La tecnología del laminado en frío se originó en Alemania a mediados del siglo XIX y se utilizó inicialmente para producir fleje de acero laminado en frío con una anchura de 20 - 25 mm. ¿Qué es el acero laminado en frío? A continuación presentaremos en detalle el acero laminado en frío desde aspectos como su definición, proceso de producción, características de rendimiento y campos de aplicación:
Definición
El acero laminado en frío se refiere al material de acero que se sigue laminando hasta alcanzar el espesor objetivo a partir de la chapa de acero n.º 1 mediante un proceso de trabajo en frío llevado a cabo a una temperatura cercana a la temperatura ambiente. La laminación en frío es un proceso de laminación realizado por debajo de la temperatura de recristalización del acero, y la temperatura final de laminación es inferior a la temperatura de recristalización del acero.
Proceso de producción
Procedimientos básicos
El laminado en frío suele ser longitudinal, y sus procedimientos de producción suelen incluir la preparación de la materia prima, el decapado, el laminado, el desengrasado, el recocido (tratamiento térmico) y el acabado.
Preparación de la materia prima: El laminado en frío utiliza productos laminados en caliente como materia prima. Antes de la laminación en frío, es necesario desfosforizar las materias primas para garantizar la limpieza de la superficie de los productos de acero laminados en frío.
En escabeche: Para eliminar las incrustaciones superficiales de óxido de hierro de las bobinas laminadas en caliente se utiliza una unidad de decapado en continuo. En el pasado se utilizaba ácido sulfúrico como solución de decapado, pero ahora se usa más el ácido clorhídrico. Antes del decapado, las bobinas se sueldan y se enrollan, y algunas también se someten a un “recocido negro” continuo. Tras el decapado, las bobinas se limpian, se secan, se recortan y se enrollan.
Rodando: La chapa metálica es sometida a presión por los rodillos del tren de laminación, lo que provoca una deformación plástica que cambia su forma y tamaño. Ajustando parámetros como la separación entre rodillos, la velocidad de rotación y la temperatura de laminación del tren de laminación, se puede controlar el grado de deformación y las propiedades de la placa metálica. Al mismo tiempo, también es necesario un tratamiento de lubricación durante el proceso de laminado para reducir la fricción entre el metal y los rodillos y mejorar la calidad del laminado.
Desengrasante: El objetivo es eliminar la grasa lubricante adherida al material laminado durante el laminado para evitar la contaminación de la superficie del acero durante el recocido. En el caso del acero inoxidable, también ayuda a evitar la carburización.
Recocido: Esto incluye el recocido intermedio y el tratamiento térmico de acabado. El recocido intermedio elimina el endurecimiento por recristalización generado durante la deformación en frío, restaurando la plasticidad del material y reduciendo la resistencia a la deformación del metal. Además de eliminar el endurecimiento por recristalización, el objetivo del tratamiento térmico de acabado es obtener la estructura requerida (como diversas texturas) y las propiedades del producto (como la embutición profunda y las propiedades electromagnéticas) de acuerdo con los requisitos técnicos del producto.
Acabado: Esto incluye la inspección, el cizallado, el enderezado (aplanado), la impresión, la clasificación y el embalaje. Los productos de acero laminado en frío tienen elevados requisitos de embalaje para evitar arañazos en la superficie durante el transporte.
Tipos de laminadores
Los trenes de laminación utilizados para el laminado en frío de flejes de acero incluyen trenes de laminación de dos pisos, trenes de laminación de cuatro pisos y trenes de laminación de varios pisos. El laminador de cuatro cilindros es el más utilizado. Para la laminación de productos más delgados, se requieren trenes de laminación de rodillos múltiples, tales como trenes de laminación de seis alturas, trenes de laminación Sendzimir, trenes de laminación de doce alturas y trenes de laminación de veinte alturas. Los trenes de laminación de flejes en frío pueden dividirse en dos categorías según la disposición de los soportes: trenes reversibles o no reversibles de soporte único y trenes continuos de soportes múltiples. Los primeros son adecuados para situaciones con una gran variedad de productos, tamaños de lote pequeños o una elevada proporción de productos de acero aleado. Su inversión es baja y su construcción rápida, pero su rendimiento es bajo y su consumo de metal elevado. La laminación continua en varios niveles es adecuada para situaciones con una variedad de productos relativamente única o poca variación. Tiene las ventajas de una alta eficiencia de producción y un gran rendimiento, pero requiere una mayor inversión.
Características de rendimiento
Ventajas
Buena calidad superficial: Debido a los múltiples procesos de trabajo en frío, la superficie del acero laminado en frío es más lisa y plana que la del acero laminado en caliente. No presenta óxidos subsuperficiales, manchas de aceite ni impurezas. La rugosidad de la superficie es baja y su aspecto es estéticamente agradable.
Alta precisión dimensional: La precisión dimensional de las chapas o bobinas de acero laminado en frío es mayor que la del acero laminado en caliente. Las desviaciones de longitud, anchura y grosor de los productos son pequeñas, por lo que cumplen los requisitos de muchas aplicaciones industriales con estrictos requisitos dimensionales.
Propiedades mecánicas superiores: Tiene alta resistencia y dureza, excelente ductilidad y tenacidad, así como buena resistencia al desgaste y a la corrosión. También tiene un buen rendimiento de procesamiento, especialmente de punzonado, y puede utilizarse directamente para procesar productos acabados.
Calidad de superficie estable: Durante el proceso de producción, debido a la baja temperatura y a la pequeña deformación, se evitan los defectos superficiales generados durante el trabajo en caliente del acero laminado en caliente, lo que da como resultado una calidad superficial estable.
Desventajas
Alta dureza y difícil procesamiento: Al no haber sido sometido a un tratamiento de recocido, el acero laminado en frío tiene una dureza elevada (HRB superior a 90) y una mecanizabilidad extremadamente escasa. Sólo puede someterse a flexión direccional simple con un ángulo inferior a 90 grados (perpendicular a la dirección de enrollado). Si no se recuece, sus prestaciones de punzonado se deterioran, y sólo puede utilizarse para piezas de deformación simple.
Coste elevado: El acero laminado en frío requiere trenes de laminación de gran potencia, tiene un bajo rendimiento de laminación y es necesario un recocido intermedio durante el proceso de laminación para eliminar el endurecimiento por deformación. Por lo tanto, el coste es relativamente alto.
Campos de aplicación
El acero laminado en frío tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos campos gracias a sus numerosas y excelentes propiedades:
Industria de la construcción: Se utiliza para fabricar estructuras de acero, puentes, componentes de acero, muros cortina de edificios, marcos de puertas y ventanas, etc., basándose en su bella superficie, buena estabilidad dimensional y alta resistencia.
Industria de fabricación de maquinaria: Se utiliza para fabricar diversas piezas mecánicas, cojinetes, engranajes, etc., cumpliendo los requisitos de precisión y rendimiento del material.
Industria del automóvil: Se utiliza para fabricar numerosas piezas, como exteriores de automóviles, puertas, chasis de automóviles y bloques de motor, gracias a su alta resistencia, buena conformabilidad y resistencia a la corrosión.
Industria electrónica y eléctrica: Se utiliza para fabricar diversos armarios eléctricos, tableros de bornes, paneles de instrumentos, etc., aprovechando su superficie lisa y sus dimensiones precisas.
Otros campos: Por ejemplo, en la producción de muebles, artesanía, latas para alimentos, así como en la fabricación de automóviles, productos eléctricos, locomotoras, aviación, instrumentos de precisión, etc.
