فولاد کشیده سرد چیست؟
فولاد کشیده سرد یک نوع فولاد است که از فرآیند نورد سرد عبور کرده و به دمای کمتری نورد می‌شود.
این فرآیند باعث بهبود ویژگی‌های مکانیکی، ظاهری، و ابعادی فولاد می‌شود.
عملیات نورد سرد، یکی از روش‌های تولید محصولات فولادی می‌باشد که این فرایند در دمای بسیار پایین‌تر از دمای اتاق و دمای نورد گرم صورت می‌گیرد، به همین دلیل به آن عملیات نورد سرد گفته می‌شود، انجام این عملیات باعث افزایش سختی و استحکام فلز تا ۲۰ درصد می‌شود و در آن فولاد از بین دو غلطک عبور داده می‌شود، تا فلز نازک شود و موجب بهبود کیفیت ظاهری محصول و ایجاد تحمل بالاتر در آن می‌شود.
به طور گسترده فرایند نورد سرد به منظور پرداخت سطح و دقت ابعادی با کیفیت بالا استفاده می‌شود و نیز کمک شایانی به جلوگیری از خوردگی می‌کند.
به فرایند شکل دهی فلزات و کاهش ضخامت آنها نورد گفته می‌شود که مقاطع مختلف فلزی با عبور دادن شمش فلزی از بین یک یا چند غلطک و با کاهش ضخامت آنها تولید می‌شود.
عامل کاهش ضخامت فلز و افزایش طول آن، وجود نیروی اصطکاک بین غلطک دستگاه نورد و سطح فلز می‌باشد، به طور کلی اولین فرایند تبدیل فلز به مواد اولیه ضخیم مانند بلوم است که امکان تولید این مواد اولیه از روش ریخته‌گری نیز وجود دارد، اما در نهایت از نوردکاری برای تولید مقاطع نهایی مانند تیرآهن و میلگرد استفاده می‌شود.
به طور قابل توجهی نورد سرد فولاد، موجب افزایش استحکام و سختی محصول می‌شود و در برابر خوردگی به نوبه خود مقاومت فلز را بهبود می‌بخشد، فولاد سرد نورد شده در هنگام خروج از غلطک‌ها توسط ضخامت سنج‌های دستگاه‌های نورد سرد، بررسی می‌شود، برای رسیدن به محصول نهایی وکاهش ضخامت ماشین‌های چند پایه، دارای ۳ تا ۶ جفت غلطک در یک سری هستند.
ورق سرد، مهمترین و پر استفاده‌ترین محصولات نورد سرد می‌باشند.
در صنعت ساخت، مقاطع فولادی نورد سرد، ورق‌های فولادی بخش ویژه‌ای است که هدف از انجام این فرایند برای کاربردهای مختلف، تولید ورق‌های نازک‌تر با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطح عالی است، با استفاده از ماشین‌ها و تجهیزات پیشرفته نورد سرد امکان‌پذیر است، برای انجام فرایندهای متفاوت، مطابق با تکنولوژی روز از دستگاه‌های مدرن استفاده می‌شود.
برای تولید مقاطع با ضخامت و اندازه‌های خاص، بیشتر ماشین‌ها ساخته می‌شوند، مقاطع بزرگتر با دستگاه‌های بزرگتر تولید می‌شوند و کار با آنها ساده می‌باشد و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارد.
در ادامه ویژگی‌های مهم فولاد کشیده سرد را بررسی می‌کنیم:
۱- دقت ابعادی
دارای ضخامت یکنواخت‌تر و ابعاد دقیق‌تر است که از اهمیت زیادی در برخی کاربردها مانند ساخت قطعات دقیق ماشین‌آلات برخوردار است.
۲- سطح صاف و براق
فولاد نورد سرد باعث می‌شود که سطح فولاد صاف، براق، و با کیفیتی داشته باشد که برای استفاده در بخش‌هایی که نیاز به ظاهر زیبا دارند، مناسب است.
