Vo svete výroby hliníka, proces valcovania hrá rozhodujúcu úlohu pri určovaní konečných vlastností a kvality hliníkových zvitkov. Tento blogový príspevok sa ponorí do rôznych metód valcovania hliníkových cievok, so zameraním na plynulé odlievanie a plynulé odlievanie a valcovanie, ako aj valcovanie za tepla a valcovanie za studena.

Bežné spôsoby výroby hliníkových platní možno zhrnúť nasledovne:

Nepretržité odlievanie: hliníková doska 7-8 milimetre stočené, potom valcované za studena na požadovanú hrúbku;

Nepretržité odlievanie a valcovanie: hliníková doska 15-20 milimetrov, vyhrievaný a trojstojanový valcovaný za tepla do 1-2 milimetrov, hotové alebo ďalej valcované za studena na tenšie materiály;

Horúci povrch valcovanie 3-4 milimetrov, ochladený a zvinutý, potom valcované za studena na požadovanú hrúbku.

Z hľadiska kvality povrchu: kontinuálne odlievanie je lepšie ako valcovanie za tepla, ktorý je lepší ako plynulé liatie a valcovanie.

Z hľadiska mechanických vlastností: valcovanie za tepla je lepšie ako plynulé liatie a valcovanie, ktorý je lepší ako kontinuálne odlievanie.

Výrobky, ktoré prešli valcovaním za studena, majú jemnejší povrch, presnejšie rozmery, a výrazné zvýšenie pevnosti v ťahu a predĺženia, takže sú nevyhnutné pre aplikácie vyžadujúce veľké následné deformácie.

Nepretržité odlievanie vs. Kontinuálne odlievanie a valcovanie

Nepretržitý

Nepretržité odlievanie, tiež známy ako priame chladenie alebo valcovanie kvapalinou, je proces, pri ktorom sa tekutý kov naleje priamo do medzery medzi valcami, aby sa vytvorili polotovary alebo hotové výrobky. Valce pôsobia ako kryštalizátory tekutého kovu a súčasne vyvíjajú tlak na deformáciu kovu. Keď tekutý hliník vstupuje do zóny odlievania a valcovania cez podávaciu dýzu, stretáva sa s rotujúcimi odlievacími a valcovacími valcami.

Teplo z tekutého hliníka rýchlo absorbuje chladiaca voda vo valcoch, čo spôsobuje rýchly pokles teploty a tuhnutie na povrchu valca. Valce potom aplikujú určité množstvo valcovacej redukcie, aby vytvorili odlievaný valcovaný zvitok. Vstup a výstup kovu v zóne odlievania a valcovania sú vždy vyvážené, zabezpečenie stabilného procesu kontinuálneho odlievania a valcovania.

Typicky, šírka dosky je určená šírkou hotového výrobku uvedenou v objednávke. Bežná hrúbka navíjania je 7-8 milimetrov, s maximálnou šírkou do 2000 milimetrov.

Pretože proces prebieha pri teplotách v tuhom stave, vyrobený materiál má väčšiu štruktúru zŕn. Avšak, kvôli nízkej teplote spracovania, na povrchu sa netvoria oxidové usadeniny, výsledkom je vysoká povrchová úprava. Ale ťažnosť je relatívne nízka.

Kontinuálne odlievanie a valcovanie

Kontinuálne liatie a valcovanie zahŕňa tuhnutie tekutého kovu na plát vo forme kontinuálneho odlievača, ktorý sa potom ešte za tepla priamo valcuje vo valcovni, alebo po miernom zahriatí, na dokončenie procesu deformácie. Na rozdiel od kontinuálneho odlievania, pri kontinuálnom liatí a valcovaní nie je žiadny krok chladenia a navíjania.

Doska sa priamo zahrieva a potom valcuje. Prítomnosť kroku zahrievania ovplyvňuje vlastnosti materiálu, uľahčuje plastickú deformáciu v porovnaní s kontinuálnym valcovaním. Hotový výrobok má lepšiu ťažnosť a je stabilnejší v aplikáciách vyžadujúcich následné deformačné spracovanie.

