képlékeny alakító eljárás From Wikipedia, the free encyclopedia
A hengerlés olyan képlékeny alakítási eljárás, amelynek során forgó hengerek között alakítják a darabot, úgy is szokták jellemezni mint folyamatossá tett nyújtókovácsolást. Ez a legtermelékenyebb, de a kovácsolásnál sokkal fiatalabb képlékeny alakítási technológia. A hengerlés első alkalmazói a 13–14. századi ötvösök voltak, akik főleg lágyabb fémeket, például ólmot és nemesfémeket hengereltek – kis méretben és kis mennyiségben. Ipari alkalmazása sokkal később kezdődött el, a 18. században acélrudakat és lemeztáblákat állítottak elő hengerléssel. A módszer rohamos térhódításának korszaka a 19. század volt, ami összefüggött az ipari forradalom kibontakozásával.
A hengerléssel előállított termékek rendkívül változatos alak- és méretválasztékkal rendelkeznek, a 0,007 millimétertől az 1 méterig terjedhetnek. A hengerlést melegen és hidegen is végezhetik, de az alakítás mindig meleghengerléssel kezdődik. Hengerléssel sokféle fémet munkálnak meg, de a legnagyobb mennyiségben az acélokat és az alumíniumötvözeteket hengerlik. A hengerelt termékek egy részét egyéb technológiákkal még továbbalakítják.
A hengerlés gépi berendezései a hengerállványok, amelyek az alkalmazott technológiától függően rendkívül változatos méretűek és kiképzésűek. A hengerállványok hengersorba szervezve működnek, és a kiegészítő műveletek végzésére alkalmas berendezésekkel együtt képezik a hengerművet.
A fémek képlékeny alakítási eljárásai közül a legnagyobb mennyiséget hengerléssel állítják elő, bár ez lényegesen fiatalabb eljárás, mint a kovácsolás. Először a 13–14. században az ötvösök hengereltek lágyabb fémeket, főleg a nemesfémeket. Ipari jellegű alkalmazása a 18. századra tehető, ekkor már acélrudakat és lemeztáblákat állítottak elő hengerléssel, de a hengerlés rohamos térhódításának korszaka a 19. század – összefüggésben az ipari forradalommal.[1]
Az alakítást végző forgó hengerek a hengerállványban helyezkednek el. Az adott termék hengerlésére telepített – egy vagy több hengerállványból álló – egységet hengersornak nevezik. A hengersorhoz egyéb, olyan műveleteket végző egységek is kapcsolódnak, amik nélkül a hengersor nem tud dolgozni (pl. a darabot felmelegítő és lehűtő egységek, a kikészítő és hőkezelő részlegek). Ennek a komplexumnak hengermű a neve.
A hengerelt termékek alak- és méretválasztéka rendkívül változatos. A méretek alsó határát az akár 0,007 milliméter vastagságú hengerelt fóliák, felső határát pedig az 1 méter körüli gerincmagasságú I-tartók képviselik. A hengerlést végezhetik melegen és hidegen, de az alakítás első fázisa mindig meleghengerlés. A meleghengerlés kiinduló anyaga csaknem kizárólag a folyamatosan öntött buga. A korábbi évtizedekben a kokillába öntött tuskó volt az alapanyag, de ez a módszer a folyamatos öntés előretörésével mára csaknem teljesen kiszorult a hengerművekből. A termékek egy része – a képlékeny alakítást tekintve is – előtermék jellegű, ezeket más technológiákkal továbbalakítják, csak kisebb részüket (például a vasúti síneket, betonacélokat, tartószelvényeket stb.) használják fel közvetlenül.
A hengerelt termékeket, illetve eljárásokat több szempont szerint is csoportosíthatjuk. A hengerelt anyag újrakristályosodási hőmérséklete alapján megkülönböztetnek:[2]
A hengerelt darab alakja szerinti felosztás:[3]
Az alakítási folyamatot célszerűen az ún. elemi hengerlés példáján lehet bemutatni, ami a sima palástú hengerek közötti lapos termék hengerléséhez hasonlít.
A darabnak a hengerek közötti áthaladását szúrásnak nevezik. A szúrás során a darab magassága csökken, hosszúsága nő, szélessége is megnő valamilyen mértékben. Az alakváltozásra a magasságcsökkenés és a megnyúlás a jellemző. Az alakváltozást a térfogat-állandóság törvénye alapján lehet értelmezni:
Az R sugarú hengerek és a darab érintkezési felülete a nyomott felület, ami a nyomott ív hossza és a közepes darabszélesség szorzata. A nyomott felület számításához a hengerlési gyakorlatban a nyomott ív vízszintes vetületét (ld) használják:
A képletben , a magasságcsökkenés.
