Rullende, metal
Rolling er en afgørende proces for industriel knivproduktion. Hvad ruller? Hvorfor rullende? Tjek det nedenfor.
Artikel fra: https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Rolling+(metalworking)
Rolling, Metal
et middel til trykdannende metaller og metallegeringer ved at komprimere metallerne mellem roterende ruller. Rullerne, generelt cylindriske i form, er enten glatte eller med fordybninger (passerer), der danner riller, når to ruller kommer sammen.
På grund af den kontinuerlige drift af processen er rulning den mest effektive metode til at bibringe krævede former for toitemer. Under rulning gennemgår metalet generelt signifikant plastisk kompression deformation, der involverer ødelæggelse af den oprindelige støbestruktur og dannelsen af en fladere og tættere struktur; dermed forbedres metalets kvalitet. Dermed tjener rullende ikke blot til at ændre metalets form, men også for at forbedre dets struktur og egenskaber.
Ligesom andre metoder til trykformning er rullning baseret på metalkomponentens duktilitet. Der sondres mellem varmt, koldt og varmt rullende. De fleste rullede produkter (billets, handler og metalplader, rør, bolde) fremstilles ved varmrullning ved initialtemperaturer på 1000 ° -1300 ° C for stål, 750 ° -850 ° C for kobber, 600 ° -800 ° C til messing, 350 ° -400 ° C for aluminium og dens legeringer, 950-100 ° C for titan og dets legeringer og ca. 150 ° C for zink. Koldvalsning anvendes primært til fremstilling af plader og striber mindre end 1,5-6 mm tykke og præcisionssektioner og rør. Varmtvalset er senere koldvalset for at opnå glatteflader og bedre mekaniske egenskaber. Koldvalsning anvendes også på grund af vanskeligheden ved opvarmning og hurtig afkøling. Varmt rullende, i modsætning til koldvalsning, udføres ved en noget forhøjet temperatur for at reducere hærdet (koldt arbejde) af metallet under deformation.
I særlige tilfælde rulles metaller i vakuum eller i neutral atmosfære for at beskytte metaloverfladen mod oxidation.
De tre vigtigste metoder til rullning er langsgående, tværgående og roterende (skråt) rullning. Ved langsgående rullning (Figur 1, a) deformeres metalet af ruller, sædvanligvis parallelt med hinanden, der roterer i modsatte retninger. Friktionen mellem terolloverfladerne og metallet trækker metallet gennem hullet mellem rullerne, så metallet plastisk deformeres. Længdevalsning er meget mere almindeligt end de to andre metoder.
Tværgående rullning (figur 1, b) og roterende (skrå) rulning (figur 1, c) anvendes kun til at behandle omdrejningshastigheder. I tværgående valsning udsættes metallet for rotationsbevægelse i forhold til dets akse og arbejdes således i tværretningen. Ved roterende rullning udover omdrejningsbevægelsen overføres translatorisk bevægelse til metallegemet langs dets akse gennemgående retning af valserne. Hvis metalets ombytningshastighed er mindre end omdrejningshastigheden af rotation, kaldes terrængningsoperation tværgående roterende rullning; Hvis oversættelseshastigheden er større, kaldes operationen langsgående rullende. Tværgående rulning anvendes til tandhjul og andre dele, og roterende ruller anvendes til fremstilling af sømløse rullede rør, kugler, aksler og andre omdrejningsstoffer (figur 2). Longitudinal roterende rulning er brugt tomanufacture boremaskiner.
Ved langsgående rulning falder højden af metalets tværsnit, når metallet passerer mellem rullerne, hvor længden og bredden øges (figur 3). Forskellen i højderne af metalets tværsnit før og efterpasning mellem rullerne kaldes den lineære (absolutte) reduktion. Δh = h0 - h1. Forholdet mellem denne værdi og den oprindelige heighth0, udtrykt som en procentdel 100Δ / h0, kaldes procentreduktionen, som normalt er fra 10 til 60 procent pr. Pass, men kan være så meget som 90 procent. Stigningen i metalets længde er kendetegnet ved reduktionsforholdet - forholdet mellem metalets længde efter at have forlod rullerne til den oprindelige længde. Deformationen af metallet i forhold til bredden af tværsnittet kaldes spredning - forskellen mellem tværsnittets bredde før og efter rullning. Spredningsforøgelser med reduktion, rullediameter og friktionskoefficient mellem metalobjektet og overfladen af rullerne.
