Le laminage à chaud est une solution de fabrication très productive. Les billettes seront chauffées dans le four jusqu'à 1.100 degrés Celsius, puis plusieurs cages de laminage à partir d'elles jusqu'à la géométrie, la longueur et le poids souhaités. Cette solution de production peut réduire considérablement la consommation d'énergie et les coûts, et lors du laminage à chaud, le métal a une plasticité élevée et une faible résistance à la déformation, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie de la déformation du métal. Une fois que le laminoir est configuré et prêt pour le processus de production, il peut produire une énorme quantité de profilés à chaud avec une productivité élevée. Le laminage à chaud peut améliorer l'usinabilité des métaux et des alliages, réduire ou éliminer les défauts de coulée et améliorer l'usinabilité des alliages. Le laminage à chaud consiste à former des métaux au-dessus de la température de recristallisation, et c'est pourquoi il présente les caractéristiques d'une bonne plasticité, d'une faible résistance à la déformation, d'un faible degré d'écrouissage, d'un laminage facile, ce qui réduit la consommation d'énergie nécessaire à la déformation du métal et crée les conditions d'une production de masse . En chauffant l'acier au-dessus de sa température de recristallisation puis en le refroidissant à température ambiante dans un processus connu sous le nom de normalisation, la microstructure de l'acier subit des changements permanents, ce qui améliore la ténacité et la ductilité. C'est pourquoi le processus de laminage à chaud a un effet significatif sur les propriétés de l'acier, et la ductilité accrue rend le métal facile à former et à plier. Le processus de laminage à chaud affecte également la forme générale de la pièce métallique finie, et ce processus peut former beaucoup plus grand que le processus de formage à froid. Cependant, étant donné que l'acier laminé à chaud est chauffé et refroidi, il est susceptible de se contracter, ce qui donne moins de contrôle sur la forme et la taille du produit fini.
Le laminage à froid consiste à former des métaux à température ambiante, et c'est un procédé de fabrication très efficace qui a été développé principalement pour les petites sections. Comparé au laminage à chaud, le laminage à froid offre des avantages considérables comme un excellent état de surface, des tolérances serrées et la possibilité de produire de très petits lots de production sont les plus évidents. Le laminage à froid permet de modifier les propriétés mécaniques du matériau et produit certaines combinaisons utiles de dureté, de résistance, de rigidité et de ductilité. Ceci pourrait être réalisé par un recuit sélectif. Ce processus diminue le grain du métal, le matériau devient plus dur et la surface plus lisse et plus brillante. Pour les profils très complexes, un processus de laminage multiple peut être nécessaire. Dans ce cas, nous devons recuire les profils avant de pouvoir les rouler à nouveau.
Qu'il s'agisse d'acier laminé à froid ou d'acier laminé à chaud, en dernière analyse, vous pouvez voir l'effet qu'il exerce sur l'application. Il ne peut pas être généralisé par comparaison, et on ne peut pas juger quelle solution de roulement est la meilleure. Après tout, chacun a ses propres avantages. En fait, la grande différence entre le laminage à chaud et le laminage à froid est que pendant l'opération de laminage, la température est complètement différente, le laminage à chaud est supérieur à la température de cristallisation et le laminage à froid est inférieur à la température de cristallisation. De plus le laminage à froid permet le flambage local de la section tandis que le laminage à chaud ne permet pas le flambage. En plus de ces différences, les deux présentent de nombreux avantages et inconvénients. Les profilés en acier peuvent être fabriqués à partir d'une variété de matériaux, notamment l'acier doux laminé à froid, l'acier doux laminé à chaud, l'acier inoxydable et l'acier pré-galvanisé. Le profil laminé à chaud et le profil laminé à froid ont une grande influence sur la structure et les propriétés de l'acier. Le profil laminé à chaud est directement transformé en moules en acier dans le four, et ils sortent du four à haute température, donc appelés sections laminées à chaud, et il a une faible limite d'élasticité et une bonne plasticité. Bien que l'acier profilé étiré à froid ait une limite d'élasticité élevée et une mauvaise plasticité, sa résistance à la traction ultime est la même pour les deux. Examinons de près leurs différences et les avantages et les inconvénients de chacun.
Avantages du rouleau à chaud
√ La contrainte résiduelle des profilés laminés à chaud et des profilés laminés à froid est différente, et la répartition des contraintes résiduelles de l'acier à paroi mince formé à froid se plie.
√La rigidité en torsion libre de l'acier profilé laminé à chaud est supérieure à celle de l'acier profilé étiré à froid, de sorte que la résistance à la torsion de l'acier profilé laminé à chaud est meilleure que celle de l'acier profilé laminé à froid.
