Tant la laminació en calent com la laminació en fred són processos per formar plaques o perfils d'acer, i tenen un impacte important en l'estructura i les propietats de l'acer.
La laminació d'acer utilitza principalment laminació en calent, mentre que la laminació en fred només s'utilitza normalment per produir acer de -mida petita i plaques fines, i altres materials d'acer que requereixen dimensions precises.
I. Laminació en calent
Per definició, els lingots o palanxes d'acer són difícils de deformar a temperatura ambient i no són fàcils de processar. Generalment s'escalfen a 1100-1250 graus per rodar; aquest procés de laminació s'anomena laminació en calent.
La temperatura d'acabat de la laminació en calent és generalment de 800-900 graus, després de la qual se sol refredar a l'aire. Per tant, l'estat laminat en calent és equivalent al tractament normalitzador.
La majoria dels materials d'acer es laminen mitjançant el mètode de laminació en calent. L'acer lliurat en estat-laminat en calent té una capa d'òxid de ferro a la seva superfície a causa de l'alta temperatura, proporcionant així un cert grau de resistència a la corrosió i permetent l'emmagatzematge exterior.
Tanmateix, aquesta capa d'escala d'òxid de ferro també fa que la superfície de l'acer-laminat en calent sigui rugosa i les dimensions fluctuïn considerablement. Per tant, l'acer que requereix una superfície llisa, unes dimensions precises i unes bones propietats mecàniques s'ha de produir mitjançant laminació en fred utilitzant productes semiacabats o acabats-laminats en calent com a matèries primeres.
Avantatges:
Velocitat de formació ràpida, alt rendiment i sense danys al recobriment. Es pot fer en diverses-formes de secció transversal per satisfer les necessitats de diferents aplicacions; el laminat en fred pot provocar una deformació plàstica important a l'acer, augmentant així el punt de fluència de l'acer.
Inconvenients:
1. Tot i que no hi ha compressió plàstica calenta durant el procés de conformació, encara existeix una tensió residual dins de la secció transversal-, que afecta inevitablement a les característiques generals i locals de pandeig de l'acer;
2. Les seccions d'acer-laminades en fred són generalment seccions obertes, el que resulta en una baixa rigidesa torsional lliure de la secció-transversal. Són propensos a torçar-se en flexió i a flexió-torsionament sota compressió, donant lloc a una baixa resistència a la torsió;
3. L'acer-laminat en fred té un gruix de paret més petit i no hi ha engrossiment a les cantonades on s'uneixen les plaques, la qual cosa provoca una feble resistència a les càrregues concentrades localitzades.
II. Laminació en fred
El laminatge en fred es refereix a un mètode de laminació que utilitza la pressió dels corrons per comprimir l'acer a temperatura ambient, canviant la forma de l'acer. Tot i que el procés de processament també fa que la placa d'acer s'escalfi, encara s'anomena laminació en fred. Més concretament, la laminació en fred utilitza bobines d'acer-laminades en calent com a matèria primera. Després del decapat per eliminar l'escala, se sotmet a un processament a pressió, donant lloc a un producte acabat anomenat bobina-laminada en fred.
En general, l'acer-laminat en fred, com ara les xapes d'acer galvanitzades i recobertes de color-, requereix un recuit, de manera que té una millor plasticitat i allargament, i s'utilitza àmpliament a les indústries de l'automòbil, els electrodomèstics i la ferreteria. Les làmines-enrotllades en fred tenen un cert grau de suavitat superficial i se senten relativament suaus al tacte, principalment a causa del procés de decapat. Les làmines-laminades en calent generalment no compleixen la suavitat de la superfície requerida, de manera que les tires d'acer-laminades en calent s'han de laminar-en fred. A més, la cinta d'acer-laminada en calent més prima té generalment 1,0 mm de gruix, mentre que la laminació en fred pot aconseguir un gruix de 0,1 mm. El laminat en calent està rodant per sobre de la temperatura de cristal·lització, mentre que el laminat en fred està rodant per sota de la temperatura de cristal·lització.
El laminatge en fred canvia la forma de l'acer mitjançant una deformació en fred contínua. L'enduriment per treball en fred provocat per aquest procés augmenta la resistència i la duresa de la bobina-laminada en fred, alhora que en redueix la duresa i la ductilitat.
Per a aplicacions d'ús final-, la laminació en fred empitjora el rendiment d'estampació, fent que el producte sigui adequat per a peces amb deformació senzilla.