Området mellem rullerne, hvor emnet kommer i direkte kontakt med rullerne, kaldes deformationszonen; det er der, at metallet er reduceret. De små regioner, der støder op til begge sider af deformationszonen, kaldes dekontaktzonerne for deformation; i disse zoner er metallet kun lidt deformeret. Deformationszonen består af to hovedsegmenter: forsinkelseszonen eller glidningszonen på indgangssiden, hvor metalets hastighed er mindre end vandret komponent af rullernes omkredshastighed og forskedszonen eller zonen af glidning på forsyningssiden, i hvilket metalets hastighed er relativt større. Udgangshastigheden af emnet fra rullerne er således 2 til 6 procent større end omkredshastigheden af rullerne. Grænsen mellem disse zoner hedder det neutrale tværsnit. I forsinkelsen er friktionskræfterne fra de ruller, der virker på emnet, i udgangsretningen, mens de i forskæringszonen ligger over for udgangsretningen.
Fangstens indfangning af metallet og processtabiliteten er resultatet af friktionskræfterne, der opstår på kontaktfladen mellem metallet og rullerne. For indfangning skal forekomsten af bidsvinklen a-vinklen mellem den radiospredte fra valsaksene til punkt A og B (se figur 3) - ikke overskride friktionskoefficienten: tan α ≤ μ. Når avery glat overflade ikke er nødvendig, tilsættes overfladens ruhed til rullerne for at øge bittens vinkel og dermed udkastet.
I praksis er bittens vinkler 20 ° -26 ° i varmvalsning med glatte ruller, 27 ° -34 ° i varmtvalsning med indhakkede overflader og 2 ° -6 ° i koldvalsning med smøremiddel.
Kraften på rullerne under rulning bestemmes ved at multiplicere området af kontaktfladen med den gennemsnitlige specifikke kraft P = F × pm. Den specifikke kraft fordeles ujævnt over kontaktfladerne: maksimumet er nær det neutrale tværsnit
og fald i retningerne for indgang og udgang. I rullende bånd med et rektangulært tværsnit beregnes kontaktfladen med formlen 
, hvor r er rullens radius. Ved koldvalsning af bånd er selve kontaktområdet stort på grund af rullernes elastiske kompression ved kontaktpunkter med metallet.
Den gennemsnitlige specifikke kraft, som også kaldes den normale lejestrøm, afhænger af mange faktorer og kan udtrykkes af formlen pm = n1n2n3σ. Hvor n1 er stavens tilstand, der hovedsagelig afhænger af forholdet mellem længden af bue-bue-bue mellem punkterne A og B på omkredsen af valsens tværsnit (Figur 3) - til den gennemsnitlige tykkelse og bredden af det rullede bånd, på friktionskoefficienten og på strækningen af det rullede metal (strækning anvendes i vid udstrækning ved koldvalsning); n2 er koefficienten, der tegner sig for rullens hastighed; n3 er koefficienten, der tegner sig for virkningen af metalets kolde arbejde; og σ er udbyttet (modstandsdygtighed over for deformation) af metallet ved den temperatur, der anvendes i rullingsprocessen. Koefficient n1 er den vigtigste og varierer meget fra 0,8 til 8-afhængigt af ovenstående faktorer. Denne koefficient øges, da friktionskræfterne på kontaktfladerne øges, og emnet sænkes. I praktiske beregninger tages n3 som 1 i varmtvalsning, og n2 tages som 1 inkoldrulle.
For kulstål er den gennemsnitlige specifikke kraft i intervallet 100-300 newton pr. M2 (10-30 kilo-kraft pr. Mm2) i hotrolling og i intervallet 800-1.500 newton pr. M2 (80-150 kilo-kraft pr. Mm2) i koldvalsning. De resulterende kræfter på ruller under de mest almindelige rullevilkår er rettet parallelt med en linje, der forbinder rullernes akser, det vil sige vertikalt (figur 4).
Forholdet mellem kraften P og det øjeblik, der kræves til rotation af hver rulle, er givet ved formlen M = P (a + ρ), hvor a er kraften af kraft P, som ligger i området (0,35-0,5) 
, og ρ er radius af friktionsomkredsen af rullelejerne, svarende til friktionskoefficienten af lejet multipliceret med lejertunionens radius. Kraften i rullende ståltråd og stålbånd varierer fra ca. 200 til 1.000 kilonewtons (kN), dvs. 20 til 100 tons kraft; styrken i rullende ark fra 2 til 2,5 m bred når 30 til 60 MN (3.000 til 6.000 tons kraft). Det øjeblik, der kræves for rotation af begge ruller i rullende ståltråd og små sektioner, varierer fra 40 til 80 kN-m (4 til 8 tons-kraft-m), og det øjeblikkelige behov for rullende plader og brede plader når 6000-9000 kN-m (600 -900 tons-force-m).