√Le processus de laminage à chaud peut modifier la structure du lingot, affiner les grains, éliminer les défauts structurels, densifier la structure en acier et améliorer les propriétés mécaniques. Cette amélioration est principalement réalisée dans le sens du laminage, ce qui rend l'acier non plus isotrope dans une certaine mesure, et les bulles, fissures et pores formés lors du processus de coulée peuvent également être soudés sous l'action de haute température et haute pression.
Inconvénients du rouleau chaud
√Après laminage à chaud, les inclusions non métalliques (principalement des sulfures, des oxydes et des silicates) de l'acier sont comprimées en tôles minces, ce qui entraîne un délaminage (couches intermédiaires). En raison du délaminage, les propriétés de traction de l'acier dans le sens de l'épaisseur sont considérablement réduites et, en cas de retrait de soudage, une déchirure interlaminaire peut se produire. La déformation locale causée par le retrait de soudage est généralement plusieurs fois supérieure à la déformation à la limite d'élasticité, qui est beaucoup plus grande que la déformation locale causée par la charge.
√Le refroidissement irrégulier peut provoquer une contrainte résiduelle qui est une contrainte d'auto-équilibrage interne sans force externe. Tous les types de profilés laminés à chaud présentent cette contrainte résiduelle. Plus la section est grande, plus la contrainte résiduelle est importante. Bien que la contrainte résiduelle soit auto-équilibrée, elle a toujours une certaine influence sur la performance des composants en acier sous l'action d'une force extérieure. Des aspects tels que la déformation, la stabilité, la fatigue, etc. peuvent avoir des effets néfastes.
Applications des sections laminées à chaud
L'acier laminé à chaud est économique, ductile, résistant et facile à produire rapidement. Cependant, le processus de refroidissement peut laisser le produit final légèrement irrégulier et plus petit qu'il ne l'était lors du processus de formage initial. Cela rend l'acier laminé à chaud idéal pour les applications industrielles lourdes.
√Agriculture (palplanches)
√Attaches
√Rails de pont de navire
√Exploitation minière (profil utilisé pour les convoyeurs à plateaux)
√Composants structurels tels que les voies ferrées
√Piste coulissante
√Infrastructure (rails de pont)
√Automobile (charnières de porte, jantes de camion)
√Alimentation en eau (raccords et sections de robinet)
√Barres d'articulation en rial de grue
√Garde-corps d'ascenseur
Dans le processus de laminage à chaud, les températures élevées imposent des exigences élevées aux matériaux utilisés dans un laminoir à chaud. L'usure ou la corrosion peuvent devenir un problème grave, ce qui peut limiter la productivité car les machines doivent être entretenues plus fréquemment. Ce processus est bien adapté aux projets où de grandes quantités d'acier doivent être forgées dans une conception spécifique. Comme le processus est plus malléable que l'acier laminé à froid, il y a plus de polyvalence pour façonner le produit. Les profilés en acier laminés à chaud auront une finition rugueuse et écaillée après le processus de refroidissement appelé oxyde. Ce type de profilés et profilés en acier convient aux projets où une finition plus lisse n'est pas nécessaire. La finition écaillée peut toujours être enlevée par meulage, sablage ou décapage, et il en résulte une surface plus adaptée à différentstraitements de surfaces métalliques. Comme les profilés laminés à chaud peuvent être fabriqués plus rapidement que les profilés laminés à froid, il s'agit souvent d'une alternative moins chère.
Avantages du laminage à froid
√ Résistance accrue, l'acier laminé à froid est nettement plus résistant que l'acier laminé à chaud. Lorsque les rouleaux compriment l'acier à température ambiante, l'acier devient plus résistant en raison de l'écrouissage. En général, l'acier laminé à froid est généralement environ 20 % plus résistant que son acier laminé à chaud.
√Finition de surface améliorée, la surface de l'acier laminé à froid est plus lisse et présente moins d'imperfections de surface que l'acier laminé à chaud.
√Tolérance plus serrée, le laminage à froid permet des tolérances plus serrées que le laminage à chaud. Dans le travail des métaux, le terme "tolérance" fait référence à l'épaisseur globale et à la mesure globale de la pièce métallique. L'acier laminé à froid est généralement plus mince sans sacrifier la résistance.
√Plusieurs options, il existe plusieurs options différentes disponibles pour créer de l'acier laminé à froid, dont certaines incluent le plein-dur, le demi-dur, le quart de dur et le laminé à la peau. De toutes ces options, le laminage à froid à pleine dureté est souvent préféré car il offre les tolérances les plus strictes. Lorsqu'il est effectué correctement, le laminage à froid à pleine dureté peut réduire l'épaisseur de l'acier jusqu'à 50 % . D'autres procédés de laminage à froid peuvent également réduire l'épaisseur de l'acier, mais ils ne sont pas aussi efficaces que le laminage à froid à pleine dureté.
