با توجه به اینکه نورد فلزات در چه دمایی انجام شود، این فرآیند انواع مختلفی دارد:
نورد گرم: نوردی که در دمایی بالاتر از دمای تبلور فلز انجام شود.
نورد سرد: فرآیندی که دمای آن کمتر از دمای تبلور فلز (معمولا دمای اتاق) باشد.
دمای تبلور مجدد، دمایی است که ساختار کریستالی ماده تغییر میکند. وابسته به نوع فرآیند رولینگ، کاربرد دستگاه نورد متفاوت است، در این مقاله به بررسی انواع دستگاه های نورد و اجزا تشکیل دهنده آن خواهیم پرداخت، برای خرید انواع لوازم مورد نیاز میتوانید به فروشگاه فرازین صنعت مراجعه کنید که عرضه کننده بهترین مدل های گیربکس و الکتروموتور در کشور است و از جمله آنها میتوان به الکترموتور الکتروژن اشاره کرد.
نورد گرم
عبور فلز در حالت گداخته از میان دو غلتک برای رسیدن به ضخامت دلخواه، از موارد کاربرد دستگاه نورد است. در دمای بالا، انعطاف قطعه بالاتر و شکل‌پذیری آسان‌تر است؛ بنابراین دستگاه نورد نیروی کمتری برای شکل‌دهی نیاز دارد. این روش، اولین فرآیند کار گرمی است که بر روی بسیاری مقاطع فولادی انجام میشود. گسترده‌ترین کاربرد دستگاه نورد به روش گرم، شکل‌دهی و تولید قطعات با ضخامت کم است.
کنترل و تنظیم دما در این روش بسیار مهم است. دمای فلز باید به‌طور یکنواخت و در تمام نقاط قطعه، از دمای تبلور مجدد فلز حدود ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد بیشتر باشد. غلتک‌های دو جهته نورد گرم، قطری در محدوده ۶۰ تا ۱۴۰ سانتی‌متر دارند.
در این روش، فلزی بزرگ و مستطیل شکل به نام شمش، قطعه ورودی در دستگاه نورد است. شمش پس از گرم شدن، برای پیش پردازش ارسال شده و به شکل یک رول صاف درمی‌آید. پس از این مرحله در آن دما نگه داشته‌شده و سپس از میان غلتک‌های دستگاه نورد عبور میکند. پس از اتمام نورد، قطعه سرد شده و حین این فرآیند کمی انقباض می‌یابد. در نورد گرم، کار سرد و تبلور مجدد با فاصله زمانی اندکی انجام می‌شوند و تقریبا همزمان هستند.
خنک شدن محصول پس از فرآیند، اجازه کنترل دقیق شکل نهایی را نمی‌دهد. به همین دلیل فولادهای نورد گرم، برای انجام کارهایی که به مقاطع با ابعاد بسیار دقیق نیاز دارند مناسب نیستند. معمول‌ترین کاربرد دستگاه نورد گرم، تولید مقاطع فولادی است. در ویدئو نورد تیرآهن، نحوه اعمال نورد گرم توضیح داده شده است.
کاربرد دستگاه نورد گرم
در مقایسه با دیگر روش‌های شکل‌دهی، کاربرد دستگاه نورد گستردگی بیشتری دارد. تولید ورق‌های مختلف با ابعاد دلخواه، از انواع کاربرد دستگاه نورد است. میتوان با برش‌دهی نیز اندازه محصولات نهایی را تغییر داد. مقاطع تولیدشده به روش نورد گرم، خواص مکانیکی مطلوبی دارند.
مزایای نورد گرم
در نورد گرم، با افزایش دما تنش سیلان کاهش می‌یابد که قابلیت شکل‌دهی را در دستگاه نورد بالا می‌برد.
به محض تغییر شکل و اتمام فرآیند، ماده مجددا ساختار میکروسکوپی پیش از نورد را میگیرد.
سرد شدن قطعه در این روش در دمای مناسبی انجام میشود که از خشک یا سخت‌شدن محصول جلوگیری میکند.
معایب نورد گرم
قرارگیری فلز در دمای بالا، موجب اکسید شدن آن میشود.
