نورد سرد چیست؟ بررسی مراحل نورد سرد

یکی از انواع نورد، نورد سرد نام دارد. دقت، ظرافت، استحکام و انعطاف­پذیری را می‌توان از خصوصیات بارز یک فلز ایده‌آل برشمرد. تمامی این خصوصیات پس از انجام عملیاتی به نام نورد سرد قابل دسترس خواهند بود. عملیاتی که نیازی به گرما ندارد و دوست­دار محیط زیست محسوب می‌گردد. هدف اصلی چنین فرآیندی، کاهش ضخامت فلز و افزایش طول آن بوده و نقش مهمی در شکل دادن مواد خام به اشکال مختلفی از جمله ورق، نوار، میله و اجزای تخصصی دارد. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا با یکدیگر به بررسی فرآیندها، کاربردها و کارخانه­های تولید کننده نورد سرد بپردازیم.

نورد سرد چیست؟

نورد سرد، یکی از روش‌های تولید محصولات فولادی است و از انواع نوردکاری است که هدف آن شکل­دهی به فلزات و کاهش ضخامت آن‌ها است. این فرآیند معمولا در دمای اتاق و بسیار پایین‌تر از نورد گرم انجام می‌گیرد و به همین علت هم به آن نورد سرد گفته می‌شود. نورد سرد، زیر ساخت فلزات را اصلاح کرده و در­نتیجه، بهبود خواص فیزیکی مانند استحکام، سختی و چقرمگی را به­دنبال دارد.

مواد نورد سرد شده به دلیل برخورداری از خواص مطلوب و شکل‌پذیری بسیار خوبی که دارند در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. توانایی این فرآیند در بهبود دقت ابعاد، پرداخت سطح و خواص مکانیکی فلزات، آن را تبدیل به تکنیکی بسیار مهم در صنعت کرده است.

ماشین و تجهیزات نورد سرد چیست و چه بخش‌هایی دارد؟

نورد سرد، فرآیندی است که در صنعت تولید و فلزکاری برای شکل­دهی و تغییر ورق‌ها و کلاف­‌های فلزی کاربرد دارد. این فرآیند شامل عبور فلز از یک سری غلتک گردان جهت کاهش ضخامت و افزایش سطح آن خواهد بود. در عملیات نورد سرد، جهت اطمینان از عملیات دقیق و کارآمد، از انواع مختلفی از تجهیزات و ماشین‌آلات استفاده می‌گردد که یکی از آن‌ها آسیاب نورد سرد است. آسیاب‌های نورد سرد از یکسری غلتک تشکیل شده‌اند که در یک پیکربندی خاص چیده می‌شوند. در هنگام عبور فلز از دستگاه نورد، این غلتک‌ها هستند که فشار آورده و منجر به کاهش ضخامت و افزایش طول عمر آن می­شوند.

یکی دیگر از ماشین آلات مهم که در نورد سرد استفاده می‌شود، دستگاه تسطیح نام دارد. پس از عبور فلز از آسیاب نورد، امکان دارد بی­نظمی یا نقصی در سطح آن ایجاد گردد. دستگاه تسطیح به‌گونه‌ای طراحی شده است که با اعمال هرگونه فشار و کشش به فلز، این مشکلات را رفع کرده و از صاف و بدون اعوعاج بودن فلز اطمینان حاصل خواهد نمود.

در حالت کلی، ماشین‌آلات و تجهیزات نورد سرد با ارائه روش‌های کارآمد و دقیق برای شکل دهی و تغییر قطر ورق‌ها و کلاف‌های فلزی، نقش بسیار مهمی در صنعت تولید دارند.

مراحل نورد سرد کدامند؟

فرآیند نورد سرد که شامل تغییر شکل و اصلاح مواد فلزی بدون نیاز به حرارت بالاتر از تبلور مجدد است، طی برخی مراحل انجام می‌گیرد که در ادامه به شرح آن‌ها خواهیم پرداخت:

آماده‌سازی مواد

نورد سرد با آماده‌سازی مواد فلزی مورد نظر آغاز می‌گردد. این مرحله می­تواند شامل تمیز کردن سطح فلز برای حذف هرگونه آلودگی با استفاده از مواد روان کننده به‌منظور تسهیل عملیات نورد باشد.

تغذیه مواد

مواد فلزی به‌طور معمول به شکل ورقه یا کلاف وارد دستگاه نورد سرد می‌شوند. همان‌گونه که اشاره شد، این دستگاه متشکل از یکسری غلتک است که در یک پیکربندی خاص مرتب شده‌اند. مواد، میان غلتک‌ها هدایت می‌شوند و از آنجا عبور خواهند کرد.

