Горячая и холодная прокатка: основные принципы технологии

Прокатка металлов — это процесс, при котором металлические заготовки деформируются с помощью валков для получения конечных изделий с заданными размерами и формой. Прокатка делится на два основных типа: горячая и холодная. Каждая из этих технологий имеет свои особенности, этапы и области применения.

Горячая прокатка

Горячая прокатка осуществляется при температурах, превышающих температуру рекристаллизации металла. Это позволяет материалу легче деформироваться под действием валков.

Горячая прокатка

Основные этапы горячей прокатки:

1. Подготовка сырья. Металлические заготовки (слитки, блюмы, заготовки круглого или квадратного сечения) подготавливаются для нагрева. Этот этап включает очистку от окалины и загрязнений.
2. Нагрев в печах. Заготовки помещаются в нагревательные печи, где достигается температура от 1000 до 1250 °C (в зависимости от металла). Основная цель — обеспечить пластичность материала.
3. Прокатка на стане. Разогретый металл проходит через валки прокатного стана. На этом этапе заготовка принимает форму листа, полосы или другого профиля. Прокатка может быть:черновой, где заготовка получает первичную форму;чистовой, где достигаются конечные размеры и качество поверхности.
4. Охлаждение. Горячепрокатанные изделия подвергаются охлаждению (чаще всего в водяных ваннах), что способствует закреплению формы.
5. Финишная обработка. После охлаждения материал очищается от окалины (например, травлением) и нарезается на заданные размеры.

Преимущества горячей прокатки:

• Возможность работы с крупными заготовками.
• Высокая производительность процесса.
• Улучшенные механические свойства материала за счет рекристаллизации.

Недостатки:

• Менее точные размеры изделий.
• Наличие окалины на поверхности.

Холодная прокатка

Холодная прокатка проводится при температурах ниже температуры рекристаллизации металла. Это позволяет получить более точные размеры и улучшенную поверхность изделия.

Холодная прокатка

Основные этапы холодной прокатки:

1. Подготовка горячекатаного проката. В качестве сырья для холодной прокатки используется горячекатаный металл, прошедший предварительное травление для удаления окалины.
2. Прокатка на стане. Металл пропускается через валки при комнатной температуре. Благодаря этому материал уплотняется, что повышает его прочность и твердость. Процесс может включать несколько стадий для достижения нужной толщины.
3. Рекристаллизационный отжиг. Для снятия внутренних напряжений, возникающих во время деформации, изделия подвергаются отжигу. Это улучшает пластичность и структуру материала.
4. Финишная обработка. После отжига холоднокатаные изделия могут проходить дополнительные операции, такие как шлифовка, полировка или покрытие, чтобы улучшить их внешний вид и защиту от коррозии.

Преимущества холодной прокатки:

• Высокая точность размеров.
• Гладкая и блестящая поверхность.
• Повышенные механические свойства (твердость, прочность).

Недостатки:

• Ограничения по толщине обрабатываемого материала.
• Сложность обработки твердых металлов.

Материалы, используемые в процессе

Горячая и холодная прокатка применяются для обработки различных металлов и сплавов:

• Сталь. Чаще всего прокатывают углеродистую, низколегированную и нержавеющую сталь для строительных конструкций, труб, листов и профилей.
• Алюминий. Используется для производства тонких листов, профилей и фольги.
• Медь. Применяется для изготовления проводников, листов и труб.
• Титан. Используется в авиационной и космической промышленности.

Сравнение горячей и холодной прокатки

Горячая и холодная прокатка

Заключение

Горячая и холодная прокатка — это важные технологии в металлургической промышленности, каждая из которых выполняет свои задачи. Горячая прокатка эффективна для обработки больших объемов металла с минимальными затратами, а холодная — для получения высокоточных и качественных изделий. Выбор между ними зависит от требований к конечному продукту, материалов и условий производства.