V súčasnosti, iba Longding a Ding Sheng (Vnútorné Mongolsko) továrne vyrábajú materiály na plynulé odlievanie a valcovanie pomocou technológie nepretržitého odlievania a valcovania Hazelett. Táto technológia bola komerčne aplikovaná v šesťdesiatych rokoch minulého storočia, ale jeho aplikácia a výskum v Číne boli relatívne krátke.

In 2009, Longang Iguguang Nual-Precidan pil Plate Co., Ltd. (Luoyang Longding) predstavila prvú čínsku linku na plynulé liatie a valcovanie Hazelett, ktorý bol uvedený do výroby v marci 2011. In 2013, Vnútorné Mongolsko Liansheng New Energy Materials predstavilo druhú čínsku linku na kontinuálne odlievanie a valcovanie Hazelett, ktorý bol uvedený do výroby v apríli 2018.

Obe výrobné linky majú konštrukčnú šírku o 2100 milimetrov a kombinovaná konštrukčná kapacita 400,000 ton. In 2018, dve linky vyprodukovali celkom 250,000 ton, a v 2019, 350,000 ton. Z hľadiska štruktúry produktu, Longding vyrába najmä rôzne single-nulové fólie, káblový pás, ozdobný tanierový pás, hlbokoťažný materiál, a predvalky materiálu automobilových chladičov, s ročnou produkciou cca 180,000 do 200,000 ton. Medzi produkty Liansheng patrí hlavne fólia s dvojitou nulou, fólia s jednou nulou, klimatizačnú fóliu, a predvalky materiálu automobilových chladičov.

Zloženie procesu kontinuálneho liatia a valcovania zahŕňa skupinu taviacej pece, online zariadenie na odplyňovanie a odstraňovanie nečistôt, doskový stroj (hlavný proces a značka, ktorá ho odlišuje od iných procesných technológií), a valcovanie za tepla v troch stoliciach. Hrúbka obdĺžnikovej dosky je 15-20 milimetrov, a hrúbka hotového výrobku je 1-2 milimetrov.

Kontrola teploty je kritická. Prijímanie 8011 zliatina ako príklad, teplota odlievania je 690-700°C, teplota dosky je 450-550°C, počiatočná teplota valcovania je 400-500 °C, a konečná teplota valcovania je 120-250 °C. Teplota rekryštalizácie 8011 zliatina má všeobecne 300-350 °C. Za týchto podmienok procesu, výrobu 8011 hliníkový pás má podobný účinok ako zvitky valcované za tepla.

Z hľadiska kvality povrchu, v porovnaní s plynulým odlievaním, povrch dosky má viac jamiek, a segregácia chemického zloženia na povrchu je spôsobená nerovnomerným chladením (koncentrácia nečistôt na rozhraní je oveľa vyššia ako v tele).

Hlavné chyby sa prejavujú ako slabý povrchový lesk hliníkovej cievky, zreteľné svetlé a tmavé pruhy, a v ťažkých prípadoch, prítomnosť čiernych hodvábnych línií. V posledných rokoch, prostredníctvom technologickej optimalizácie, s výnimkou produktov s mimoriadne prísnymi požiadavkami na povrch, ako je základňa platní CTP, zrkadlový hliník, a oxidačná doska, väčšina ostatných požiadaviek na produkt môže byť splnená.

Mechanické vlastnosti sú medzi kontinuálnym valcovaním odlievaním a valcovaním za tepla. Pretože teplota dosky zostáva nad teplotou rekryštalizácie pri vstupe do kontinuálneho valcovania za tepla, patrí do kategórie valcovania za tepla, a výkon je blízky valcovaniu za tepla.

Horúca vs VS. Valcovanie za studena

Valcovanie za tepla

Valcovanie za tepla je proces valcovania, ktorý sa vykonáva nad teplotou rekryštalizácie. Jednoducho povedané, hliníkový blok sa zahrieva a potom sa valcuje niekoľkými prechodmi, nasleduje orezanie hrán a zarovnanie na vytvorenie hliníkovej platne, ktoré sa nazýva valcovanie za tepla.