ممکن است در برخی دماها خواص ماده تغییر کند. به عنوان مثال، برای فولادها در دمای ۲۵۰ تا ۳۵۰ درجه تردی آبی اتفاق می‌افتد.
ضریب اصطکاک پس از نورد گرم افزایش می‌یابد.
منجر به ایجاد بافتی خشن در برخی محصولات مثل تیرآهنهای فولادی میشود.
محصول نهایی ابعاد دقیقی ندارد.
کاربرد دستگاه نورد در تولید مقاطع آهنی
محصولات نهایی مقاطع آهنی چون تیرآهن و نبشی، شیاردار است؛ بنابراین این مقاطع باید با هر بار عبور رول دستگاه نورد از روی شمش، شکل نهایی آن را به خود بگیرند. در حقیقت شمش با عبور از “کالیبر”، به شکل و اندازه آن درمی‌آید. دو شیار قرینه دو غلتک روبروی هم کالیبر نامیده می‌شوند. هر شمش، باید چندین و چند بار از کالیبر عبور کند تا شکل نهایی پروفیل را بدست آورد.
نورد سرد
اعمال فرآیند رولینگ سرد، از انواع کاربرد دستگاه نورد در دمای پایین است. نورد سرد، برای انجام کار بیشتر بر روی ورق در دمایی پایین‌تر از دمای تبلور مجدد انجام میشود. در این روش، قطعه معمولا دمای اتاق قرار میگیرد. اعمال نیرو در دستگاه نورد سرد، با استفاده از جک‌های هیدرولیکی یا پنوماتیکی انجام میشود. جک‌ها از طریق غلتک به ورق‌ها فشار وارد میکنند. به علت مقاومت بالای ورق‌ها در برابر نورد سرد باید از غلتک‌های چهارطبقه دستگاه نورد، برای اعمال فشار استفاده کرد. مقاطع سرد نورد شده که به این روش تولید می‌شوند، ابعادی دقیق‌تر داشته و پرداخت سطحی آنها بهتر است.
نورد سرد پس از نورد گرم و بر روی ورق‌هایی که کمترین ضخامت (۱.۵ میلی‌متر) را دارند، اعمال میشود. این ورق‌ها در صورت نیاز پس از اسیدشویی و کاهش ضخامت، تحت نورد سرد قرار می‌گیرند و ورق روغنی تولید میشود. کشش سرد و خم شدن سرد از فرآیندهایی به شمار میروند که برای اعمال نورد سرد بر روی قطعات انجام می‌شوند.
معمولا ورق، نوار و میله را نورد سرد میکنند. تولید برخی قطعات خودروسازی، تجهیزات خانگی و تجهیزات ساختمانی از جمله موارد کاربرد دستگاه نورد به روش سرد هستند. برای آشنایی با فرآبند نورد سرد، ویدیو آن را تماشا کنید.
کاربرد دستگاه نورد در تولید ورق
نورد سرد ورق
هدف و کاربرد دستگاه نورد سرد
نورد سرد از جمله روش‌های شکل‌دهی است که برای افزایش استحکام ورق‌ها قابل استفاده است. دستگاه نورد سرد با ایجاد کرنش سختی، مقاومت را بهبود می‌بخشد. حذف نقطه تسلیم توسط نورد سرد، هدف دیگر استفاده از این فرآیند است.
یکی دیگر از مهمترین انواع کاربرد دستگاه نورد سرد، یکنواخت کردن و از بین بردن انحنای سطح است. این صاف کردن با به‌کارگیری عملیات نورد تراز کردن غلتکی انجام میشود.
مزایای نورد سرد
قطعات تولید شده از این روش، با حداقل تلرانس و با استحکام بیشتر تولید می‌شوند.
سطوح قطعات نورد سرد، صاف و یکنواخت هستند.
لبه‌ها و گوشه‌های آنها مشخص‌تر است.
تیرآهنهای فولادی نورد سرد یکنواختی بیشتری دارند.
معایب نورد سرد
نورد سرد فرآیندی گران قیمت است.
در تولید قطعات با هندسه‌های متفاوت با مشکل روبرو میشود.
برخی قطعات نورد سرد تاب‌خوردگی دارند. علت این امر آزادشدن تنش‌های داخلی به دلیل برش، جوشکاری یا سنباده‌زنی است.
