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PolskiChe cos'è il processo di laminazione – Panoramica del processo
Il processo di laminazione è un sottoinsieme del processo di lavorazione dei metalli che sfrutta la plasticità dei metalli. Piuttosto che creare prodotti finali, questo metodo è tipicamente utilizzato per produrre materiali come lamiere e barre. Il principale vantaggio del processo di laminazione è la sua capacità di produrre in massa materiali metallici uniformi a un costo relativamente basso. In questo articolo, esamineremo i diversi tipi di processi di laminazione e i macchinari utilizzati.
Che cos'è il Processo di Laminazione?
Il processo di laminazione comporta il passaggio del metallo attraverso rulli rotanti per comprimerlo e allungarlo. Questa tecnica di deformazione plastica è nota per la sua efficienza nella produzione con sezioni trasversali uniformi ad alta velocità. I prodotti spaziano da lamiere metalliche e barre a componenti più lunghi e persino materiali tubolari quadrati o rotondi.
Queste parti laminate trovano ampio uso nei settori delle costruzioni e della produzione. In particolare, le lamiere metalliche prodotte attraverso la laminazione sono comunemente utilizzate come lattine per bevande, batterie e parti automobilistiche.
I processi di laminazione possono essere classificati in tre tipi in base alla temperatura durante la lavorazione: laminazione a caldo, laminazione a freddo e laminazione a caldo moderato.
Laminazione a Caldo
La laminazione a caldo comporta il riscaldamento del metallo per renderlo malleabile prima della lavorazione. Per l'acciaio, ciò significa lavorare a temperature tra 900°C e 1.200°C, dove il metallo diventa incandescente e passa attraverso i rulli. Ecco i pro e i contro della laminazione a caldo:
Vantaggi
– Migliorata Lavorabilità: La resistenza del metallo alla deformazione diminuisce ad alte temperature, migliorando la sua lavorabilità.
– Proprietà Materiali Migliorate: Il processo rafforza la struttura cristallina, risultando in un materiale più resistente.
– Nessun Indurimento da Lavoro: Poiché la temperatura di lavorazione è superiore al punto di ricristallizzazione del metallo, non si verifica indurimento da lavoro.
SVANTAGGI
– Precisione Dimensionale: Cambiamenti significativi di temperatura durante e dopo la lavorazione possono portare a una minore precisione dimensionale.
– Qualità Superficiale: L'ossidazione in presenza di aria provoca una scala (strato di ossido) sulla superficie, portando a una finitura meno estetica.
– Energia e Costo: Riscaldare il materiale richiede molta energia e comporta costi più elevati.
Laminazione a Freddo
La laminazione a freddo è un processo di lavorazione dei metalli eseguito a temperatura ambiente. A differenza della laminazione a caldo, il materiale non viene riscaldato prima della lavorazione. Tuttavia, mentre il materiale si deforma, genera calore, causando un aumento della sua temperatura. Per l'acciaio, la laminazione a freddo viene tipicamente eseguita sotto i 600°C. Ecco i principali vantaggi e svantaggi della laminazione a freddo:
Vantaggi
– Nessuna Attrezzatura di Riscaldamento Richiesta: Poiché il materiale viene lavorato a temperatura ambiente, non c'è bisogno di attrezzature di riscaldamento, rendendo il materiale più facile da maneggiare.
-Alta Precisione Dimensionale: La laminazione a freddo offre una maggiore precisione dimensionale rispetto alla laminazione a caldo.
– Finitura Piacevole: Il processo produce una superficie lucida, risultando in una finitura esteticamente gradevole.
Svantaggi
-Alta Resistenza alla Deformazione: La resistenza del metallo alla deformazione è maggiore a temperature più basse, richiedendo più forza per la lavorazione.
– Incrudimento: La laminazione a freddo può causare incrudimento, necessitando di successivi trattamenti termici, come la ricottura, per alleviare le tensioni residue.
