בעולם ייצור האלומיניום, תהליך הגלגול ממלא תפקיד מכריע בקביעת המאפיינים והאיכות הסופיים של סלילי אלומיניום. פוסט זה בבלוג מתעמק בשיטות הגלגול השונות של סלילי אלומיניום, התמקדות בגלגול יציקה מתמשך וביציקה וגלגול מתמשך, כמו גם גלגול חם וגלגול קר.

ניתן לסכם את תהליכי ייצור לוחות האלומיניום הקונבנציונליים כדלקמן:

גלגול יציקה מתמשך: לוח אלומיניום 7-8 מילימטרים מפותלים, לאחר מכן מגולגל קר לעובי הרצוי;

ליהוק וגלגול רציף: לוח אלומיניום 15-20 מילימטרים, מחומם ושלוש עמדות מגולגל חם ל 1-2 מילימטרים, גמר או גלגול קר נוסף לחומרים דקים יותר;

גימור חם מתגלגל ל 3-4 מילימטרים, מקורר ומפותל, לאחר מכן מגולגל קר לעובי הרצוי.

מבחינת איכות פני השטח: גלגול יציקה מתמשך עדיף על גלגול חם, שהוא עדיף על יציקה וגלגול מתמשך.

מבחינת תכונות מכניות: גלגול חם עדיף על יציקה וגלגול מתמשך, שהוא עדיף על גלגול יצוק מתמשך.

למוצרים שעברו גלגול קר יש משטח עדין יותר, ממדים מדויקים יותר, ועלייה משמעותית בחוזק המתיחה וההתארכות, מה שהופך אותם לחיוניים עבור יישומים הדורשים עיוותים גדולים לאחר מכן.

גלגול יצוק רציף נגד. יציקה וגלגול מתמשכים

גלגול יצוק רציף

גלגול יציקה מתמשך, ידוע גם כגלגול צינון ישיר או גלגול נוזלי, הוא תהליך בו יוצקים מתכת נוזלית ישירות לתוך מרווח הגליל ליצירת מוצרים מוגמרים למחצה או מוגמרים. הגלילים פועלים כמגבשים למתכת הנוזלית ובו זמנית מפעילים לחץ כדי לעוות את המתכת. כאשר האלומיניום הנוזלי נכנס לאזור היציקה והגלגול דרך פיית הזנה, הוא פוגש את גלילי היציקה והגלגול המסתובבים.

החום מהאלומיניום הנוזלי נספג במהירות במי הקירור שבגלילים, גורם לירידה מהירה בטמפרטורה והתמצקות על משטח הגליל. לאחר מכן הגלילים מיישמים כמות מסוימת של הפחתת גלגול כדי ליצור את הסליל המגולגל יצוק. הקלט והתפוקה של מתכת באזור היציקה והגלגול מאוזנים תמיד, הבטחת תהליך יציקה וגלגול רציף יציב.

בדרך כלל, רוחב הלוח נקבע לפי רוחב המוצר המוגמר שצוין בהזמנה. עובי הסלילת הקונבנציונלי הוא 7-8 מילימטרים, עם רוחב מרבי של עד 2000 מילימטרים.

מאז התהליך מתרחש בטמפרטורות של מצב מוצק, לחומר המיוצר יש מבנה גרגר גדול יותר. למרות זאת, בגלל טמפרטורת העיבוד הנמוכה, לא נוצרת אבנית תחמוצת על פני השטח, וכתוצאה מכך גימור משטח גבוה. אבל המשיכות נמוכה יחסית.

יציקה וגלגול מתמשכים

יציקה וגלגול מתמשכים כוללים התמצקות של מתכת נוזלית ללוח בתבנית של גלגלת רציפה, אשר לאחר מכן מגולגל ישירות במתגלגל בעודו חם, או לאחר חימום קל, להשלמת תהליך הדפורמציה. בניגוד לגלגול יצוק מתמשך, אין שלב קירור וסלילת יציקה וגלגול מתמשכים.

הלוח מחומם ישירות ואז מגולגל. נוכחות שלב החימום משפיעה על תכונות החומר, מה שמקל על ביצוע דפורמציה פלסטית בהשוואה לגלגול יצוק מתמשך. למוצר המוגמר יש גמישות טובה יותר והוא יציב יותר ביישומים הדורשים עיבוד דפורמציה לאחר מכן.