۳- مقاومت بالا
معمولاً دارای مقاومت بالا در برابر فشار، خمش، و تنش است که آن را برای کاربردهای مکانیکی و ساخت قطعات مهندسی مناسب می‌سازد.
۴- تشکیل‌پذیری بهتر
این نوع فولاد به دلیل فرآیند نورد سرد و ساختار کریستالی بهتر، تشکیل‌پذیری بهتری دارد.
این امکان می‌دهد تا در تولید قطعات پیچیده و با شکل‌های مختلف بهترین نتیجه را بگیرید.
۵- عدم تغییر ساختار
به دلیل دمای پایین‌تر نورد سرد، تغییرات کمتری در ساختار کریستالی خود نشان می‌دهد. این امر باعث حفظ ویژگی‌های مکانیکی مهم است.
۶- کاربردهای گسترده
به دلیل ویژگی‌های خود در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع الکترونیکی، ساخت و ساز، و صنایع تولید مصالح ساختمانی به کار می‌رود.
۷- مقاومت به زنگ‌زدگی
مقاومت بهتر به زنگ‌زدگی نسبت به فولاد گرم نورد شده یکی از ویژگی‌های مثبت فولاد کشیده سرد است.
فولاد کشیده سرد به عنوان یک ماده مهندسی، در بسیاری از صنایع برای تولید قطعات دقیق و نیازمند دقت به کار می‌رود.
مزیت استفاده از فولاد کشیده سرد
فولاد نورد گرم که در مرحله پردازش بیشتر قرار گرفته است، فولاد نورد سرد نام دارد و در آسیاب‌های احیای سرد، فولاد بیشتر پردازش می‌شود.
به منظور حاصل شدن ابعاد دقیق‌تر و کیفیت سطح بهتر، زمانی که فولاد نورد گرم سرد شد، دوباره در دمای اتاق نورد می‌شود، برای توصیف طیف وسیع از فرایندهای تکمیل فولاد سرد نورد شده، استفاده می‌شود.
برای کاربردهای دقیق‌تر فنی و یا مواردی که زیباشناسی مهم می‌باشد خدمات نورد سرد بر روی فولاد انجام می‌گیرد و محصولات به دلیل پردازش اضافی که بر روی آن انجام می‌گیرد، دارای قیمت بالاتری می‌باشد، فولادهای نورد سرد از نظر مشخصات فیزیکی، از فولادهای نورد گرم معمولاً سخت‌تر و قوی‌تر هستند و با سخت‌تر شدن فولاد، تغییر شکل و مقاومت آن نیز افزایش پیدا می‌کند.
استفاده از فولاد کشیده سرد در مقایسه با سایر نوع‌های فولاد، به دلیل ویژگی‌ها و مزایای خاص خود، در برخی از کاربردها و صنایع معین مزیت دارد.
برخی از مزایا عبارتند از:
۱- دقت ابعادی
فولاد کشیده سرد دارای ضخامت یکنواخت و ابعاد دقیقتری است، که برای قطعات دقیق و نیازمند دقت ابعادی زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۲- سطح صاف و براق
نورد سرد باعث می‌شود که سطح فولاد صاف و براق باشد، که در برخی از کاربردها نظیر صنایع خودروسازی و الکترونیکی که نیاز به ظاهر زیبا دارند، مزیت فراهم می‌کند.
۳- افزایش مقاومت
فولاد کشیده سرد معمولاً دارای مقاومت بالا در برابر فشار، خمش، و تنش است که آن را برای کاربردهای مکانیکی مناسب می‌سازد.
۴- شکل پذیری بهتر
این نوع فولاد به دلیل فرآیند نورد سرد و ساختار کریستالی بهتر، شکل‌پذیری بهتری دارد. این امر به تولید قطعات پیچیده و با شکل‌های مختلف کمک می‌کند.
۵- کاربردهای گسترده
فولاد کشیده به دلیل ویژگی‌های خود در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع الکترونیکی، ساخت و ساز، و صنایع تولید مصالح ساختمانی به کار می‌رود.