کاربرد دستگاه نورد و اجزای تشکیل دهنده
کاربرد دستگاه نورد در دو نوع گرم و سرد، بسیار گسترده است. سرعت چرخش رول‌ها و فاصله بین غلطک‌ها، ابعاد ورق را کنترل میکنند. از دستگاه نورد، برای تولید ورق و شمش در دو جهت رفت و برگشت و سیم و مفتول در سایزهای گوناگون استفاده میشود.
اجزای دستگاه نورد
قفسه نورد
غلتک‌ها
یاتاقان‌ها
محفظه محافظت از یاتاقان‌ها
نیرو محرکه حرکت غلتک‌ها
تجهیزات مکانیکی و الکتریکی به منظور کنترل و تنظیم نیرو و سرعت دورانی غلتک‌ها
در هر دستگاه نورد، غلتک‌ها در محفظه‌ای به نام قفسه قرار می‌گیرند. نیروهای وارده به گوه‌ها و غلتک‌ها به محفظه وارد میشود. تجهیزات فلزی قفسه، امکان اعمال نیرو به شمش را ایجاد میکنند. قفسه همچنین وظیفه تنظیم فاصله غلتک‌ها و کالیبرها را دارد.
دسته‌بندی قفسه‌ها بر اساس تعداد قالب‌ها و آرایش آنها انجام میشود. قفسه‌های نورد به انواع دو غلتکی، سه غلتکی، شش غلطکی، اقماری و … تقسیم می‌شوند.
بیشترین کاربرد دستگاه نورد در کارخانه‌های فولاد است. این دستگاه از دو غلتک استوانه‌ای قرار گرفته بر روی هم، تشکیل شده‌است. با اعمال نیرو توسط موتور، غلتک‌ها در جهت مخالف هم حرکت میکنند. ضخامت شمش با عبور از فضای خالی بین غلتک‌ها، کاهش می‌یابد.
در قفسه‌های نورد دو غلتکی، رول‌ها امکان چرخش دو طرفه برای کاهش ضخامت را دارند. در قفسه‌های نورد سه غلطکی، رول وسط در خلاف جهت رول بالایی و پایینی حرکت میکند. به این ترتیب نیاز به تغییر جهت چرخش و حرکت رفت و برگشتی را از بین می‌برد.
دستگاه نورد گرم
مقایسه نورد گرم و نورد سرد
در مقایسه این دو نوع نورد با یکدیگر میتوان گفت:
دستگاه نورد گرم نسبت به نورد سرد، به تجهیزات کمتری نیاز دارد.
در نورد گرم نیروی کمتری بر روی قطعه اعمال میگردد. مقاومت سطح قطعه در برابر نورد سرد بیشتر است.
کرنش سختی در نورد سرد بیشتر است.
استحکام نمونه‌های نورد گرم شده بالاتر است.
اصولا از دستگاه نورد گرم برای تولید قطعات بزرگ استفاده میشود؛ در حالی که قطعات نورد سرد ابعاد کوچک‌تری دارند.
از لحاظ ظاهری، محصولات نورد سرد کیفیت سطحی بیشتری دارند.
کنترل ابعاد در نورد گرم مشکل است؛ به همین علت بر خلاف محصولات نورد سرد، قطعات تولید شده از این روش دقت ابعادی مناسبی ندارند.
محصولات نهایی نورد گرم نقص ترک کمتری دارند.
انعطاف بیشتر قطعات نورد گرم آنها را برای استفاده در ساختمان‌سازی، جوشکاری، ریل قطار و … مناسب میکند.
بنابراین، به‌طورکلی زمانی که استحکام و ویژگی‌های مکانیکی اهمیت دارند و ظاهر و دقت ابعادی قطعه چندان مهم نیست، قطعات نورد گرم‌شده به‌کار میروند. در مقابل، زمانی که زیبایی ظاهری و کیفیت سطحی مورد توجه است، از محصولات نورد سرد استفاده میشود.
نوع فرآیند نورد روی قیمت ورق دیگر مقاطع فولادی تاثیرگذار است. اغلب تیرآهنهای تولیدشده به روش نورد سرد قیمت بالاتری دارند.