Quais são os principais mecanismos e métodos de controle das nervuras de laminação a frio de titânio?

Laminado-a friofolhas e tiras de titâniosão materiais básicos essenciais e seu nivelamento afeta diretamente o processamento subsequente e o desempenho do produto final. Os materiais de titânio são propensos ao endurecimento por trabalho, possuem baixo módulo de elasticidade e forte anisotropia. Defeitos como nervuras, ondas nas bordas e rugas ocorrem frequentemente durante a laminação a frio, entre os quais as nervuras são as mais frequentes.

 

 

• As nervuras das tiras de titânio referem-se a protuberâncias em forma de tira descontínua/contínua-ao longo da direção de enrolamento, distribuídas periodicamente, e o espaçamento é afetado pelo diâmetro e pela tensão da bobina. Tiras finas e largas de titânio são mais propensas a esse defeito. Em casos leves, a superfície da tira é irregular; em casos graves, ocorrem rachaduras e enrugamentos, afetando o processamento subsequente.

 

• Os grãos nas áreas das nervuras são distorcidos e alongados, a concentração de tensões nos limites dos grãos tende a gerar microfissuras e a dureza é maior que a da matriz. Não é um defeito de planicidade comum, mas uma instabilidade mecânica local causada pela concentração de tensões e deformação plástica irregular.

 

 

1. A tira é submetida a tensão, fricção, deformação do rolo e outros efeitos para gerar tensão de compressão axial, e abaulamentos e nervuras locais ocorrem quando a tensão excede a tensão crítica de flambagem do material. Tiras finas e largas de titânio são mais propensas a nervuras, o que é consistente com a prática de produção.

 

2.O núcleo das nervuras é o componente de força axial causado por vários fatores:

• Os materiais de titânio têm alta resistência à deformação, os rolos são propensos à deformação, juntamente com má lubrificação, dureza irregular do tarugo e camada de óxido residual, levando a deformações locais e diferenças de atrito, gerando componentes de força axial.
• A tensão excessiva aumenta a tensão de compressão axial e reduz a estabilidade; a flutuação de tensão causa mudanças periódicas na tensão axial, e as diferenças de atrito entre camadas sobrepostas levam facilmente a nervuras. A probabilidade de nervuras sob alta tensão é 2–3 vezes maior que sob baixa tensão.
• A excentricidade do núcleo, o desvio da tira e a folga irregular entre camadas geram força axial adicional; a superfície lisa das tiras de titânio e o baixo atrito entre camadas causam facilmente o deslizamento entre camadas, agravando a irregularidade de tensão.
• Desvios na circularidade e no paralelismo do rolo, bem como na vibração da estrutura, causam flutuações na pressão e espessura do rolamento, induzindo componentes de força axial; tiras finas-de titânio são extremamente sensíveis à vibração, e vibrações leves levam à concentração de tensão e nervuras.

 

 

• O baixo módulo de elasticidade leva a grande deformação elástica sob a mesma tensão e menor tensão crítica de flambagem;
• A alta taxa de endurecimento por trabalho resulta em rápido aumento da resistência à deformação durante a laminação a frio, fácil de causar concentração de tensão;
• A anisotropia significativa leva a grandes diferenças nas propriedades mecânicas entre as direções de rolamento e transversal, e baixa resistência à instabilidade transversal.

 

 

1. Tiras de titânio finas e largas têm baixa tensão crítica de flambagem e são mais propensas a nervuras; defeitos metalúrgicos, incrustações de óxido e arranhões no tarugo causam deformação irregular no rolamento; materiais de titânio com alto limite de escoamento e baixo alongamento têm baixa plasticidade, e a concentração de tensão leva facilmente à instabilidade e nervuras.

 

2. A tensão dianteira e traseira excessiva ou flutuante é a principal causa, que deve ser controlada em 30% ~ 40% do limite de escoamento; lubrificação deficiente e revestimento irregular geram componentes de força axial; uma taxa excessiva de redução de-passagem única causa facilmente concentração de tensão, e uma taxa de redução de passagem final muito pequena dificulta o controle do nivelamento; coroa de rolo e quantidade de deslocamento irracionais levam a pressão transversal irregular e nervuras.

 

3. Redondeza do rolo insuficiente, paralelismo e rigidez da estrutura causam vibração e flutuação de pressão; concentricidade de enrolamento deficiente, correção de desvio e resposta de tensão causam tensão irregular e desvio de tira; anormalidades nos bicos, fluxo e filtração do sistema de lubrificação resultam em falha de lubrificação local.

 

 

• Controlar rigorosamente a qualidade do tarugo, reduzir inclusões e segregação através da fundição de compósitos; moer a superfície antes de rolar e controlar a rugosidade em Ra menor ou igual a 0,8μm. Para produtos-de espessura fina, adote tarugos grossos, múltiplos passes de laminação e reduza a deformação-de passe único para aliviar o endurecimento por trabalho.
• Adote uma tensão pequena e estável com flutuação controlada em ±2% e forre bobinas-de calibre fino com papel para evitar desvios; use óleo de rolamento especial de extrema-pressão com lubrificação uniforme segmentada de alta-pressão; adote laminação de deformação pequena-multipassada-com 6 ou mais passes, personalize parâmetros de planicidade exclusivos para materiais de titânio e não aplique processos de aço inoxidável.
• Calibre os rolos regularmente e reforce a estrutura para reduzir a vibração; atualizar equipamentos de bobinamento, correção de desvio e tensão de alta-precisão; mantenha o sistema de lubrificação regularmente, substitua o óleo regularmente e revise tubulações e bicos.
• Instale sensores para monitorar tensão, planicidade e vibração em tempo real e realizar ajustes em circuito-fechado; estabelecer um modelo de alerta precoce de nervuras para alarme automático e ajuste de parâmetros em caso de anormalidade; mantenha dados completos-de produção de processos, equipamentos e inspeção de qualidade para rastreabilidade e otimização de processos.

 

 

 

 

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