نورد سرد و نورد گرم

نورد گرم یک فرآیند پردازش فلز است که بالاتر از دمای تبلور مجدد مواد رخ می دهد. دانه‌ها پس از تغییر شکل در طی پردازش، تبلور مجدد می‌یابند، که این امر یک ریزساختار هم محور را حفظ می‌کند و از سخت شدن فلز در کار سرد جلوگیری می‌کند. مواد اولیه معمولاً قطعات بزرگ فلز هستند، مانند ریخته گری نیمه تمام، اسلب، بیلت و بیلت. اگر محصول از ریخته‌گری پیوسته باشد، معمولاً محصول مستقیماً در دمای مناسب به آسیاب نورد داده می‌شود. برای مقیاس های تولید کوچکتر، مواد خام از دمای اتاق شروع می شود و باید حرارت داده شود. قطعات کار بزرگتر در یک کوره خیسانده با سوخت نفت، گاز یا گاز طبیعی گرم می شوند، در حالی که قطعات کار کوچکتر در یک کوره القایی الکتریکی گرم می شوند. هنگامی که ماده خام در کوره گرم می شود، دمای آن باید کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که دمای مواد بالاتر از دمای تبلور مجدد مواد فلزی است. به منظور اطمینان از یک فاکتور ایمنی خاص، دمای گرمایش مواد خام باید بالاتر از دمای تبلور مجدد باشد. این مقدار دما معمولاً 50 درجه تا 100 درجه بالاتر از دمای تبلور مجدد است.

فلزات نورد گرم عموماً دارای جهت کمی در خواص مکانیکی و تنش های پسماند ناشی از تغییر شکل هستند. با این حال، در برخی موارد، اجزای غیر فلزی می‌توانند مقداری جهت ایجاد کنند و قطعات کار با ضخامت کمتر از 20 میلی‌متر معمولاً دارای جهت هستند. علاوه بر این، سرمایش غیریکنواخت می‌تواند تنش‌های پسماند زیادی را ایجاد کند که اغلب به شکل‌هایی با سطح مقطع غیریکنواخت مانند تیرهای I رخ می‌دهد. بر روی سطح محصولات نورد شده رسوب اکسیدی وجود دارد که اکسیدی است که در دمای بالا تشکیل می شود. رسوب معمولاً با فرآیندهای ترشی یا تمیز کردن سطح حذف می شود. تلورانس های ابعادی در محصول نهایی نورد معمولاً 2 تا 5 درصد از ابعاد کل است.

به نظر می رسد که فولاد نرم نورد گرم نسبت به فولاد نورد سرد دارای محدوده کربن بیشتری است و کنترل کیفیت محصول نهایی را برای آهنگران دشوارتر می کند. همچنین برای فلزات مشابه، هزینه محصولات نورد گرم به طور کلی کمتر از محصولات نورد سرد است.

نورد گرم عمدتاً برای تولید قطعات ورق فلزی یا محصولات با پروفیل های ساده مانند خطوط ریلی استفاده می شود. سایر کاربردهای معمولی برای فلزات نورد گرم شامل قاب کامیون، چرخ‌های خودرو، لوله و لوله، آبگرمکن، تجهیزات مزرعه، تسمه، مهر زنی، پوشش کمپرسور، اجزای انبار نورد، رینگ چرخ‌ها، سازه‌های فلزی معماری، واگن‌های قیف راه‌آهن، درها، قفسه‌ها، سی دی، گاردریل، صفحه کلاچ ماشین.

