Холодная прокатка алюминиевого листа

Холодную прокатку алюминиевых листов применяют, чтобы:

• повысить его прочность до заданного уровня;
• получить заданное состояние материала;
• придать поверхности алюминиевого листа более высокое качество;
• обжать лист до очень малой толщины.

Алюминиевый лист для пивных банок

Например, алюминиевый лист, который применяют для изготовления пивных банок, подвергают холодной прокатке от листа толщиной 2,5 мм до толщины 0,25 мм. Это можно сделать за четыре или пять проходов через одиночную прокатную клеть или за один проход через многовалковую прокатную клеть (рисунок 1).

Алюминиевые сплавы можно раскатывать до толщины около 0,05 мм. Для чистого (низколегированного) алюминия можно холодной прокаткой можно достигать толщины аж 0,0025 мм или 2,5 мкм!

Рисунок 1 – Процесс производства алюминиевого холоднокатаного листа для изготовления банок для напитков [3]

Обжатия при холодной прокатке

За первый проход через одиночную клеть холодной прокатки толщину материала можно уменьшить примерно на 50 %. Последующие проходы могут понижать толщину на аналогичную и более низкую величину.

Лист, который предназначен для холодной прокатки на толщину около 1 мм, обычно подвергают предварительной горячей прокатке до толщины 3-6 мм.

По мере того, как наклеп – деформационное упрочнение – алюминия возрастает, требуется больше усилий, чтобы прокатывать лист для уменьшения его толщины. Выше определенного уровня твердости металл начинает растрескиваться, если сделать попытку обжимать его дальше.

Промежуточный отжиг холоднокатаного листа

Это накладывает практические пределы на снижение толщины листа путем холодной прокатки, которая может быть достигнута при непрерывной серии проходов. Если необходимо дальнейшее снижение толщины листа, то его надо подвергать промежуточному отжигу для умягчения металла, чтобы он мог продолжать холодную прокатку (рисунок 2).

Степень холодной прокатки, которая может достигаться после (или без) отжига рассчитывается так, чтобы в холоднокатаный лист получил заданные свойства – прочностные и/или пластические. Это может быть конечное состояние его материала или может потребоваться дополнительная обработка, например, отжиг, для достижения заданного состояния материала.

Рисунок 2 – Применение промжуточного отжига при изготовлении плоского алюминиевого проката [3]

Меньше обжатие – лучше поверхность

Чтобы получить отражательную поверхность холоднокатаного алюминиевого листа, при последнем проходе выполняют минимальное его обжатие. Самая сверкающая поверхность получается при применении хорошо полированных рабочих роликах.

Типичный стан холодной прокатки с одиночной клетью может прокатывать лист со скоростью около 1500-1850 метров в минуту за каждый проход.

Нагрев металла в ходе холодной прокатки

Хотя лист входит в прокатный стан «холодным» – при комнатной температуре, трение и давление прокатки могут поднять температуру до 80 градусов Цельсия и выше. Это избыточное тепло необходимо отводить с помощью соответствующей охлаждающей эмульсии, которая может также играть роль смазки.

Многовалковая прокатная клеть

Для холодной прокатки в многовалковой прокатной клети – тандемном стане – справедливы те же принципы, что и для холодной прокатки через одиночную прокатную клеть. Тандемный прокатный стан дает несколько обжатий толщины за один проход и поэтому легко превосходит по производительности одиночную прокатную клеть.

Рисунок 3 – Изготовление хооднокатаного алюминиевого листа с применением многовалкового тандемного прокатного стана [2]

Смотка алюминиевого листа в бухту

Длина листа, который смотан в одну бухту, зависит от диаметра бухты и толщины листа. Катушка с внутренним радиусом 255 мм и наружным радиусом 1220 мм может вместить 760 слоев листа, прокатанного  на типичную толщину 1,25 мм. Одна такая бухта содержать алюминиевый лист длиной больше трех километров. Заготовкой для этого листа мог быть слиток толщиной 610 мм и длиной 7,3 м.

Плоский прокат толщиной больше 6 мм обычно не сматывают в бухты, а поставляют порезанным на мерные длины.

Источник:

1.The Aluminum Association, www.aluminum.org

2. Материалы компании ACHENBACH.