты на прокатанном материале возникают из-за высокого давления валов. Основные типы дефектов процесса прокатки:

• Трещины по краям (Edge cracking)
• Складки (Folds)
• Аллигаторирование (Alligatoring) — расщепление по толщине
• Образование шкалы (Scale formation)

На этом всё по статье «Процесс прокатки». Надеемся, чтение было полезным — комментируйте и делитесь с коллегами!