√Vitesse de formage rapide, rendement élevé, aucun dommage au revêtement, peut être transformé en différentes sections pour répondre aux besoins des conditions d'application, l'étirage à froid d'acier de forme spéciale provoquera une grande déformation plastique de l'acier, augmentant ainsi la limite d'élasticité du acier.
√Économisez du temps et des coûts de traitement. En raison de la précision précise et du bon état, les produits en acier laminés à froid peuvent être utilisés directement. Tels que la pulvérisation, le ponçage, le pliage, le perçage, il peut également être directement galvanisé après étirage fin selon les exigences réelles, ce qui permet d'économiser beaucoup de temps d'usinage et de réduire les coûts de configuration des machines de traitement.
√Diversité de forme et de spécifications. Vous pouvez obtenir des sections laminées à froid avec différentes formes de section et différentes spécifications et tolérances en concevant différentes formes de moules.
Inconvénients du laminage à froid
√Contamination. Dans le processus de laminage à chaud, le métal est si chaud que sa chaleur résout tous les problèmes de contamination. Il brûle les impuretés solides simples et peut même faire bouillir certaines impuretés liquides. Le laminage à froid n'a pas cet avantage, de sorte que les pièces de la machine qui effectuent le laminage à froid doivent être nettoyées, entretenues et remplacées fréquemment.
√Frais. Il faut beaucoup plus d'énergie pour laminer une tôle en laminage à froid qu'en laminage à chaud. Le chauffage d'une feuille de métal rend le matériau plus malléable. Ainsi, lorsqu'il est enroulé entre deux rouleaux, il peut se transformer en une feuille plate beaucoup plus facilement. Une feuille de métal froide qui n'est pas chauffée sera passée à travers les rouleaux et nécessitera une plus grande quantité d'énergie pour la faire passer. Bien qu'il y ait moins de chauffage requis, cela est compensé par le fait qu'il doit être poussé avec plus d'énergie. Le processus de laminage à froid est coûteux car il oblige les travailleurs à nettoyer fréquemment des pièces telles que les rouleaux, le laminage à froid entraîne des coûts supplémentaires pour les fournitures nécessaires au nettoyage des pièces, des temps d'arrêt pendant le nettoyage des pièces et des coûts de main-d'œuvre pour le travailleur qui effectue le nettoyage.
√Durabilité. Une fois la tôle laminée à froid, il est beaucoup plus difficile d'en faire autre chose par la suite. Il peut y avoir un flambement localisé dû à une contrainte inférieure à un point d'élasticité. Le poids d'une tôle laminée à froid est également désavantageux car il est mince par rapport à son poids. Il ne peut pas supporter une charge de travail aussi bien qu'une tôle laminée à chaud car sa structure physique n'est pas aussi solide.
√Bien qu'il n'y ait pas de compression thermoplastique pendant le processus de formage, il existe toujours des contraintes résiduelles dans la section transversale, ce qui affectera les propriétés de flambage globales et locales de l'acier.
√Options de forme limitées. Les profilés en acier laminés à froid sont généralement des profilés ouverts, de sorte que la rigidité en torsion libre du profilé est faible.
√Capacité de charge inférieure. Il est facile de se tordre lorsqu'il est plié, et il est sujet à la flexion et au flambage par torsion lorsqu'il est pressé, et la résistance à la torsion est faible. L'épaisseur de paroi de l'acier laminé à froid est mince et il n'y a pas d'épaississement aux coins où les plaques sont jointes, et la capacité à résister à des charges concentrées localisées est faible.
Application de l'acier laminé à froid
√Automobile
√Biens de consommation durables
√Meubles
√Emballage
√Panneaux électriques
√Construction
√ Infrastructure (profilés et poteaux en acier)
Il existe différentes solutions de production pour les profilés et profilés en acier de formes spéciales telles que le laminage à chaud, l'étirage à froid et le formage à froid. Chaque solution de production a ses propres caractéristiques et le laminage à froid peut être utilisé pour produire des profils à tolérance très serrée. C'est donc une méthode de production idéale pour la fabrication de profilés spéciaux de petite à moyenne taille. Comme le métal est façonné à des températures plus basses, l'acier laminé à froid offre une dureté accrue allant jusqu'à 20 % ainsi qu'un rendement et une résistance à la traction améliorés. De plus, les pièces en acier laminé à froid ont une surface très lisse, exempte de rouille et de calamine.