Az alakváltozás jellemző mérőszáma a nyújtási tényező, ami a ki- és a befutó keresztmetszetek vagy hosszúságok hányadosaként értelmezhető:[4]
Sajátosak a hengerlés sebességviszonyai. Hengerlési sebességnek a hengerrésből kilépő darab sebességét értjük. A darab belépési sebessége ennél kisebb, a sebességviszonyokat az
összefüggés írja le. A be- és kilépési sebesség között különbség van, a henger felületén csak egy pont (vonal) van, ahol a darab a henger kerületi sebességével halad. Ez a semleges vonal, ami előtt hátramaradás, utána viszont előresietés tapasztalható. A hengerlés gyakorlatában a hengerlési sebességet és a hengerek kerületi sebességét többnyire azonosnak veszik.[5][6][7]
A rúd- és idomacélokat üregezett hengerekkel állítják elő. Kiinduló anyaguk négyzetes vagy téglalap alakú szelvény (buga). Az üregezésnek az a célja, hogy a hengerelt darab keresztmetszetét lecsökkentsék és a szelvényt a kívánt alakra hozzák. A hengersorokon az adott szelvényalakot több szúrással érik el. Az alkalmazott szúrástípusok feladata eltérő, így megkülönböztetnek nyújtó- és készrealakító üregsorokat.[8]
A nyújtóüregsorok két egymást követő üregfajta sorozatából állnak. Az egyik üregben lapító jellegű alakváltozás történik (az üreg szélességi és magassági méretének aránya 1-nél nagyobb). Ezt olyan üreg követi, amelynél ez az arány 1 körüli vagy kisebb, és a darabot 90°-os fordítással („állítva”) vezetik bele. Ezeket torlóüregeknek nevezik. A nyújtóüregsor tehát lapító- és torlóüregek egymást követő láncolatából áll. Ezek az üregpárosítások a következők lehetnek: szekrény–szekrény, négyzet–ovál, négyzet–rauta, kör–ovál stb. Hogy melyik üregsort választják az adott feladatra, számos tényezőtől függ (például a nyújtás hatékonysága, a szúrások revétlenítő hatása, az alakváltozás egyenletessége a szelvényen belül stb.). Megjegyzendő, hogy a nyújtóüregsorokban szereplő üregek közül néhány a készüregsorokban is szerepelhet.[9]
Az egyszerű szelvények közé a kör-, a négyzet-, a lapos- és a hatszögacélok stb. sorolhatók.
A köracélok 5,5–250 milliméter átmérővel készülnek, előállításukra különböző köracél-hengerlési rendszerek alakultak ki. Az utolsó üreg természetesen körüreg, az eltérések az előnyújtó szakasz utáni üregekben mutatkoznak. Lehetnek itt négyzet- és oválüregek, a legfontosabb különbség a torlóüregek alakjában van. A négyzetacélokat 5–250 milliméter laptávolságokkal hengerlik. Itt a négyzet–rauta üregsor alkalmazása az általános. A laposacélok szelvénye lapos téglalap. A hengerlést végezhetik zárt üregekben, de előfordulhatnak sima palástú hengerekkel történő szúrások is. A nyolcszögacélok hengerlése némileg hasonlít a köracélok üregsorára, természetesen az utolsó üreg(ek) kivételével.[10]
Az idomacélok közé tartoznak az L-, I-, U-, T-, Z-szelvények és a sínek. Közös sajátosságuk, hogy szelvényük több egyszerű idom összekapcsolásából áll, amelyek valamilyen szög alatt csatlakoznak egymáshoz. Emiatt a szelvény egyes részei nem a henger tengelyével párhuzamosan helyezkednek el, így nem kapnának közvetlen alakítást. Az ilyen szelvényeket ezért elfordítva, gyakran „kiterítve” hengerlik. Természetesen az utolsó üreg alakja ilyenkor is a kész szelvény alakjának megfelelő (készüreg).
Az idomacélok üregsorai az alábbi csoportokba sorolhatók:
A lapostermékek közé a durvalemezek, a finomlemezek és -szalagok, valamint a fóliák tartoznak. A durvalemezek közé általában a 3 milliméternél vastagabb lapostermékeket számítják. A melegen hengerelt lapostermékek kiinduló anyaga a folyamatosan öntött lemeztuskó (bramma), a kokillaöntésű lemeztuskók mára kiszorultak a termelésből.[12][13]
A durvalemezek fő felhasználója a különböző tartályokat és ipari gépállványokat gyártó nehézipar, a hajógyárak és a hadiipar. A durvalemezeket meleg szélesszalag-hengersorokon vagy erre specializálódott táblalemez-hengersorokon állítják elő. A táblalemez-sorok technológiájának az a jellemzője, hogy nem csak hosszirányú, azaz nyújtó szúrásokat alkalmazhatnak, hanem keresztirányú, szélesítő szúrásokat is. Az alkalmazott hengerállvány általában reverzáló kvartó, esetleg univerzál állvány. A hengerek testhossza 4 méternél is több lehet, a hengerátmérő nagyobb mint 2 méter.[14]
A szélesszalag meleghengerlése a 20. század második felében indult rohamos fejlődésnek, megelőzve valamennyi egyéb hengerelt termék gyártását. A szélesszalagok gyártására speciális hengersor fejlődött ki, amelynek a lényege a folytatólagos vagy félfolytatólagos hengerlés. A hengerelt darab egyszerre több, egymás után elhelyezett hengerállványon áthaladva éri el végleges méretét, a minimálisan mintegy 2 millimétert. Ezt követően a szalagot lehűtik, majd feltekercselik. A hengerelt szalag a meleghengerművet szalagtekercs formájában hagyja el. A szélesszalagok 70%-át hidegen még továbbhengerlik.[15] Hazánkban Dunaújvárosban hengerelnek acél szélesszalagot, Székesfehérváron alumínium szélesszalagot (ez utóbbinak a technológiája több tekintetben jelentősen eltér az acélétól).
Acél szélesszalag gyártási technológiája egy félfolytatólagos rendszer példáján a következőképpen alakul:[16]
A melegen hengerelt szalagot az esetek többségében hideghengerléssel alakítják tovább. Így állítják elő a gépkocsik karosszéria lemezeit, a gépburkoló lemezeket, a hajlított idomokat, a mélyhúzásra alkalmas lemezeket stb. A mérettartomány 2 millimétertől 0,1 milliméternél kisebb vastagságokig terjed.[17]
A szalag-hideghengerlés technológiája különböző részfolyamatokból áll össze:[18]
Napjainkban lemezhengerlés esetén egyre elterjedtebbek a kombinált hengersorok, ahol több műveletet végeznek egy berendezésen (például pácolás–hideghengerlés vagy hőkezelés–horganyzás (horganyzás = cinkbevonás) stb.)
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.