۶- مقاومت به زنگ‌زدگی
مقاومت بهتر به زنگ‌زدگی نسبت به فولاد گرم نورد شده، یکی از ویژگی‌های مثبت فولاد کشیده سرد است.
۷- استفاده از انرژی کمتر
تولید فولاد کشیده به دلیل دمای پایین‌تر نورد سرد، انرژی کمتری نیاز دارد که می‌تواند در کاهش هزینه‌ها و حفظ محیط زیست تأثیرگذار باشد.
با توجه به این مزایا، فولاد کشیده سرد در صنایع مختلف به عنوان یک گزینه محبوب برای تولید قطعات با ویژگی‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ویژگی های استفاده از فولاد کشیده سرد
استفاده از فولاد کشیده در مقایسه با سایر نوع‌های فولاد، به دلیل ویژگی‌ها و خصوصیات خاص خود، در برخی از کاربردها و صنایع مختلف ویژگی‌های مثبتی دارد.
برخی از ویژگی‌های استفاده از فولاد کشیده شامل موارد زیر می‌شوند:
۱- مقاومت مکانیکی
فولاد کشیده سرد معمولاً دارای مقاومت مکانیکی بالا است، که این امر آن را برای استفاده در قطعات مهندسی و ساخت قطعات با نیازمندی‌های مکانیکی خاص مناسب می‌سازد.
۲- دقت ابعادی
با فرآیند نورد سرد، ورق فولاد کشیده دارای ضخامت یکنواخت و ابعاد دقیق است. این ویژگی مهم برای قطعاتی است که نیاز به دقت ابعادی زیاد دارند.
۳- سطح صاف و براق
فولاد کشیده دارای سطحی صاف و براق است که این امر آن را برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر زیبا دارند، مناسب می‌سازد.
۴- تشکیل‌پذیری بالا
به دلیل ساختار کریستالی بهتر و فرآیند نورد سرد، فولاد کشیده سرد تشکیل‌پذیری بالاتری نسبت به برخی دیگر انواع فولاد دارد.
۵- مقاومت به زنگ‌زدگی
معمولاً مقاومت بهتری در برابر زنگ‌زدگی نسبت به فولاد گرم نورد شده دارد.
۶- کاربردهای وسیع
این نوع فولاد به دلیل ویژگی‌های خود در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع الکترونیکی، ساخت و ساز، و صنایع تولید مصالح ساختمانی به کار می‌رود.
۷- حفظ تناوب مکانیکی
فرآیند نورد سرد باعث حفظ تناوب مکانیکی فولاد می‌شود و ساختار آن را تغییر نمی‌دهد.
۸- استفاده از انرژی کمتر
تولید فولاد کشیده به دلیل دمای پایین‌تر نورد سرد، انرژی کمتری نیاز دارد که می‌تواند در کاهش هزینه‌ها و حفظ محیط زیست تأثیرگذار باشد.
با توجه به این ویژگی‌ها،در بسیاری از صنایع به عنوان یک ماده مورد توجه برای تولید قطعات با ویژگی‌های خاص استفاده می‌شود.
فرایند تولید فولاد کشیده سرد شده
ورق سرد یکی از مهمترین مقاطع تولید شده توسط نورد سرد است، تولید فولاد کشیده دارای مراحلی می‌باشد که به منظور عملیات اسیدشویی و کاهش ضخامت بخشی از کلاف های نورد گرم به ناحیه نورد سرد انتقال پیدا می‌کند.
فرآیند تولید فولاد کشیده از فرآیند نورد سرد استفاده می‌کند تا فولاد به دماهای پایین‌تر از دمای نورد گرم تحت فشار وارد شود.
در زیر مراحل اصلی فرآیند تولید فولاد کشیده شده آمده است:
۱- عبور از خطوط اسیدشویی
به منظور حذف پوسته‌های اکسیدی از سطح ورق در این مرحله محصول تولید شده، اسید شویی می‌شود به دلیل دمای بالا، در خط نورد گرم، پوسته‌های اکسیدی سطحی ایجاد می‌شود، که این پوسته‌ها باید در کاربردهای حساس حذف شود، از اسید کلریدریک به عنوان حلال به منظور حذف این اکسیدها استفاده می‌شود.
