نورد سرد بهتر است یا نورد گرم؟ | راهنمای تخصصی نورد سرد؛ از مراحل تولید تا کاربردها

نورد سرد بهتر است یا نورد گرم؟ | راهنمای تخصصی نورد سرد؛ از مراحل تولید تا کاربردها 

برای تولید مقاطع فولادی از روش‌هایی استفاده می‌شود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها، فرایند نورد سرد است. نورد سرد در دمای اتاق انجام شده و بر خلاف نورد گرم، حرارت زیاد در آن فاکتور مهمی محسوب نمی‌شود. محصول فولادی تولیدی نورد سرد از نظر کیفیت، ظاهر و دوام در سطح مطلوب و استانداردی قرار دارد. در این مقاله به سوال نورد سرد چیست و چه کاربردی دارد پاسخ داده‌ایم و به ویژگی‌های عملیات نورد سرد، فرق بین نورد سرد و گرم و نیز تجهیزات نورد سرد پرداخته‌ایم.

تعریف دقیق نورد سرد

نورد سرد یکی از انواع نورد است و فرایندی است که با عبور فلز از غلتک‌ها در دمای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد (معمولا نزدیک دمای محیط) انجام می‌شود و هدف از آن کاهش ضخامت ورق فولادی است. طی نورد سرد، ورق فلزی سخت‌تر شده و استحکام آن بالا می‌رود، سپس با ایجاد اصطکاک بین غلتک و سطح فلز در طی فرایند نوردکاری، ورق تولیدی نازک‌تر شده و طول فلز افزایش می‌یابد. نورد سرد به انگلیسی Cold Rolling نامیده می‌شود. 

وب‌سایت q8oils راجع‌به این پروسه تولیدی صنعت فولاد و در پاسخ به پرسش نورد سرد چیست، نوشته است:

«نورد سرد فرایندی است که در آن فلز در دمایی پایین‌تر از دمای تبلور مجدد خود از میان غلتک‌ها عبور داده می‌شود. فلز فشرده و له می‌شود و استحکام تسلیم [حداکثر تنش قابل تحمل یک ماده بدون این‌که به تغییر شکل آن منجر شود] و سختی آن افزایش می‌یابد.

نورد سرد نوار فلزی، بخش ویژه‌ای در صنعت فلزکاری است. هدف از این فرایند ایجاد نوارهای فلزی نازک‌تر با دقت ابعادی خوب و کیفیت سطحی مناسب برای کاربردهای متنوع است.»

جدول مشخصات ورق نورد سرد

ورق‌هایی که به روش نورد سرد تولید می‌شود ویژگی‌های خاصی دارد که آن‌ها را مناسب کاربردهای مختلف صنعتی می‌کند.

در جدول زیر، مشخصات فولاد تولیدشده با فرایند نورد سرد را مشاهده می‌کنید.

مراحل عملیات نورد سرد

برای تولید ورق یا پروفیل نورد سرد، در مرحله نخست، با هدف از بین رفتن پوسته‌های اکسیدی فولاد از سطح ورق، آن را از خطوط اسیدشویی عبور داده و با استفاده از حلال اسید کلریدریک این پوسته‌ها و نیز مواد زائد را حذف می‌کنند. سپس فولاد وارد مرحله دوم نورد سرد شده و از تاندوم مداوم و نورد دو قفسه‌ای عبور می‌کند تا از ضخامت آن به اندازه مورد نظر، کاسته شود. کاهش ضخامت که به کمک ایجاد نیروی اصطکاک بین غلتک‌ها و روانساز (امولسیون آب و روغن) انجام می‌شود، به دوش شکل صورت خواهد گرفت:

• رفت و برگشتی
• پیش‌رونده

در مرحله سوم نورد سرد، مقطع یا ورق فولادی از مرحله آنیلینگ (بازپخت) عبور داده می‌شود تا ساختار متالورژیکی آن بازیابی گردد. این کار سه مزیت دارد:

• نرم شدن ورق فولادی
• کاهش ناهمگونی ساختار کریستالی و یکنواخت شدن این ساختار 
• کاهش تنش‌های داخلی فلز

مرحله چهارم نورد سرد یا اسکین پاس، بعد از خنک‌کاری صورت می‌گیرد و شامل عبور محصول از نورد پوسته‌ای است که به منظور ایجاد سطح صاف (موج‌گیری) و ایجاد سختی لازم در سطح ورق انجام می‌شود. 