Počas valcovania za tepla, kov má vysokú plasticitu a nízku odolnosť proti deformácii, výrazne znižuje spotrebu energie pri deformácii kovu. Valcovanie za tepla môže zlepšiť výkonnosť spracovania kovov a zliatin. Rozbíja hrubé zrná v liatom stave, hojí výrazné trhliny, znižuje alebo odstraňuje chyby odliatku, a premieňa odlievanú štruktúru na deformovanú štruktúru, čím sa zlepší spracovateľský výkon zliatiny.

Priebeh procesu je nasledujúci: hliníkový ingot – plochý ingot – frézovanie – rovnomerné žíhanie (ohrievanie) – valcovanie za tepla – valcovanie za tepla – chladenie a navíjanie.

Počas procesu ohrevu a dopravy do hrubej valcovne, plochý ingot reaguje so vzdušným kyslíkom, vytváranie oxidových šupín na povrchu. Ak vrstva oxidu zostane na materiáli počas valcovania, dá sa zrolovať do vnútra hliníkového materiálu, ovplyvňujúce kvalitu povrchu konečného produktu. Preto, pred hrubým valcovaním je potrebné frézovanie.
Teplota ohrevu plochého ingotu pred valcovaním za tepla je nad 400 °C.

Z koncepčného hľadiska, proces valcovania za tepla nezahŕňa valcovanie za studena. Avšak, v skutočnej výrobe, továrne často pridávajú krok valcovania za studena, aby sa minimalizovala spotreba energie, zabezpečiť rozmerovú presnosť a kvalitu povrchu hotového výrobku. Vo všeobecnosti, hrúbka dosky po dovalení je riadená vyššie 3.0/4.7 milimetrov.

Veľkosť plechového ingotu súvisí so špecifikáciami objednávky, ale konkrétna korelácia nie je známa.

Valcovanie za studena

Valcovanie za studena sa týka valcovacej deformácie kovu pod teplotou rekryštalizácie, vo všeobecnosti to znamená, že hliníkové zvitky sa valcujú priamo pri izbovej teplote bez zahrievania.

Priebeh procesu je nasledujúci: liata doska – chladenie a navíjanie – valcovanie za tepla – chladenie a navíjanie – valcovanie za studena.

Hoci hliníková cievka môže byť po valcovaní za studena na dotyk teplá, stále sa tomu hovorí valcovanie za studena.

V porovnaní s valcovaním za tepla, valcovanie za studena má nasledujúce výhody:

1. Nízka teplota spracovania, výsledkom sú presné rozmery a rovnomerná hrúbka hliníkového plechu valcovaného za studena;
2. Schopnosť vyrábať extrémne tenké pásové materiály, ktoré sa nedajú vyrobiť valcovaním za tepla;
3. Vynikajúca kvalita povrchu výrobkov valcovaných za studena, bez defektov, ako sú jamky a inklúzia oxidového železa, ktoré sa bežne vyskytujú vo výrobkoch valcovaných za tepla, čo je výhodné pre následné spracovanie;
4. Plechové zvitky valcované za studena majú vynikajúce mechanické a procesné vlastnosti, ako je vysoká pevnosť, nízka hranica výnosu, a dobrý výkon pri hlbokom ťahaní;
5. Vysoká efektivita výroby vďaka schopnosti dosiahnuť vysokorýchlostné valcovanie a plné kontinuálne valcovanie.

Rozšírenie

Poznáte percento hliníkového šrotu v rôznych stupňoch zliatiny počas fázy tavenia??
Väčšina tried pridáva hliníkový šrot!

• 1070 a navyše čistý hliník nemôže pridávať šrot hliníka a môže byť vyrobený iba z čistých hliníkových ingotov. Taviacu pec je tiež potrebné vyčistiť, a všeobecne, továrne neprijímajú objednávky, pokiaľ nie sú veľké.
• Pomer hliníkového šrotu pre 3104/3105 zliatina môže dosiahnuť 70%-80%;
• 1-sériový čistý hliník môže pridať iba 1-sériový šrot hliníka;
• Pre 3/4/5/6/8 séria, špecifický pomer pridávania hliníkového šrotu je konfigurovaný podľa výrobných noriem riadenia procesov a chemických prvkov, so všeobecným pomerom šrotu hliníka 40%.

Ďakujem za váš čas a pozornosť.