Профилирование рулонов нержавеющей стали: марки, конструкция валков и руководство по выбору линии

Подайте рулон 1,5 мм марки 304 в линию, по которой только что плавно проходила оцинкованная сталь толщиной 2,0 мм, и первый профиль почти наверняка выйдет за пределы допуска. Ничего не сломано. Пружина изменилась. Нержавеющая сталь сохраняет нагар при каждом проходе, поэтому роликовый рожок, настроенный для работы с углеродистой сталью, обычно требует большего количества станций, большего перегиба и совершенно другого подхода к смазке, прежде чем он сможет удерживать нержавеющий угол. Далее следует то, что действительно имеет значение, когда вы устанавливаете или покупаете линию профилирования рулонов из нержавеющей стали.

Почему нержавеющая сталь ведет себя по-разному при холодной штамповке

Холодная штамповка нержавеющей стали требует более высокого усилия формовки, большего количества проходов и большей компенсации перегибов, чем формовка углеродистой стали той же толщины, поскольку аустенитная нержавеющая сталь сохраняет нагартование на каждой станции, а не выходит на стабильное плато напряжения текучести.

Три свойства материала определяют почти всю практическую разницу между использованием 304 и оцинкованной стали одного и того же калибра:

• Деформационное упрочнение: показатель деформационного упрочнения стали 304 составляет примерно 0,45 по сравнению с примерно 0,20 для низкоуглеродистой стали. Отожженный сплав 304 начинается с давления около 205 МПа Rp0,2 и может достигать 500 МПа после полной обработки прокаткой. Последние станции формируют материал примерно в два раза прочнее первых.
• Формирующая сила: профили из нержавеющей стали обычно требуют на 30–50 процентов большего усилия формования, чем углеродистая сталь при одинаковой толщине, в зависимости от сложности профиля и количества станций. Рама машины, рассчитанная на сталь толщиной 2,0 мм, может показаться незначительной на нержавеющей стали толщиной 1,5 мм.
• Пружинный возврат: нержавеющая сталь пружинит в два-три раза больше, чем низкоуглеродистая сталь. Рулонный цветок, компенсирующий свойства мягкой стали, дает профили, которые смещаются, обычно на несколько градусов на опоре под углом 90 градусов.

Нержавеющая сталь также имеет более высокий коэффициент трения по инструментальной стали и примерно на треть меньшую теплопроводность, чем углеродистая сталь, поэтому тепло концентрируется в зоне контакта с валками, а не рассеивается в полосе.

Как сорт нержавеющей стали меняет рулонный цветок

Марка нержавеющей стали, которую вы выбираете перед проектированием оснастки, определяет количество станций формовки и радиусы прокатки, поскольку аустенитные марки, такие как 304 и 316, требуют большего количества проходов, в то время как ферритные и мартенситные марки требуют меньше проходов, но несут гораздо более высокий риск растрескивания.

Аустенитные марки быстро затвердевают, но остаются пластичными, поэтому они допускают длинный рулонный цветок. Ферритные марки, такие как 430, имеют меньшее удлинение и предел текучести, который по-разному ведет себя при растяжении и сжатии, поэтому они имеют тенденцию разрушаться на линии изгиба, а не постепенно восстанавливаться.

Если вы новичок в самой архитектуре машины, в этом руководстве рассматривается базовая структура станций, валов и приводов. основы профилегибочной машины страница. Параметры оснастки по-прежнему приходится пересчитывать с нуля для нержавеющей стали.

Пять параметров рулонного цветка, которые определяют, можно ли использовать нержавеющую сталь

Правильная профилировка валков из нержавеющей стали сводится к контролю пяти параметров инструмента, и первые два объясняют большинство неисправностей, наблюдаемых на новых линиях: приращение угла за проход и расстояние между проходами.

• Приращение угла за проход

  Линии из углеродистой стали часто имеют изгиб от 8 до 12 градусов на станцию. Нержавеющая сталь должна оставаться на уровне от 5 до 8 градусов в течение первых нескольких проходов и сужаться к концу, потому что именно здесь происходит накопление наклепа. Повышение угла выше 10 градусов на 304 на более поздних станциях приводит к образованию краевой волны, которую не устранит никакая регулировка выпрямителя.

• Расстояние между проходами и количество станций

  Для профиля того же сечения из нержавеющей стали обычно требуется на две-четыре станции больше, чем для эквивалента из углеродистой стали. Дополнительные станции предназначены не для того, чтобы сгибать больше материала, а для того, чтобы сгибать его более мягко и давать где-то пружину для восстановления между проходами.