نورد اولیه

در این مرحله، ماده فلزی دچار کاهش ضخامت خواهد شد. بدین ترتیب که غلتک‌ها با اعمال فشار بر روی مواد فلزی، آن را فشرده می‌کنند و سبب کاهش ضخامت آن می‌شوند. این ماده به‌تدریج میان غلتک‌ها حرکت کرده و با عبور از میان هر غلتک، ضخامت آن کمتر می‌گردد.

نورد ثانویه و شکل دهی بیشتر

پس از انجام نورد اولیه، مجددا می‌توانید مواد فلزی را وارد دستگاه نورد نمایید. این امر به دستیابی به ضخامت و شکل دهی مطلوب کمک زیادی می‌کند. آسیاب نورد ممکن است مجموعه‌های متعددی از غلتک‌ها داشته باشد که می‌توانند فشارهای متفاوتی را اعمال نمایند و عملیات شکل دهی خاصی همچون شکل­‌دهی پروفیل را نیز انجام دهند.

پرداخت سطحی

جهت بهبود سطح و ظاهر فلزی که مورد عملیات نورد سرد قرار گرفته است، فرآیندهای مختلف پرداخت سطحی اعمال خواهند شد. این مواد شامل تمیز کردن، اسیدشویی یا آبکاری هستند.

بررسی نهایی و کنترل کیفیت

زمانی­که فرآیند نورد سرد تکمیل شد، فلز نورد سرد شده تحت بررسی نهایی قرار خواهد گرفت تا اطمینان حاصل گردد که مشخصات و استانداردهای کیفیت مورد نیاز را برآورده می‌سازد. این کنترل کیفیت ممکن است شامل اندازه­گیری، ضخامت، زبری سطح و همچنین بررسی ظاهر آن باشد.

بسته بندی و ذخیره سازی

پس از طی شدن فرایند نورد سرد برای فلز، آن را بسته‌بندی‌ کرده و برای انبار کردن یا ارسال به مشتریان آماده می­کنند.

معرفی انواع آسیاب نورد سرد

برای انجام عملیات نورد سرد، انواع مختلفی از آسیاب‌ها وجود دارد که برای فرآیندهای مختلف از دستگاه مناسب آن فرآیند استفاده خواهد شد. این آسیاب‌ها شامل موارد زیر هستند:

• آسیاب دو غلتکی

در این نوع آسیاب، از دو غلتک نصب شده به صورت افقی استفاده می‌گردد که در خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند. این دستگاه ساده‌ترین شکل آسیاب نورد سرد به­‌شمار می‌رود و معمولا برای نورد اولیه و کاهش ضخامت ورق‌ها یا نوارهای فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• سه غلتکی

دستگاه نورد سه غلتکی، دارای سه غلتک نصب شده به شکل افقی هستند که قطر رول میانی آن‌ها کمتر از رول های بالا و پایین است. این طراحی منجر به افزایش فشار نورد و کنترل بهتر بر روی مواد در حالت پردازش خواهد شد.

• چهار غلتکی

دستگاه‌های نورد چهار غلتکی دارای چهار رول نصب شده به­صورت افقی هستند که قطر رول­های میانی کمتر از رول های پایین و بالا است. این پیکربندی، کنترل بهتری بر ضخامت و شکل فلز در حال نورد ارائه می‌دهد و معمولا برای نوردهای دقیق کاربرد دارد.

• نورد خوشه‌ای

دستگاه نورد چهار خوشه‌ای دارای مجموعه متعددی از غلتک‌ها است که در یک پیکربندی خوشه‌ای قرار دارند. هر غلتک به نوعی سبب کاهش ضخامت شده و امکان دقت و تطبیق پذیری بالایی را در فرآیند نورد یزد فراهم می‌آورد. آسیاب نورد خوشه‌ای اغلب برای عملیات‌های پیچیده شکل­دهی و تغییر ضخامت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• نورد پیوسته

آسیب نورد پیوسته متشکل از چندین غرفه از آسیاب‌های نورد است که در یک پیکربندی و پست سر یکدیگر قرار دارند. فلزی که وارد دستگاه می‌شود، به‌طور متوالی از غرفه‌ها عبور کرده و غرفه به غرفه کاهش ضخامت بیشتری را تجربه خواهد نمود. این آسیاب‌های نورد جهت تولید در حجم انبوه استفاده می‌شوند و طیف وسیعی از مواد و ضخامت های فلزی را می‌توانند تحمل کنند.

مزایا و معایب نورد سرد

عملیات نورد سرد که با هدف بهبود خواص فلز انجام می‌گیرد، دارای مزایای فراوانی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

• دقت ابعادی و پرداخت سطح

نورد سرد، امکان کنترل دقیق ضخامت و ابعاد ورق‌ها یا نوارهای فلزی را فراهم می‌سازد. این فرآیند ضخامت، صافی و یکنواختی را ایجاد کرده و دقت ابعادی بالا را ممکن می‌سازد. از طرفی، نورد سرد یک سطح صاف و صیقلی را ایجاد می‌کند که نیاز به انجام عملیات سطحی اضافه را کاهش خواهد داد.

