Rozdíl mezi válcováním za studena a za tepla

Při porovnávání dvou geometricky identických vzorků oceli je velmi obtížné odpovědět na otázku, který válcovaný výrobek je lepší, zda válcovaný za tepla nebo válcovaný za studena. V každém konkrétním reálném případě použití kovových výrobků je třeba zohlednit specifika jejich provozu. A optimální parametry daného výrobku lze určit pouze znalostí toho, jaké vlastnosti kov získává při válcování tím či oním způsobem.

Výroba

Kompetentní přístup k výběru kovových výrobků pro řešení konkrétního problému vám umožňuje získat výrobky s požadovanými vlastnostmi bez přeplácení, což je nesmírně důležité při objednávce velké šarže zboží. A protože rozdíl mezi kovovými výrobky válcovanými za tepla a za studena může být zásadní, bude tento článek užitečný jak pro profesionály, tak pro běžné spotřebitele.

Technologické vlastnosti válcování

Hlavní rozdíl mezi za studena a za tepla válcovanými kovovými výrobky spočívá v jejich výrobní technologii. V prvním případě se výrobek tvaruje bez ohřevu nebo s mírným zvýšením teploty a ve druhém případě za působení vysokých teplot (více než 920 stupňů Celsia). A tyto podmínky, za kterých dochází k rekrystalizaci kovu, určují fyzikální vlastnosti výrobku.

V této souvislosti poznamenáváme, že rekrystalizace je proces, během kterého vlivem teploty rostou nebo se tvoří rovnoosá zrna materiálu. V důsledku toho se mění struktura kovu, což s sebou nese změnu jeho vlastností.

Specifika za tepla válcovaných výrobků

Při vystavení vysokým teplotám jsou ocelové polotovary poddajnější pro různé typy zpracování. Proto technologie válcování za tepla umožňuje získat kovové tyče a plechy menšího průřezu a tloušťky.

Je třeba také poznamenat, že uvažovaný způsob výroby kovových výrobků umožňuje použití nekvalitních surovin. A nákupem levného kovu můžete ušetřit spoustu peněz. V tomto případě je však třeba si uvědomit, že válcované výrobky téměř vždy vyžadují další zpracování, což je spojeno s finančními a časovými náklady.

Za znatelnou nevýhodu válcovaných vzorků za tepla odborníci označují neideální geometrii výrobku na výstupu. To je dáno tím, že je téměř nemožné jasně určit meze deformace obrobku po jeho ochlazení.

Vzhledem k výše uvedenému lze dojít k závěru, že tažené kovové výrobky se obvykle doporučují pro použití při tvorbě výztužných nebo nosných konstrukcí, například ve vyztužených podlahách nebo základových základech.

Výhody výrobků válcovaných za studena

Hlavním rozdílem této technologie je přísné dodržování stanovených rozměrů a tvaru výrobků na výstupu. Zde je nutné dbát na vysokou kvalitu povrchů hotových výrobků. A to znamená minimální náklady na peníze a čas na konečné zpracování kovového výrobku před jeho prodejem.

Během procesu válcování za studena se kov stává tvrdším a má rovnoměrnější strukturu. Kromě toho hotový výrobek vykazuje zvýšenou pevnost v tahu, protažení a ohybu, což je v některých oblastech těžkého průmyslu a strojírenství zásadní.

Mezi zjevné „nevýhody“ válcování za studena lze zdůraznit použití výhradně vysoce kvalitních a drahých surovin. A to znamená, že hotové výrobky vyrobené touto technologií budou znatelně dražší než analogy válcované za tepla.

Sčítání

Hlavní rozdíl mezi válcováním za studena a za tepla spočívá v technologii použité k výrobě ocelových výrobků. Jednoduše a srozumitelně řečeno, výrobky válcované za tepla vznikají změnou struktury materiálu vlivem vysoké teploty, zatímco výrobky válcované za studena vznikají výrazným zhutněním původního materiálu.

Při porovnání identických výrobků je pozorována zvýšená pevnost vzorků tažených za studena a také jejich vyšší úroveň odolnosti vůči korozním procesům. Na druhou stranu, výrobky válcované za tepla jsou výrazně levnější.