• Диаметр рулона и жесткость вала

  Ролики большего диаметра уменьшают угол контакта и распределяют нагрузку при формовке, но также увеличивают дугу контакта и силу пружинения. Для нержавеющей стали толщиной от 0,8 до 2,0 мм разумной отправной точкой является диаметр рулонов в диапазоне от 120 до 180 мм. Прогиб вала здесь имеет большее значение, чем для углеродистой стали, поскольку нагрузка выше.

• Компенсация перегиба

  Запланируйте перегиб от 4 до 7 градусов на фланце под углом 90 градусов из нержавеющей стали толщиной 1,5 мм, что примерно в два раза больше, чем вы бы использовали для оцинкованной стали. Компенсацию необходимо распределить по последним двум или трем станциям формования плюс проходы по калибровке, а не применять всю сразу.

• Материал рулона и качество поверхности

  Обычно выбирают инструментальную сталь D2 или DC53, закаленную до твердости 58–62 HRC. Твердое хромирование толщиной от 5 до 10 микрон на рабочих валках снижает трение и налипание металла. Полированные валки подходят для материала 2B, но при наличии относительного скольжения на них будет заметно маркировка BA или зеркальная поверхность.

Диапазоны допусков для нестандартных профилей более жесткие, чем ожидает большинство покупателей, и стоит прочитать конкретные цифры, прежде чем подписывать чертеж. Есть полезная ссылка допуски на проектирование профилирования рулонов и выбор материала здесь более подробно рассматривается корпус из нержавеющей стали.

Качество поверхности: откуда на самом деле берется нержавеющий лом

Большинство косметических браков при профилировании рулонов нержавеющей стали происходит из-за относительного скольжения между валком и полосой, а не из-за самого изгиба, поэтому защита поверхности и согласование скорости валков имеют большее значение, чем радиусы изгиба на линии нержавеющей стали.

Когда поверхность валка движется быстрее или медленнее, чем полоса в точке контакта, полоса тянется вбок. На углеродистой стали это проявляется в виде тусклой потертости, которую легко не заметить. На нержавеющей стали он разрывает защитную пленку, захватывает металл в рулоне, а затем повторяет одну и ту же отметку на каждой последующей длине рулона.

Здесь помогут две практические привычки. Во-первых, держите защитную пленку на формовочной секции и удаляйте ее только после обрезки пресса, а не раньше. Во-вторых, проверяйте прием рулонов каждую смену в течение первой недели новой работы. Единственное яркое пятно на рулоне распространится на сотни метров ленты, прежде чем кто-либо это заметит.

Скорость линии, смазка и износ роликов

Линии профилирования рулонов нержавеющей стали обычно работают со скоростью от 50 до 70 процентов от скорости линии, используемой для той же толщины оцинкованной стали, и это является осознанным технологическим решением, а не ограничением машины.

Более высокая скорость повышает температуру в месте контакта с валками, увеличивает захват металла, ускоряет износ валков и делает пружинение менее предсказуемым, поскольку свойства материала теперь также зависят от температуры. Медленнее — дешевле, чем сдавать катушки на слом.

Выбор смазочного материала – это то, в чем многие линии по производству нержавеющей стали незаметно теряют деньги. Хлорированные масла обеспечивают превосходные противозадирные свойства при работе с углеродистой сталью, но могут оставлять остатки, которые способствуют образованию язв на нержавеющей стали, если их не удалить полностью. Синтетика, не содержащая хлора, с высоким содержанием EP является более безопасным вариантом по умолчанию, наносится с помощью войлочного скребка или валика, а не с помощью системы заливки, которая покрывает всю машину.

Износ валков нержавеющей стали примерно в 1,5–2 раза превышает скорость износа валков из углеродистой стали при том же тоннаже. Это не значит, что вам нужны экзотические инструменты. Это означает, что вам следует планировать интервал проверки валков на основе тоннажа, а не календарного времени, и иметь запасной комплект калибровочных валков, которые изнашиваются быстрее всего.

Стандартная линия или линия по индивидуальному заказу для профилей из нержавеющей стали.

Стандартная линия холодной прокатки является более экономичным выбором для нержавеющей стали, когда геометрия профиля и требования к поверхности стабильны и уже удовлетворяются существующей серией машин; нестандартная линия является единственным работоспособным маршрутом, если сечение, толщина материала или отделка выходят за пределы этих диапазонов.

В частности, в области обработки нержавеющей стали в запросах снова и снова появляются два семейства профилей, и оба имеют за собой проверенные стандартные платформы.