• خواص مکانیکی

نورد سرد به میزان قابل توجهی خواص مکانیکی فلزات را بالا می‌برد. بدین طریق که منجر به پالایش دانه شده و این پالایش هم سبب افزایش استحکام، سختی و چقرمگی مواد می‌گردد. فلزات نورد سرد دارای مقاومت بیشتری در برابر سایش و خوردگی هستند.

• تلورانس و ثبات زیاد

نورد سرد، کنترل دقیق بر تحمل محصولات فلزی را امکان‌پذیر خواهد کرد. این فرآیند ضخامت و یکنواختی ثابت را در طول و عرض مواد تضمین خواهد کرد. این سطح از دقت در صنایعی همچون خودروسازی و هوافضا که تلورانس و یکنواختی در آن‌ها اهمیت زیادی دارد، ویژگی قابل توجهی است.

در حالی که نوردکاری سرد مزایای فراوانی را ارائه می‌دهد، محدودیت‌ها و چالش‌های خاصی هم به همراه دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم:

• محدودیت نوع مواد

نورد سرد برای موادی با شکل پذیری مطلوب مانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم مناسب خواهد بود. موادی که شکل پذیری پایینی دارند یا شکننده هستند ممکن است در طول فرآیند نورد سرد، مستعد نرم خوردگی یا شکست شوند.

• سایش و نگهداری ابزارآلات

نورد سرد متشکل از غلتک‌ها و سایز ابزارآلاتی است که در معرض سایش قرار دارند. تعمیر، نگهداری و تعویض غلتک‌ها می‌تواند موجب افزایش هزینه‌های عملیاتی شود.

• هزینه‌های مصرفی

اگرچه نورد سرد مزایای فراوانی را ارائه می‌دهد، اما ممکن است در مقایسه با سایر فرآیندهای شکل­دهی فلز، هزینه‌های بالاتری را شامل گردد. چرا که تجهیزات پیچیده، سیستم‌های کنترل دقیق و ابزار مورد نیاز برای نورد سرد می‌توانند منجر به هزینه‌های تولید بالاتر شوند.

کاربرد محصولات تولید شده در فرآیند نورد سرد

فرآیند نورد سرد به­دلیل مزایای برتری که دارد، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف پیدا می‌کند. برخی از کاربردهای نورد سرد عبارتند از:

صنعت خودروسازی

فولاد نورد سرد به شکل گسترده‌ای در صنعت خودروسازی و به‌ویژه برای تولید اجزای شاسی و قطعات ساختاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند، ساخت موادی با ابعاد دقیق، سبک و با استحکام بالا را امکان‌پذیر خواهد کرد که به بهبود راندمان سوخت و افزایش ایمنی کمک شایانی می‌کند.

ساخت و ساز

محصولات نورد سرد از جمله ورق‌ها، صفحات و مقاطع، نقش بسیار مهمی در پروژه‌های ساختمانی دارند. این مواد در ساخت سقف، روکش، عناصر سازه‌ای و اجزای تزیینی به‌کارگیری می‌شود. زیرا نورد سرد استحکام و پرداخت عالی را ضمانت کرده و نیازهای صنعت ساخت و ساز را فراهم می‌آورد.

هوافضا و دفاع

صنایع دفاعی و هوافضا به موادی با استحکام بالا، وزن سبک و دقت ابعادی بالا نیاز دارند. آلیاژهای نورد سرد از جمله آلومینیوم و تیتانیوم در تولید قطعات هواپیما، قطعات موشک و تجهیزات دفاعی نقش قابل توجهی دارند.

کارخانه های نورد سرد در ایران

تولیدکنندگان ورق فولادی در ایران، همواره نقش مهمی در پاسخگویی به نیاز صنایع مصرف کننده این مقطع دارند. کارخانه‌های فولادی زیادی در کشور در حال حاضر اقدام به استفاده از روش نورد سرد به‌منظور تولید ورق‌های فولادی می‌کنند که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

• مجتمع فولاد مبارکه اصفهان
• مجتمع فولاد گیلان
• فولاد اکسین اهواز
• شرکت نورد و قطعات فولادی البرز
• فولاد امیرکبیر کاشان

جمع بندی

فرآیند نورد سرد امروزه صنعت تولید فلزات را متحول کرده است و به‌عنوان ابزاری دقیق برای دستیابی به کنترل ابعادی دقیق، پرداخت سطح برتر و خواص مکانیکی بهبودیافته شناخته می‌شود. مزایای فوق‌العاده این روش موجب شده تا این عملیات در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا و ساخت و ساز کاربرد داشته باشد.