نورد فرآیندی است که در آن مواد فلزی تحت فشار و دماهای مشخصی از بین دو غلتک عبور کرده و به شکل و ابعاد مطلوب تبدیل می‌شوند. طراحی مراحل نورد از جنبه‌های مختلفی مورد بررسی قرار می‌گیرد که در زیر به تفصیل به این اصول پرداخته می‌شود:
1. انتخاب نوع نورد
- نورد گرم: این نوع نورد در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد انجام می‌شود. این دما به مواد اجازه می‌دهد که به راحتی شکل بگیرند و خواص مکانیکی مطلوبی را ایجاد کنند. عیوبی چون ترک خوردگی و دفرمگی در این دما کمتر دیده می‌شود، اما ممکن است تغییرات ابعادی به دلیل انقباض پس از سرد شدن ایجاد شود.
- نورد سرد: در دماهای پایین‌تر انجام می‌شود و معمولاً برای محصولات نهایی با دقت ابعادی و سطح بالا استفاده می‌شود. این نوع نورد به‌طور معمول استحکام و سختی بالاتری نسبت به نورد گرم ارائه می‌دهد.
2. طراحی شکل و ابعاد غلتک‌ها
غلتک‌ها به عنوان اصلی‌ترین ابزار در فرآیند نورد، باید با دقت طراحی شوند. این شامل:
- شکل غلتک: غلتک‌ها می‌توانند به شکل‌های مختلفی طراحی شوند (مدور، مربعی و غیره) تا به شکل‌دهی مطلوب کمک کنند.
- اندازه و قطر: ابعاد غلتک‌ها تأثیر زیادی بر روی فشار و نیروی نورد دارند. انتخاب مناسب قطر و طول غلتک می‌تواند از آسیب‌های احتمالی و عیوب جلوگیری کند.
3. کنترل دما
کنترل دقیق دما در تمامی مراحل نورد بسیار مهم است. نوسانات دما می‌تواند تأثیر مستقیمی بر کیفیت و خواص نهایی محصول داشته باشد. دما باید به گونه‌ای تنظیم شود که:
- از دماهای بسیار بالا که می‌تواند به انبساط غیر یکنواخت و ترک خوردگی منجر شود، جلوگیری کند.
- دما به‌طور یکنواخت در طول غلتک‌ها توزیع شود تا از نوسانات جلوگیری کند.
4. تنظیم فشار و بارگذاری
تنظیم فشار مناسب بر روی غلتک‌ها برای دستیابی به نتیجه دلخواه ضروری است. فشار باید به گونه‌ای باشد که:
- از آسیب به غلتک‌ها جلوگیری شود.
- نیروی کافی برای شکل‌دهی صحیح مواد تأمین شود.
5. محاسبه خواص مکانیکی
در طراحی مراحل نورد، خواص مکانیکی مواد باید به دقت محاسبه شوند. این شامل:
- مدول الاستیسیته: توانایی ماده برای بازگشت به شکل اولیه خود بعد از اعمال بار.
- حد تسلیم و استحکام نهایی: این پارامترها باید برای انتخاب شرایط نورد در نظر گرفته شوند.
6. تعیین سرعت نورد
سرعت نورد باید به گونه‌ای انتخاب شود که:
- از ایجاد نوسانات و آسیب به محصول نهایی جلوگیری کند.
- به بهینه‌سازی فرآیند کمک کند و زمان تولید را کاهش دهد.
7. سیستم‌های خنک‌کننده
در برخی مراحل نورد، نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده برای حفظ دما و جلوگیری از آسیب‌های حرارتی وجود دارد. این سیستم‌ها می‌توانند شامل:
- آب‌پاشی: برای کاهش دما در حین نورد.
- جریان‌های هوا: برای تسریع در خنک شدن مواد.
8. کنترل کیفیت و نظارت
سیستم‌های کنترل کیفیت باید در طول فرآیند نورد برای نظارت بر ابعاد، خواص مکانیکی و سطح محصول وجود داشته باشد. این نظارت می‌تواند شامل:
- آزمایش‌های غیر مخرب: برای شناسایی عیوب پنهان.
- نظارت بر شرایط نورد: برای اطمینان از سازگاری با استانداردها.
نتیجه‌گیری
طراحی مراحل نورد نیازمند توجه به جزئیات و انطباق با استانداردهای صنعتی است. با رعایت این اصول، می‌توان کیفیت و بهره‌وری را در تولید مقاطع فولادی و سایر محصولات فلزی به حداکثر رساند.