Avantatges:
Pot destruir l'estructura de fosa del lingot d'acer, refinar la mida del gra de l'acer i eliminar els defectes microestructurals, fent que l'estructura d'acer sigui més densa i millorant les seves propietats mecàniques. Aquesta millora es reflecteix principalment al llarg de la direcció de laminació, de manera que l'acer ja no és isotròpic fins a cert punt; les bombolles, les esquerdes i la porositat formades durant la fosa també es poden soldar a alta temperatura i pressió.
Inconvenients:
1. Després de la laminació en calent, les inclusions no-metàl·liques (principalment sulfurs i òxids, així com silicats) dins de l'acer es pressionen en làmines fines, donant lloc a la delaminació. La delaminació deteriora molt les propietats de tracció de l'acer en la direcció del gruix i pot provocar un trencament de les capes intercalades durant la contracció de la soldadura. La tensió local induïda per la contracció de la soldadura sovint arriba diverses vegades a la deformació del punt de fluència, que és molt més gran que la tensió causada per la càrrega;
2. Estrès residual causat per un refredament desigual. L'estrès residual és una tensió interna d'auto-equilibri sense força externa. Totes les seccions d'acer-laminades en calent de diferents-seccions transversals tenen aquest tipus de tensió residual. En general, com més gran sigui la mida de la-secció transversal de l'acer, més gran serà la tensió residual. La tensió residual, tot i que s'auto-equilibra, encara té un cert impacte en el rendiment dels components d'acer sota forces externes. Per exemple, pot tenir efectes adversos sobre la deformació, l'estabilitat i la resistència a la fatiga.
III. Resum:
La principal diferència entre la laminació en fred i la laminació en calent és la temperatura del procés de laminació. "Fred" fa referència a la temperatura ambient i "calent" es refereix a la temperatura alta.
Des del punt de vista metal·lúrgic, el límit entre el laminat en fred i el laminat en calent s'ha de distingir per la temperatura de recristal·lització. És a dir, rodar per sota de la temperatura de recristal·lització és laminar en fred i rodar per sobre de la temperatura de recristal·lització és laminar en calent. La temperatura de recristal·lització de l'acer és de 450-600 graus.
Les principals diferències entre l'acer-laminat en calent i-en fred són:
1. Aspecte i qualitat superficial:
Com que les làmines-laminades en fred s'obtenen a partir de làmines-laminades en calent després del procés de laminació en fred, i la laminació en fred també implica algun acabat superficial, les làmines-laminades en fred tenen una millor qualitat superficial (com ara la rugositat superficial) que les làmines-laminades en calent. Per tant, si hi ha requisits elevats per a la qualitat de la pintura posterior i del recobriment del producte, generalment s'escullen làmines-laminades en fred. Les làmines-enrotllades en calent es divideixen a més en làmines en vinagre i no en vinagre. Les làmines decapades tenen un color metàl·lic normal a causa del decapat, però com que no estan-laminades en fred, la seva qualitat superficial no és tan alta com les-laminades en fred. Les làmines sense escabetx solen tenir una capa d'òxid a la superfície, semblant apagada o amb una capa negra d'òxid de ferro. En poques paraules, sembla que s'hagin escalfat i, si s'emmagatzemen en un ambient deficient, normalment tindran una mica d'òxid.
2. Rendiment: En general, les propietats mecàniques de les làmines-laminades en calent i en fred-es consideren iguals en aplicacions d'enginyeria, tot i que les làmines-laminades en fred sofreixen un cert enduriment durant el procés de laminació en fred (no obstant això, això no exclou situacions en què s'han de tractar requisits estrictes de propietats mecàniques diferents, en aquest cas). Les làmines laminades en fred-acostumen a tenir una força de fluència i una duresa superficial lleugerament superiors a les làmines-laminades en calent. Els valors específics depenen del grau de recuit de la xapa-laminada en fred. Tanmateix, independentment del procés de recuit, la resistència de les làmines-laminades en fred és superior a la de les làmines-en calent.
3. Rendiment de conformat: com que el rendiment de les làmines laminades en fred-i en calent- és bàsicament similar, els factors que influeixen en el rendiment de conformació depenen de les diferències en la qualitat de la superfície. Com que la qualitat superficial de les làmines-laminades en fred és millor, en general, per a les làmines d'acer del mateix material, les làmines-laminades en fred tenen un millor rendiment de conformació que les-laminades en calent.