Laminazione a Caldo
La laminazione a caldo si colloca tra i processi di laminazione a caldo e a freddo. Per l'acciaio, viene tipicamente condotta a temperature comprese tra 600°C e 900°C. Questo metodo mitiga alcuni svantaggi sia della laminazione a caldo che a freddo ed è comunemente usato nella produzione di fogli di alluminio.
Macchine di Laminazione Chiave nella Lavorazione dei Metalli
Le macchine di laminazione sono attrezzature specializzate utilizzate per la lavorazione di laminazione. Le loro configurazioni variano in base alla forma desiderata e al numero di rulli coinvolti. Ecco sei macchine di laminazione comunemente usate nella produzione:
Laminatoio a Due Cilindri
Il laminatoio a due cilindri è composto da due rulli opposti che comprimono il metallo. Questa semplice configurazione è utilizzata per la laminazione grezza, come la conversione di lingotti in lastre con spessori che vanno da 20mm a 30mm, e per la laminazione di fogli sottili.
Laminatoio a Quattro Cilindri
Un laminatoio a quattro cilindri presenta due rulli di lavoro e due rulli di supporto, supportando ciascun rullo di lavoro da dietro. Questo design consente una lavorazione ad alta precisione riducendo la deflessione dei rulli di lavoro. È utilizzato per la laminazione non solo dell'acciaio ma anche del rame e dell'alluminio.
Laminatoi Multi-Rullo (Cluster Mills)
I laminatoi multi-rullo, noti anche come cluster mills, presentano più rulli di supporto rispetto ai laminatoi a quattro cilindri. Il nome "cluster" deriva dai numerosi rulli di supporto che sostengono il rullo di lavoro, consentendo un'applicazione di pressione più elevata. Questo design consente la lavorazione di metalli duri come l'acciaio inossidabile. Inoltre, il piccolo diametro del rullo di lavoro, combinato con un robusto supporto, previene la deflessione, rendendolo ideale per la laminazione a freddo di materiali estremamente sottili come il foglio di rame.
Laminatoi Planetari
I laminatoi planetari sono caratterizzati dalla disposizione di diversi piccoli rulli di lavoro attorno alla circonferenza di un rullo di supporto più grande. Questi piccoli rulli di lavoro rotolano sul materiale in un movimento planetario, consentendo una riduzione sostanziale e un'elevata efficienza di laminazione. Questa configurazione è particolarmente efficace per riduzioni pesanti e la lavorazione di grandi quantità di metallo.
Laminatoi Universali
I laminatoi universali sono distintivi perché includono rulli posizionati orizzontalmente e verticalmente. Questa configurazione consente al laminatoio di applicare pressione in più direzioni simultaneamente. È particolarmente adatto per creare forme complesse a sezione trasversale, come le travi a H, da materiali inizialmente a forma di asta semplice.
Laminatoi di Perforazione (Mannesmann Mills)
I laminatoi di perforazione, o Mannesmann mills, sono specializzati nella produzione di tubi d'acciaio senza saldatura. Utilizzano un tappo di perforazione all'interno del metallo cavo e rulli conici esterni per modellare il tubo. L'assenza di saldature rende questi tubi ideali per applicazioni ad alta pressione come oleodotti, caldaie e altre infrastrutture critiche dove è coinvolto il trasporto di liquidi o gas.
Conclusione
Il processo di laminazione è un tipo di metodo di deformazione plastica che coinvolge il passaggio del metallo attraverso rulli per creare fogli, aste o tubi. In base alla temperatura di lavorazione, la laminazione può essere classificata in laminazione a caldo, a freddo e a caldo. Le macchine utilizzate per la laminazione variano ampiamente a seconda dell'applicazione prevista. Per i materiali in foglio, i laminatoi a due e quattro cilindri, così come i cluster mills, sono comuni. I laminatoi universali sono utilizzati per produrre forme complesse come le travi a H, mentre i laminatoi di perforazione sono utilizzati per creare tubi senza saldatura.
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