Профилегибочная машина для производства профилей с солнечными стойками Автоматизированная профилегибочная машина для фотоэлектрических опорных профилей, производящая C/U-рейки, Z/Σ-прогоны и втулки для шурупов из стали с покрытием, алюминия или нержавеющей стали. Посмотреть продукт →

Хорошим примером является канал солнечной стойки. Стойка из нержавеющей стали предназначена для прибрежных установок и установок с высокой влажностью, где срок службы оцинкованного покрытия является ограничивающим фактором. Секция проста, допуски являются управляемыми, а стандартная машина со специальным набором роликов из нержавеющей стали покрывает большую часть спроса без какого-либо специального проектирования.

Профилегибочная машина для производства кабельных лотков Автоматическая машина для профилирования лестничных, лотков и кабельных лотков, обработка рулонов оцинкованной стали, алюминиевого сплава или нержавеющей стали для энергетики, связи и строительства. Посмотреть продукт →

Кабельный лоток аналогичен. Кабельный лоток из нержавеющей стали для пищевых заводов, химических предприятий и морских платформ является хорошо зарекомендовавшим себя продуктом, а последовательность перфорации и изгиба достаточно стандартизирована, поэтому проверенная платформа обычно быстрее и дешевле, чем конструкция, изготовленная на заказ.

Там, где нестандартная линия становится неизбежной, это толщина менее 0,8 мм, очень малые радиусы изгиба, асимметричные сечения или требования к поверхности, которые вообще исключают любой скользящий контакт. В таких случаях рулонный цветок, материал рулона и конфигурация привода должны проектироваться вместе.

Машина для производства рулонов садовой кровати Автоматизированная линия для изготовления ограждений клумб, садовых бордюров и ступенчатых посадочных лотков, производящая волнистые, древесные или многоцветные профили для озеленения ландшафта. Посмотреть продукт →

Садовый бордюр и подобные ему небольшие декоративные профили – типичный нестандартный случай. Секция узкая, материал часто представляет собой нержавеющую сталь толщиной от 0,5 до 0,8 мм, а видимая поверхность должна оставаться немаркированной, поэтому конструкция оснастки определяется как контактным контролем, так и геометрией изгиба.

Заводская приемка: что измерить перед сдачей

Заводские приемочные испытания линии профилирования рулонов из нержавеющей стали должны быть сосредоточены на четырех вещах: допуске на сечение всего рулона, состоянии поверхности, износе валков после определенного тоннажа и стабильности скорости при номинальной производительности.

1. Используйте хотя бы один полный рулон настоящего производственного материала, а не заменителя мягкой стали. Нержавеющая сталь ведет себя настолько по-другому, что испытания углеродистой стали мало что доказывают.
2. Измерьте участок в начале, середине и конце катушки. Упрочнение самой катушки плюс разогрев инструмента немного сместят размеры, и вы хотите увидеть величину этого сдвига.
3. Осмотрите готовую поверхность под углом, а не прямо. Следы от скольжения на нержавеющей стали почти незаметны под прямыми лучами света и заметны под лучами света.
4. Проверьте состояние рулона после испытания. Любые видимые налипания металла на формовочных валках станут дефектом поверхности в течение первой недели производства.
5. Подтвердите повторяемость длины резки при номинальной скорости линии, а не на пониженной скорости, использованной во время настройки.

Часто задаваемые вопросы

Может ли машина, настроенная для обработки оцинкованной стали, работать с нержавеющей сталью?

Да, но не без изменений. Формовочные станции, рулонный цветок и смазка – все это должно быть проверено. На практике рама и приводы обычно подлежат многократному использованию, в то время как валки и компенсатор упругого возврата почти всегда необходимо перепроектировать для обеспечения более высокого предела текучести и большей упругости нержавеющей стали.

Почему нержавеющие профили выходят под неправильным углом?

Наиболее распространенной причиной является недостаточно компенсированная пружина, за которой следует чрезмерный угол за проход на более поздних станциях. Нержавеющая сталь пружинит в два-три раза больше, чем низкоуглеродистая сталь, поэтому валик, разработанный с учетом характеристик углеродистой стали, будет постоянно обеспечивать открытые углы, которые смещаются дальше по мере износа инструмента.

304 или 316 сложнее катать?

На линии они ведут себя практически одинаково. Оба являются аустенитными, с одинаковым показателем деформационного упрочнения и одинаковым пределом текучести на входе, поэтому обычно используется один и тот же валик. Разница заключается в стоимости и коррозионных характеристиках, а не в формуемости.

Сколько станций формовки необходимо для профиля из нержавеющей стали?

Как правило, планируйте на две-четыре станции больше, чем для эквивалентного профиля из углеродистой стали, с изгибом на 5–8 градусов за проход на ранних станциях и меньше к концу. Сложным разделам с несколькими возвратами может потребоваться значительно больше.