Laminazione a caldo
La laminazione a caldo è un processo di lavorazione dei metalli che avviene al di sopra della temperatura di ricristallizzazione del materiale. I grani ricristallizzano dopo essere stati deformati durante la lavorazione, mantenendo una microstruttura equiassica e prevenendo l'indurimento a freddo del metallo. I materiali di partenza sono solitamente pezzi di metallo di grandi dimensioni, come getti semilavorati, bramme, billette e billette. Se il prodotto proviene da colata continua, solitamente il prodotto viene alimentato direttamente al laminatoio alla temperatura opportuna. Per produzioni su scala più piccola, le materie prime iniziano a temperatura ambiente e devono essere riscaldate. I pezzi più grandi vengono riscaldati in un forno a immersione alimentato da petrolio, gas o gas naturale, mentre i pezzi più piccoli vengono riscaldati in un forno elettrico a induzione. Quando la materia prima viene riscaldata nel forno, la sua temperatura deve essere monitorata per garantire che la temperatura del materiale sia superiore alla temperatura di ricristallizzazione del materiale metallico. Per garantire un certo fattore di sicurezza, la temperatura di riscaldamento della materia prima deve essere superiore alla temperatura di ricristallizzazione; questo valore di temperatura è generalmente da 50 a 100 gradi superiore alla temperatura di ricristallizzazione.
I metalli laminati a caldo generalmente hanno poca direzionalità nelle loro proprietà meccaniche e nelle tensioni residue causate dalla deformazione. Tuttavia, in alcuni casi, le inclusioni non metalliche possono conferire una certa direzionalità e i pezzi con spessore inferiore a 20 mm di solito hanno una certa direzionalità. Inoltre, il raffreddamento non uniforme può indurre grandi tensioni residue, che spesso si verificano in forme con sezioni trasversali non uniformi, come le travi a I. Sulla superficie dei prodotti laminati è presente una scaglia di ossido, che è un ossido formatosi ad alta temperatura. Le incrostazioni vengono solitamente rimosse mediante decapaggio o processi di pulizia della superficie. Le tolleranze dimensionali sul prodotto laminato finale sono generalmente comprese tra il 2 e il 5% delle dimensioni totali.
Sembra che l’acciaio dolce laminato a caldo abbia un contenuto di carbonio più ampio rispetto all’acciaio laminato a freddo, rendendo più difficile per i fabbri controllare la qualità del prodotto finito. Anche per metalli simili il costo dei prodotti laminati a caldo è generalmente inferiore a quello dei prodotti laminati a freddo.
La laminazione a caldo viene utilizzata principalmente per produrre parti in lamiera o prodotti con profili semplici, come i binari ferroviari. Altri usi tipici del metallo laminato a caldo includono telai di camion, ruote di automobili, tubi e tubature, scaldabagni, attrezzature agricole, cinture, pezzi stampati, involucri di compressori, componenti di materiale rotabile, cerchioni, strutture metalliche architettoniche, vagoni ferroviari, porte, scaffali, CD, guardrail, dischi frizione dell'auto.