۲- نورد دو قفسه‌ای، عبور از تاندوم مداوم
برخی ورق‌های مورد نیاز مشتری نیاز به ضخامت کمتر و دقت بالاتری دارند، که تولید این ورق‌ها نیاز به عبوردهی ورق‌های اسید شویی از طریق فرایند نورد سرد دارد، که به صورت رفت و برگشتی این کاهش ضخامت اتفاق می‌افتد، استفاده از روانساز در این مرحله اصطکاک بالا الزامی می‌باشد، یکی از چالش‌های نورد سرد انتخاب یک روغن الی با ترکیب مناسب است.
۳- بازپخت یا عبور از مرحله آنیلینگ
با توجه به اینکه محصول تولید شده، در تاندوم ۵ قفسه‌ای دارای سختی بالایی می‌باشد، بنابراین به صورت مستقیم امکان مصرف آن وجود ندارد و از فرایند بازپخت به منظور نرم کردن ورق‌های فولادی و کاهش ناهمگونی ساختار کریستالی و تنش‌های داخلی استفاده می‌شود، در فرایند بازپخت در کوره‌های جعبه‌ای کلاف ها متناسب با گرید درخواستی، قرار گرفته و در دمای مناسب و به مدت زمان لازم حرارت می‌بیند، انجام این فرایند موجب افزایش شکل پذیری و انعطاف پذیری ورق‌ها می‌شود.
۴- عبور از نورد پوسته‌ای
بعد از عبور از مرحله ۳ و خنک کاری کلاف‌ها وارد مرحله اسکین پاس می‌شوند، تا باعث ایجاد زبری مورد نیاز در سطح ورق شده و صافی سطح بهتر شود.
۵- عبور از خطوط نهایی و تولید ورق سرد
برای انجام عملیات تکمیلی و عرضه به بازار، ورق‌های تولید شده به خطوط اصلاح و یا برش وارد می‌شوند که در این خطوط به اصلاح ورق‌ها و کناره بری آنها می‌پردازند، در واقع متناسب با درخواست مشتری در خطوط برش کلاف ها بازرسی شده و ورق‌ها عملیات کناره بری و برش عرضی بر روی آنها انجام می‌گیرد.
با اتمام این مراحل، ورق آماده برای استفاده در صنایع مختلف می‌شود، از جمله صنایع خودروسازی، ساخت و ساز، و صنایع الکترونیکی.
به طور کلی نیاز به انجام فرایند نورد سرد برای تولید ورق‌های فولادی با کیفیت سطحی بسیار خوب که دارای سطحی صاف و صیقلی باشند است، این فرایند در دمای اتاق انجام می‌گیرد، بنابراین باعث ایجاد پوسته‌های اکسیدی نشده می‌شود و سطحی عاری از پستی و بلندی دارد، اما برای انجام نورد سرد نکته‌ای که باید به آن توجه شود، این است که بر روی ورق‌ها ابتدا باید فرایند نورد گرم صورت گیرد، تا در آنها مقداری کاهش ضخامت اتفاق افتد، بنابراین نسبت به ورق فولادی نورد گرم مراحل تولید ورق فولادی نورد سرد افزایش پیدا کرده و نیاز به زمان بیشتری دارد و ابتدا این ورق‌ها اسیدشویی می‌شوند؟ تا کاملاً سطح آنها تمیز شود و ضخامت آنها با عبور از غلطک‌ها تا دو دهم میلیمتر نیز قابل کاهش می‌باشد، اگر هدف تولید ورق روغنی یا اسید شویی باشد، در این مرحله بر روی سطح یک لایه روغن اعمال می‌شود و سپس نورد انجام می‌گیرد و اگر ورق گالوانیزه هدف آن می‌باشد باید مراحل گالوانیزه کردن و رنگ آمیزی نیز پشت سر گذاشته شود.