כַּיוֹם, רק Longding ו-Ding Sheng (מונגוליה הפנימית) מפעלים מייצרים חומרי יציקה וגלגול מתמשכים באמצעות טכנולוגיית היציקה והגלגול של Hazelett. טכנולוגיה זו יושמה מסחרית בשנות ה-60, אבל היישום והמחקר שלה בסין היו קצרים יחסית.

ב 2009, Longang Iguguang Nual-Precidan שתה Plate Co., בע"מ. (לואויאנג לונגדינג) הציגה את קו היציקה והגלגול הראשון של Hazelett בסין, שהוכנס לייצור במרץ 2011. ב 2013, מונגוליה הפנימית Liansheng New Energy Materials הציגה את קו היציקה והגלגול השני של Hazelett בסין, שהוכנס לייצור באפריל 2018.

לשני קווי הייצור יש רוחב עיצובי של 2100 מילימטרים ויכולת עיצוב משולבת של 400,000 טונות. ב 2018, שני הקווים יצרו בסך הכל 250,000 טונות, ובתוך 2019, 350,000 טונות. מבחינת מבנה המוצר, Longding מייצרת בעיקר נייר כסף יחיד-אפס, חגורת כבלים, חגורת צלחת דקורטיבית, חומר לציור עמוק, ואת חומרי רדיאטור רכב billets, עם תפוקה שנתית של כ 180,000 ל 200,000 טונות. המוצרים של Liansheng כוללים בעיקר נייר כסף כפול אפס, נייר כסף יחיד-אפס, רדיד מיזוג אוויר, ואת חומרי רדיאטור רכב billets.

ההרכב של תהליך היציקה והגלגול הרציף כולל קבוצת תנורי התכה, מכשיר מקוון להסרת גז והסרת אבק, מכונת לוחות (תהליך הליבה והסימן המבדיל אותו מטכנולוגיות תהליך אחרות), וגלגול חם של שלושה מעמדים. עובי הלוח המלבני הוא 15-20 מילימטרים, ועובי המוצר המוגמר הוא 1-2 מילימטרים.

בקרת טמפרטורה היא קריטית. לְקִיחָה 8011 סגסוגת כדוגמה, טמפרטורת היציקה היא 690-700 מעלות צלזיוס, טמפרטורת הלוח היא 450-550 מעלות צלזיוס, טמפרטורת הגלגול הראשונית היא 400-500 מעלות צלזיוס, וטמפרטורת הגלגול הסופית היא 120-250 מעלות צלזיוס. טמפרטורת ההתגבשות של 8011 סגסוגת היא בדרך כלל 300-350 מעלות צלזיוס. בתנאי תהליך אלו, הייצור של 8011 לרצועת אלומיניום יש אפקט דומה לזה של סלילים בגלגול חם.

מבחינת איכות פני השטח, בהשוואה לגלגול יצוק מתמשך, על פני הלוח יש יותר חריצים, והפרדת הרכב כימי על פני השטח נגרמת על ידי קירור לא אחיד (ריכוז הזיהומים בממשק גבוה בהרבה מזה שבגוף).

הפגמים העיקריים מתבטאים בברק משטח גרוע של סליל האלומיניום, פסים בהירים וכהים ברורים, ובמקרים חמורים, נוכחותם של קווי משי שחורים. בשנים האחרונות, באמצעות אופטימיזציה טכנולוגית, למעט מוצרים עם דרישות משטח קפדניות ביותר כגון בסיס לוחית CTP, מראה אלומיניום, וצלחת חמצון, ניתן לענות על רוב דרישות המוצר האחרות.

מאפיינים מכניים הם בין גלגול יצוק מתמשך לגלגול חם. מאחר שטמפרטורת הלוח נשארת מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש בעת הכניסה לגלגול הרציף החם, הוא שייך לקטגוריית הגלגול החם, והביצועים קרובים לגלגול חם.

רולינג חם לעומת. גלגול קר

רולינג חם

גלגול חם הוא תהליך הגלגול המתבצע מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש. במילים פשוטות, בילט אלומיניום מחומם ולאחר מכן מגולגל דרך מספר מעברים, ולאחר מכן חיתוך ויישור קצוות ליצירת פלטת אלומיניום, מה שנקרא רולינג חם.

