Walcowanie blach na zimno i na gorąco

W Polsce istnieje mnóstwo przedsiębiorstw, które świadczą usługi z zakresu procesów technologicznych mających na celu zmianę kształtów, wymiarów oraz właściwości chemicznych czy fizycznych metali. Ze względu na specyfikacje, pożądany efekt i właściwości metalu, możemy wyróżnić obróbkę: mechaniczną skrawaniem, plastyczną, cieplną, chemiczną oraz cieplno-chemiczną.

Bardzo popularną metodą obróbki metali jest obróbka plastyczna. Polega na walcowaniu blach, czyli inaczej odkształceniach plastycznych. Obróbka plastyczna występować może zarówno na zimno ja i gorąco. Walcowanie nie tylko zmienia kształt, ale również powoduje zmianę struktury metalu bądź jego stopu.

Podczas walcowania blachy w temperaturze wysokiej, powstaje rekrystalizacja materiału, przy czym nacisk potrzebny do jego odkształcenia jest stosunkowo mały. Efektem końcowym są płaskie elementy, np. grube blachy. Walcowanie na zimno natomiast służy do wyrobu elementów płaskich i cienkich taśm, folii, oraz rur i prętów o niewielkich średnicach,  w których znaczenie ma duża dokładność wymiarowo-kształtowa oraz gładka powierzchnia i podwyższona wytrzymałość.

Wyróżnia się dwie najpopularniejsze metody obróbki termicznej:

  • walcowanie na gorąco
  • walcowanie na zimno

Walcowanie blach na gorąco

Walcowanie na gorąco stali odbywa się bardzo wysokich temperaturach, sięgających rzędu 1 700° F. Wpływa to na plastyczność blachy, która jest łatwa w formowaniu.

Do walcowanie blach na gorąco, wykorzystuje się duże sztaby metalu. Zostają one podgrzane i wysyłane do wstępnego przetworzenia. Kolejno, materiał jest spłaszczany i utrzymywany w wysokiej temperaturze. Blacha, która zostaje rozpalona do białości przechodzi przez serię rolek dociskowych celem uzyskania wybranych wymiarów. Po obróbce blacha ułożona jest w zwoje i pozostawiona do ostygnięcia. W przypadku innych form, takich jak pręty i płyty, materiały są dzielone na części. Po procesie obróbki cieplnej stal zostaje chłodzona, co powoduje kurczenie się jej objętości. Proces ten niesie za sobą to, że mamy mniejszą kontrolę nad końcowych kształtem blachy. Proces walcowania na gorąco jest wykorzystywany w przypadku zapotrzebowania na blachy, których szczegółowe wymiary nie są aż tak ważne – na przykład w torach kolejowych czy projektach budowlanych.

Cechy blachy walcowanej na gorąco:

  • wyskalowane powierzchnie,
  • nieznaczne zniekształcenia w wyniku chłodzenia,
  • lekko zaokrąglone krawędzie.

Zalety walcowania blach na gorąco:

  • niszczy organizację odlewniczą wlewków stalowych,
  • powoduje, że struktura stalowa jest gęsta i mechanicznie ulepszona,
  • poprawia ziarno stali i eliminuje wady mikrostruktury.

Wady walcowania blach na gorąco:

  • niemetaliczne wtrącenia w stali są wciskane w cienkie plasterki i nakładają się,
  • nierównomierne chłodzenie, czego skutkiem mogą być deformacje, niestabilność, zmęczenie materiału,
  • odkształcenia w procesie stygnięcia stali,

Na czym polega walcowanie blach na zimno?

Walcowanie blach na zimno to tak naprawdę walcowanie na gorąco, ale z dodatkową obróbką termiczną. Proces technologiczny zaczyna się identycznie jak w przypadku walcowania na gorąco, jednak kolejno blacha poddawana jest dodatkowo obróbce. Zostaje zwijana w sposób, który pozwala uzyskać dokładniejsze wymiary i lepszą jakość powierzchni.
Walcowane na zimno dotyczy tylko metalu, który ulega kompresji między rolkami. Pozostałe formy jak pręty czy rury są rysowane, a nie walcowane. Tak więc walcowane na gorąco pręty i rury, już po schłodzeniu, są przetwarzane na tak zwane rury i pręty wykończone na zimno.

Cechy blachy walcowanej na zimno:

  • bardziej wykończone i gładsze powierzchnie,
  • dokładność wykonania oraz większa precyzja,
  • dobrze zdefiniowane krawędzie i rogi,
  • koncentryczna jednolitość i prostoliniowość.

Zalety walcowania na zimno:

  • szybkość formowania,
  • wyższa granica plastyczności stali.
  • brak uszkodzeń powłoki oraz wysoka wydajność,
  • możliwość wykonania z uwzględnieniem różnych form przekroju,
  • zwiększona wytrzymałość.

Wady walcowania na zimno:

  • zmiana właściwości mechanicznych blachy,
  • większe zużycie energii podczas procesów produkcyjnych.
  • mniejsza grubość blachy,

Walcarki odpowiedzią na skuteczne walcowanie

Element niezbędny podczas przeprowadzania plastycznej obróbki metali to niewątpliwie walcarki, które umożliwiają przeprowadzanie procesów związanych ze zgnieceniem materiału. Maszyny zostają połączone w kompleksowe zespoły walcownicze składające się z silnika, klatki walcowniczej oraz mechanizmu przekazującego moc silnika na walec.

Najpopularniejsze rodzaje walcarek to duo, trio, kwarto, walcarki o charakterze wielowalcowym. Każde przedsiębiorstwo pragnie w jak największym stopniu zoptymalizować swoją pracę, coraz to więcej firm wykorzystuje w swoich procesach technologię CNC. Jest to system komputerowego sterowania urządzeniami numerycznymi, umożliwiający dokładne zaprogramowanie maszyn tak, aby wykonywana przez nie praca była precyzyjna i o wiele dokładniejsza.

Dzięki technologii CNC  możemy korzystać z takich produktów jak koła łańcuchowe, wałki, tuleje, śrubki, nakrętki i innego rodzaju akcesoria CNC. Znajdują one zastosowanie w  wielofunkcyjnych urządzeniach, z których na co dzień korzystamy lub będziemy korzystać w przyszłości. Zastosowanie CNC przyczyniło się do szybkiego rozwoju przemysłu.