پایه و اساس تولید ورق‌هایی همچون ورق روغنی، ورق اسیدشویی، ورق گالوانیزه و ورق رنگی، فرایند نورد سرد می‌باشد، که نسبت به ورق‌های نورد گرم یا ورق سیاه همگی کیفیت بالاتری دارند.
مشخصات فولاد کشیده سرد
مشخصات فولاد کشیده سرد به وابستگی به نوع و کاربرد آن متفاوت است.
اما برخی از ویژگی‌های مشترک این نوع فولاد عبارتند از:
۱- ضخامت
ورق در ضخامت‌های مختلف تولید می‌شود، و این ضخامت ممکن است بین ۰.۰۲ تا ۶ میلیمتر باشد.
۲- سطح
سطح عمدتاً صاف و براق است. این ویژگی به دلیل فرآیند نورد سرد به وجود می‌آید.
۳- مقاومت مکانیکی
معمولاً دارای مقاومت مکانیکی بالاست، که این امر آن را برای استفاده در قطعات مهندسی مناسب می‌سازد.
۴- انعطاف پذیری
این نوع فولاد به دلیل ساختار کریستالی بهتر و فرآیند نورد سرد، تشکیل‌پذیری بالاتری نسبت به برخی دیگر انواع فولاد دارد.
۵- تغییر شکل
فولاد کشیده معمولاً دارای تغییر شکل زیاد و خوبی است که برای فرآیندهای خم کاری و تشکیل دهی مناسب است.
۶- مقاومت به زنگ‌زدگی
مقاومت بهتر به زنگ‌زدگی نسبت به فولاد گرم نورد شده یکی از ویژگی‌های مثبت فولاد کشیده سرد است.
۷- کاربردها
فولاد کشیده به دلیل ویژگی‌های مذکور در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع الکترونیکی، ساخت و ساز، و صنایع تولید مصالح ساختمانی به کار می‌رود.
برای دقت بیشتر در مورد مشخصات یک نوع خاص فولاد کشیده، به مشخصات فنی و استانداردهای مرتبط با آن نیاز خواهید داشت.
کلام آخر
فرایندی که طی آن فلز دماهای کمتر از دمای تولد مجدد از غلطک‌ها عبور داده می‌شود، نورد سرد نام دارد که در این فرایند قدرت سختی آن پس از اینکه فشرده و کشیده شد، افزایش می‌یابد.
فرایند نورد سرد بر خلاف نورد گرم در دمای محیط انجام می‌شود، که منجر به افزایش خواص فیزیکی و سطحی آن می‌شود و در صنعت فولادسازی ورق فلزی نورد سرد، محصول ویژه‌ای است.
ایجاد ورق‌های فلزی نازک‌تر با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطح اختصاصی هدف انجام این فرایند می‌باشد، عرضه فولاد کشیده سرد به صورت شکل های دایره‌ای، شش ضلعی، مستطیلی یا مربعی می‌باشد و در ابعاد و گردی دقت بهتری دارد و نسبت به فولاد کوسه‌دار فولاد کشیده سرد، خواص مکانیکی بهتری دارد، برای پروژه‌هایی که سطح صاف شده در ماده مورد نیاز می‌باشد، سطح فولاد کشیده شده، صاف و مناسب می‌باشد، برای رسیدن به ابعاد و شکل نهایی، نیاز به چندین فرایند می‌باشد که باعث گرانتر شدن تولید این نوع فولاد خواهد شد، به دلیل نازک بودن فولاد نورد سرد، برای کاربردهایی از قبیل هواپیماهای سبک، قوطی نوشیدنی یا پانل وسایل نقلیه سبک وزن، از آن استفاده می‌شود، می‌توان ورق‌ها را با سرعت حداکثر ۴ متر بر ثانیه در کارخانه‌های نورد سرد مدرن و کارآمد بغلتانند و تا دو و نیم میلیون تن فولاد نورد سرد در سال تولید شود.
با توجه به نیاز مشتری ضخامت این ورق‌ها قابل تغییر می‌باشد، برای تهیه این ورق‌ها به کارخانجات معتبر مراجعه شود.