طراحی نورد

کارخانه های نورد معمولاً به دو دسته خشن، فرآوری میانی و تکمیل تقسیم می شوند. در فرآیند نورد شکل، قطر خالی اولیه (دور یا مربع)، معمولاً بین 100-140 میلی‌متر، به طور پیوسته نورد می‌شود و تغییر شکل می‌دهد و در نتیجه محصول نهایی با اندازه مقطع و هندسه کوچک‌تر ایجاد می‌شود. با شروع از یک جای خالی مشخص، توالی های مختلفی را می توان برای تولید محصولات نهایی مختلف اتخاذ کرد. با این حال، از آنجایی که هر کارخانه نورد بسیار گران است (تا 2 میلیون یورو)، یک نیاز معمولی مقدار قرارداد یا پاس نورد است. راه حل هایی از جمله دانش تجربی، استفاده از شبیه سازی مدل های دیجیتال و فناوری هوش مصنوعی به دست آمده است. لامبیاز و همکاران از یک مدل المان محدود (FE) برای پیش‌بینی شکل نهایی یک نوار نورد که از یک رول مسطح گرد عبور می‌کند، استفاده کردند. یکی از مسائل اصلی در طراحی آسیاب نورد کاهش تعداد رول است. یکی از راه حل های ممکن برای برآورده کردن این نیاز، تقسیم پاس، کاهش نرخ کاهش پروفیل هر پاس با افزایش تعداد رول ها است. راه حل دیگر برای کاهش تعداد عبور ابزار در یک آسیاب نورد، استفاده از سیستم رول خودکار پیشنهاد شده توسط Lambiase و Langella است. متعاقباً، Lambiase یک سیستم اتوماسیون مبتنی بر هوش مصنوعی، به‌ویژه یک سیستم یکپارچه، شامل موتور استنتاج مبتنی بر الگوریتم‌های ژنتیک، پایگاه‌داده دانش مبتنی بر شبکه‌های عصبی مصنوعی، آموزش‌دیده با استفاده از مدل المان محدود پارامتری، و بهینه‌سازی و اتوماسیون را توسعه داد. آسیاب نورد طرح.

نورد سرد زیر دمای تبلور مجدد فلز (معمولاً در دمای اتاق) انجام می شود. نورد سرد می تواند استحکام مواد را تا 20% از طریق سخت شدن کرنش افزایش دهد. همچنین سطح را بهبود می بخشد و تحمل های محکم تر را حفظ می کند. به طور معمول محصولات نورد سرد شامل ورق، نوار، میله و میله است. این محصولات معمولاً کوچکتر از نمونه های نورد گرم خود هستند. به دلیل کوچک بودن قطعه کار و استحکام بیشتر آن در مقایسه با نورد گرم، استفاده از آسیاب غلتکی خوشه ای یا بالاتر از چهار ارتفاع ضروری است. در نورد سرد، ضخامت بلانک در نورد تک غلتکی کمتر از نورد گرم کاهش می یابد. ورق و نوار نورد سرد در شرایط مختلفی موجود است: کاملا سخت، نیمه سخت، یک چهارم سخت و نورد ظاهری. نورد کاملا سخت ضخامت را تا 50% کاهش می دهد در حالی که سختی های دیگر ضخامت را کمتر می کنند. بازپخت فولاد نورد سرد می تواند شکل پذیری را افزایش دهد. نورد سرد با عبور پوست می تواند حداقل کاهش ضخامت را ایجاد کند: 0.{9}}%. برای تولید سطوح صاف، ضخامت یکنواخت و کاهش پدیده های نقطه تسلیم (جلوگیری از تشکیل نوارهای لودر در طول پردازش بعدی) استفاده می شود. دررفتگی ها را روی سطح قفل می کند و در نتیجه احتمال تشکیل نوار Lüders را کاهش می دهد. برای جلوگیری از تشکیل نوارهای Lüders، چگالی نابجایی های بدون پین باید در ماتریس فریت افزایش یابد. همچنین برای شکستن براق کننده ها در فولاد گالوانیزه استفاده می شود. نورد سرد پاس پوست اغلب بعد از نورد سرد استفاده می شود زیرا محصول نهایی باید شکل پذیری خوبی داشته باشد. اگر سطح مقطع نسبتاً یکنواخت و ابعاد عرضی نسبتاً کوچک باشد، می توان سایر اشکال را نورد سرد کرد. اشکال نورد سرد نیاز به یک سری عملیات شکل دهی دارند، معمولاً در امتداد خطوط ابعاد، خطوط جداسازی، خشن کردن، نیمه زبر کردن و تکمیل. فولاد صاف و یکدست تر با محتوای کربن کمتر کار با آن آسان تر است، اما در صورت استفاده توسط آهنگر، هزینه بیشتری در مواد اولیه دارد. کاربردهای معمول فولاد نورد سرد شامل مبلمان فلزی، میز اداری، کابینت بایگانی، میز، صندلی، لوله اگزوز موتور سیکلت، کابینت و سخت افزار کامپیوتر، لوازم خانگی و قطعات، قفسه بندی، وسایل روشنایی، لولاها، لوله های نفت، درام های فولادی، ماشین های چمن زنی، کابینت های الکترونیکی، آبگرمکن، ظروف فلزی، تیغه های فن، ماهیتابه، کیت های نصب دیواری و سقفی، و محصولات مختلف مرتبط با ساخت و ساز.