V situacích, kdy jsou kritické parametry jako kvalita a pevnost, stejně jako vzhled konstrukce, je lepší kupovat výrobky vyrobené technologií válcování za studena. Pokud jsou pro vás konečné náklady na šarži kovových výrobků kritické, doporučuje se upřednostnit výrobky válcované za tepla.

Plechové výrobky se vyrábějí různými výrobními metodami – válcováním za tepla a válcováním za studena. Při výrobě se kovové polotovary válcují mezi rotujícími válci a teplota během výroby plechu a výchozí vlastnosti polotovaru určují typ výrobku. Typy se liší oblastmi použití, tloušťkou plechu, odolností proti korozi a povrchovými vlastnostmi.

Výroba plechů válcovaných za tepla

Pro výrobu plechových výrobků válcovaných za tepla se používají polotovary z vysoce uhlíkové konstrukční oceli, méně často z legované oceli. Zpracovávají se při teplotě 900-1200 °C. Během válcování ocel měkne, stává se plastickou a má vysokou pevnost v ohybu. Aby polotovar splňoval pevnostní normy, musí odpovídat jedné ze čtyř norem: OK300V, OK360V, OK370V, OK400V.

Během výrobního procesu se pod vlivem vysokých teplot na povrchu plechu tvoří okuje, které mohou negativně ovlivnit kvalitu vrchní vrstvy a ztížit kontrolu konečných rozměrů výrobku.

Technologie se skládá z následujících kroků:

1. Zahřívání obrobku. Kov se zahřívá v peci na 900-1200 stupňů. Tato teplota poskytuje optimální plasticitu pro výrobu tenkých ocelových plechů velkých rozměrů.
2. Válcování. Rozžhavený polotovar prochází válcovací stolicí, čímž získává tvar plechu.
3. Chlazení. Výsledný plech se ochladí při pokojové teplotě. Během tohoto procesu se výrobek mírně zmenší a může změnit tvar.
4. Lept. Při ochlazování se za tepla válcovaný plech pokrývá okujemi – oxidovým filmem na povrchu kovu, který chrání kovový výrobek před korozí. Pro některé typy následného použití je nutné okuje odstranit. Za tímto účelem se ochlazené za tepla válcované plechy umístí do nádoby s kyselinou nebo zásadou – jedná se o proces moření. Někdy se okuje odstraňují tryskáním.

Výroba plechů válcovaných za studena

Pro výrobu za studena válcovaných výrobků se používají polotovary z nízkouhlíkové oceli následujících jakostí: 08kp, 08ps, 10kp, 10ps, 15kp, 15ps, 20kp, 20ps, 25, 30, 35, 40, 45. Právě tato surovina činí hotový plech pevnějším než za tepla válcovaný, ale také poněkud méně plastickým. Polotovar se zpracovává předehřátím na 120-150 stupňů a průchodem válci při pokojové teplotě.

Technologie válcování za studena se skládá z následujících fází:

1. Lept. Povrch polotovarů se nejprve očistí od okují pomocí lázní s kyselinou sírovou nebo chlorovodíkovou (chlorovodíkovou). K tomuto účelu se používá i tryskání.
2. Válcování za studena. Po průchodu válcovací stolicí obrobek ztrácí svou plasticitu, ale získává vyšší pevnost. Díky této fázi je možné získat tenčí plechy než při válcování za tepla.
3. Žíhání. Hotové ocelové plechy se ohřívají ve speciálních zvonových pecích používaných pro tepelné zpracování plechů a maloprůřezových válcovaných výrobků. Teplota zpracování je 1000-1200 stupňů. Při tomto procesu výrobek získává větší plasticitu a snižuje se množství nečistot.
4. Výcvik. Pomocí malého stlačení na temperovacím válci se povrch plechu válcovaného za studena zbaví nerovností (vlnitost, deformace), čímž se zpevní horní vrstvy válcovaného výrobku snížením plasticity, ale vnitřní vrstvy zůstanou plastické. Popouštění kovu se provádí při teplotě nepřesahující 40 stupňů. Čím lépe plech po žíhání před popouštěním vychladne, tím pomaleji kov následně stárne.