disegno rotolante
I laminatoi vengono solitamente suddivisi in sgrossatura, lavorazioni intermedie e finiture. Nel processo di laminazione della forma, il diametro del pezzo grezzo iniziale (rotondo o quadrato), solitamente compreso tra 100-140 mm, viene continuamente laminato e deformato, ottenendo un prodotto finito con dimensioni e geometria della sezione trasversale più piccole. Partendo da un dato pezzo grezzo si possono adottare diverse sequenze per realizzare diversi prodotti finali. Tuttavia, poiché ogni laminatoio è molto costoso (fino a 2 milioni di euro), un requisito tipico è una quantità contrattuale o un passaggio di laminazione. Sono state ottenute alcune soluzioni, tra cui la conoscenza empirica, l’uso di simulazioni di modelli digitali e la tecnologia dell’intelligenza artificiale. Lambiase et al hanno utilizzato un modello agli elementi finiti (FE) per prevedere la forma finale di una striscia di laminazione che passa attraverso un rullo piatto rotondo. Uno dei problemi principali nella progettazione di un laminatoio è ridurre il numero di cilindri; una possibile soluzione per soddisfare questa esigenza è quella di dividere la passata, riducendo il tasso di riduzione del profilo di ciascuna passata aumentando il numero di rulli. Un'altra soluzione per ridurre il numero di passaggi utensile in un laminatoio è l'uso di un sistema di rulli automatizzato proposto da Lambiase e Langella. Successivamente, Lambiase ha sviluppato ulteriormente un sistema di automazione basato sull'intelligenza artificiale, nello specifico un sistema integrato, comprendente un motore di inferenza basato su algoritmi genetici, un database di conoscenze basato su reti neurali artificiali, addestrate utilizzando un modello parametrico agli elementi finiti, e l'ottimizzazione e l'automazione di il laminatoio. progetto.
laminato a freddo
La laminazione a freddo viene eseguita al di sotto della temperatura di ricristallizzazione del metallo (solitamente a temperatura ambiente). La laminazione a freddo può aumentare la resistenza del materiale fino al 20% attraverso l'incrudimento. Migliora inoltre la finitura superficiale e mantiene tolleranze più strette. Tipicamente i prodotti laminati a freddo includono fogli, nastri, barre e tondini; questi prodotti sono generalmente più piccoli dei loro omologhi laminati a caldo. A causa delle dimensioni ridotte del pezzo e della sua maggiore resistenza, rispetto alla laminazione a caldo, è necessario utilizzare un mulino a rulli a grappolo o superiore a quattro. Nella laminazione a freddo, lo spessore del pezzo grezzo si riduce meno nella laminazione a rullo singolo che nella laminazione a caldo. I fogli e i nastri laminati a freddo sono disponibili in diverse condizioni: completamente duri, semiduri, semiduri e laminati con aspetto. La laminazione completamente dura riduce lo spessore del 50%, mentre altre durezze riducono lo spessore di meno. La ricottura dell'acciaio laminato a freddo può aumentare la duttilità. La laminazione a freddo dello skin pass può produrre una riduzione minima dello spessore di: 0,5-1%. Viene utilizzato per realizzare superfici lisce, di spessore uniforme e ridurre i fenomeni di limite di snervamento (impedendo la formazione di bande di Luders durante le successive lavorazioni). Blocca le lussazioni sulla superficie, riducendo così la possibilità della formazione delle bande di Lüders. Per evitare la formazione di bande di Lüders, è necessario aumentare la densità delle dislocazioni non fissate nella matrice di ferrite. Viene utilizzato anche per decomporre i brillantanti nell'acciaio zincato. La laminazione a freddo skin pass viene spesso utilizzata dopo la laminazione a freddo perché il prodotto finito deve avere una buona duttilità. Altre forme possono essere laminate a freddo se la sezione trasversale è relativamente uniforme e le dimensioni trasversali sono relativamente piccole. Le forme laminate a freddo richiedono una serie di operazioni di sagomatura, solitamente lungo le linee dimensionali, le linee di separazione, sgrossatura, semisgrossatura e finitura. L'acciaio più liscio e consistente con un contenuto di carbonio inferiore è più facile da lavorare ma costa anche di più in termini di materie prime se maneggiato da un fabbro. Gli usi tipici dell'acciaio laminato a freddo includono mobili metallici, scrivanie da ufficio, schedari, tavoli, sedie, tubi di scarico per motociclette, armadietti e hardware per computer, elettrodomestici e componenti domestici, scaffalature, apparecchi di illuminazione, cerniere, tubi dell'olio, fusti d'acciaio, tosaerba, armadi elettronici, scaldabagni, contenitori metallici, pale di ventilatori, padelle, kit di montaggio a parete e a soffitto e vari prodotti correlati all'edilizia.