בזמן גלגול חם, למתכת יש פלסטיות גבוהה ועמידות לדפורמציה נמוכה, הפחתת משמעותית את צריכת האנרגיה של עיוות מתכת. גלגול חם יכול לשפר את ביצועי העיבוד של מתכות וסגסוגות. הוא מפרק את הגרגרים הגסים במצב היצוק, מרפא סדקים משמעותיים, מפחית או מבטל פגמי יציקה, והופך את המבנה היצוק למבנה מעוות, ובכך לשפר את ביצועי העיבוד של הסגסוגת.

זרימת התהליך היא כדלקמן: מטיל אלומיניום – מטיל שטוח – כִּרסוּם – חישול אחיד (הַסָקָה) – גלגול גס חם – גימור חם לגלגל – קירור וסלסול.

במהלך תהליך החימום וההובלה למפעל הגלגול המחוספס, המטיל השטוח מגיב עם חמצן באוויר, יצירת אבנית תחמוצת על פני השטח. אם שכבת התחמוצת נשארת על החומר במהלך הגלגול, ניתן לגלגל אותו לתוך הפנים של חומר האלומיניום, להשפיע על איכות פני השטח של המוצר הסופי. לָכֵן, טחינה נחוצה לפני גלגול גס.
טמפרטורת החימום של המטיל השטוח לפני גלגול גס חם היא מעל 400 מעלות צלזיוס.

מנקודת מבט רעיונית, תהליך הגלגול החם אינו כרוך בגלגול קר. למרות זאת, בייצור בפועל, לעתים קרובות מפעלים מוסיפים שלב גלגול קר כדי למזער את צריכת האנרגיה, להבטיח את דיוק הממד ואיכות פני השטח של המוצר המוגמר. בדרך כלל, עובי הלוח לאחר סיום גלגול נשלט למעלה 3.0/4.7 מילימטרים.

גודל מטיל הצלחת קשור למפרט ההזמנה, אך המתאם הספציפי אינו ידוע.

גלגול קר

גלגול קר מתייחס לעיוות גלגול של מתכת מתחת לטמפרטורת ההתגבשות מחדש, כלומר, בדרך כלל, סלילי אלומיניום מגולגלים ישירות בטמפרטורת החדר ללא חימום.

זרימת התהליך היא כדלקמן: לוח יצוק – קירור וסלסול – גימור חם לגלגל – קירור וסלסול – גלגול קר.

למרות שסליל האלומיניום עשוי להיות חם למגע לאחר גלגול קר, זה עדיין נקרא גלגול קר.

בהשוואה לגלגול חם, לגלגול קר יש את היתרונות הבאים:

1. טמפרטורת עיבוד נמוכה, התוצאה היא מידות מדויקות ועובי אחיד של פלטת האלומיניום בגלגול קר;
2. יכולת לייצר חומרי פס דקים במיוחד שלא ניתן לייצר בגלגול חם;
3. איכות פני השטח מעולה של מוצרים בגלגול קר, ללא פגמים כגון חרצנים והכללת אבנית ברזל תחמוצת הנמצאת בדרך כלל במוצרים מגולגלים חמים, מה שמועיל לעיבוד שלאחר מכן;
4. לסלילי לוחות מגולגלים קרים יש תכונות מכניות ותהליכיות מצוינות, כגון חוזק גבוה, מגבלת תשואה נמוכה, וביצועים טובים של ציור עמוק;
5. יעילות ייצור גבוהה הודות ליכולת להשיג גלגול מהיר וגלגול רציף מלא.

הַרחָבָה

האם אתה יודע את אחוז גרוטאות האלומיניום בדרגות סגסוגת שונות בשלב ההיתוך?
רוב הציונים מוסיפים גרוטאות אלומיניום!

• 1070 ומעל אלומיניום טהור לא ניתן להוסיף גרוטאות אלומיניום וניתן לייצר רק עם מטילי אלומיניום טהור. גם את תנור ההיתוך צריך לנקות, ובכלל, מפעלים אינם מקבלים הזמנות אלא אם הן גדולות.
• יחס גרוטאות אלומיניום עבור 3104/3105 סגסוגת יכולה להגיע 70%-80%;
• 1-סדרת אלומיניום טהור יכולה להוסיף רק גרוטאות אלומיניום מסדרה 1;
• ל 3/4/5/6/8 סִדרָה, יחס הוספת גרוטאות אלומיניום ספציפי מוגדר בהתאם לתקני בקרת התהליך והאלמנטים הכימיים של המפעל, עם יחס גרוטאות אלומיניום כללי של 40%.

תודה על הזמן והתשומת לב.