Za studena válcované plechy se dodávají v rolích nebo na žádost zákazníka mohou být nařezány na stejné délky.

Rozdíly mezi výrobky válcovanými za tepla a válcovanými za studena

Kvalita povrchu. Válcováním za tepla vzniká plech s nerovným, drsným povrchem bez lesku. Plech válcovaný za studena se vyznačuje geometricky správnějšími tvary, rovnoměrnou a hladkou vrchní vrstvou a lesklým povrchem výrobku.

Tloušťka produktu. Za tepla válcované ocelové výrobky mohou mít tloušťku 0,4–200 mm, výrobek může mít také výrazný rozdíl tloušťky po celé délce plechu. Za studena válcovaný plech by měl mít tloušťku nejméně 0,35 mm a ne více než 5 mm.

Korozivzdorný. Za tepla válcovaný plech je odolnější vůči korozním procesům než plech získaný válcováním za studena.

Náklady. Vzhledem ke složitější výrobní technologii, většímu počtu operací a použitého zařízení jsou výrobky válcované za studena výrazně dražší než plechy válcované za tepla.

Oblasti použití. Díky svým odlišným vlastnostem našly plechy válcované za tepla a za studena uplatnění v různých oblastech výroby. Vysoká plasticita a jednotné mechanické vlastnosti válcovaných výrobků za tepla jsou žádané tam, kde je nutné odolávat velkému zatížení. Vyšší pevnost a poněkud nižší plasticita válcovaných výrobků za studena se s úspěchem používají v těch odvětvích, kde je důležitá rozměrová přesnost, pevnost a stálost tvarů.

Výhody a nevýhody plechů

Pro výběr materiálu pro realizaci konkrétního projektu je nutné vycházet z požadované funkčnosti, provozních podmínek výrobku, možností a omezení válcovaného kovu.

Výhody plechu válcovaného za tepla:

• dlouhá životnost;
• odolnost proti korozi bez dodatečné úpravy;
• různá tloušťka výrobků;
• rozumnou cenu.

Mezi omezení válcované oceli za tepla patří:

• potřeba očistit povrch od vodního kamene;
• nízká kvalita povrchu plechu;
• obtíže s výrobou tenkých plechů o rovnoměrné tloušťce po celé ploše výrobku;
• nedostatečná pevnost svarových spojů, možnost odchylek během svařování.

Výhody výrobků válcovaných za tepla:

• možnost výroby plechů o tloušťce menší než 0,4 mm;
• vysoké estetické vlastnosti (lesk);
• hladký a rovný povrch;
• rozměrová přesnost při řezání a svařování.

Nevýhody plechů válcovaných za studena:

• nízké antikorozní vlastnosti bez speciální úpravy;
• nízká plasticita výrobku;
• omezení tloušťky do 5 mm;
• vysoká spotřeba energie a výrobní náklady, které zvyšují konečnou cenu válcovaného výrobku.

Výhody a omezení plechů válcovaných za tepla a za studena určují možnost jejich použití v konkrétním odvětví.

Plasticita a antikorozní vlastnosti, únosnost, dlouhá životnost válcovaných výrobků za tepla jsou žádané při stavbě kovových konstrukcí, nosných povlaků, při výrobě kovových výrobků s ohýbaným profilem, konstrukcí ze svařovaných trubek, jakož i ve strojírenství a stavbě lodí.

Pevnost a tuhost s malou tloušťkou kovu, estetika materiálu, zachování tvaru a rozměrová přesnost při obrábění kovů rozšířily plechy válcované za studena v automobilovém průmyslu, výrobě zařízení, stavebních materiálů (vlnité plechy, pozinkované, chromované, poniklované plechy, kulaté nebo profilové trubky s velkou tloušťkou stěny), v designu a interiérové výzdobě budov a výrobě stolního nádobí.

Potřebujete pomoc s kovoobráběním?

Zanechte poptávku hned teď a získejte podrobnou konzultaci s výpočtem nákladů na projekt od řezání kovu až po instalaci hotové konstrukce