مرحله آخر نورد سرد نیز شامل عبور محصول از خط تولید نهایی است که منجر به تولید محصول به دو شکل رول یا شیت خواهد شد و سپس مراحل تکمیلی مانند برش عرضی و یا کناره‌بُری روی آن‌ها انجام شود تا محصول آماده عرضه به بازار فولاد گردد. 

تجهیزات نورد سرد

فرایند نورد کاری دستگاه‌ها و تجهیزاتی دارد که برای شکل‌دهی به ورق‌ها یا رول‌ها استفاده شده و شامل پنج مورد اصلی به شرح زیر است: 

• تجهیزات اندازه‌گیری نگه‌دارنده ها و سیستم‌های کنترل برش
• تجهیزات کمکی کفشک
• تجهیزاتی مانند کویل بازکن و آکومولاتور برای انتقال مواد
• تجهیزاتی مانند ابزار سوراخ‌کاری و سیستم‌های اتصال برای مرحله پیش از شکل‌دهی
• تجهیزات برشی برای مرحله پس از شکل‌دهی

اجزای دستگاه نورد

دستگاه نورد در خط تولید پروسه نورد سرد و گرم قرار دارد و با دقت بالا، برای شکل دادن به مقاطع فولادی استفاده شده و از پراستفاده‌ترین دستگاه‌های صنعتی است. با دستگاه نورد می‌توان خمیدگی مورد نظر را طبق استانداردها، روی فلزات ایجاد کرد. در ادامه مهم‌ترین اجزا دستگاه نورد را برای‌تان آورده‌ایم. 

• غلتک‌ها: مهم‌ترین قسمت دستگاه نورد که نقشی کلیدی در تعیین ضخامت فلز ایفا می‌کند.
• گیربکس: نیروی موتور را به غلتک‌ها منتقل می‌کند. 
• موتور محرک: نیروی به حرکت در آمدن غلتک را تولید می‌کند. 
• سیستم خنک‌کننده: از افزایش دمای بیش‌ازحد دستگاه جلوگیری می‌کند. 
• سیستم روانکاری: موجب کاهش اصطکاک ایجادشده بین قطعات می‌شود. 
• قاب: تمام قسمت‌های دستگاه را در بر می‌گیرد و از فلز بسیار سخت و مستحکم ساخته می‌شود. 
• شاسی: جلو ایجاد ارتعاشات سنگین را می‌گیرد و جنس آن مانند قاب از فلز سخت است. 
• سیستم کنترل: این سیستم الکترونیکی اپراتورها را قادر می‌کند تا مراحل نورد و فشار و دمای آن را به‌خوبی و با دقت بالا ارزیابی کرده و تحت نظر بگیرند. 
• بلبرینگ: وظیفه کنترل نیروی بین شاسی و غلتک را بر عهده دارد. 

مزایای نورد سرد

مهم ترین مزایای نورد سرد نسبت به نورد گرم شامل موارد زیر است:

• سختی بالای محصول: استحکام و کرنش قوی‌تر محصولات نورد سرد این محصولات را برای کاربردهای دقیق صنعتی مناسب می‌کند.
• روکش بهبودیافته محصولات: محصولات تولیدی نورد سرد نسبت به پروسه نورد گرم، صاف‌تر با عیوب سطحی بسیار کم‌تر و ظاهری زیباتر است.
• تلرانس سخت‌تر: مقاطع فولادی تولیدشده با نورد سرد نسبت به نورد گرم ضخامت کم‌تری داشته و تلرانس آن بالاتر است.

معایب فرایند نورد سرد

عملیات نورد سرد به دلیل مراحل خاص، پروژه‌ای هزینه‌بردار است که یکی از عیب‌های اصلی آن محسوب می‌شود. در ضمن از آن‌جایی که در نورد سرد انرژی بیشتری مصرف می‌شود و دستگاه های نورد سرد نیز تجهیزاتی پیشرفته است، قیمت نهایی تمام‌شده محصولات این فرایند نسبت به نورد گرم بیشتر خواهد بود. فرآیند نورد سرد در تولید قطعات هندسی متفاوت با اشکال متنوع و گوناگون با محدودیت رو به رو است و این نیز از دیگر معایب این عملیات صنعتی است. 

کاربردهای نورد سرد

مقاطع فولادی تولیدشده که طی ساخت آن‌ها از فرایند نورد سرد استفاده شده است، به دلیل خواص فیزیکی مطلوب مانند دقت ابعادی و استحکام کششی بالا و نیز سطح صیقلی خود، کاربردهای زیادی در صنعت دارد که در ادامه به تعدادی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

1. کاربرد نورد سرد در صنعت خودروسازی

از آن‌جایی که ورق سرد طی فرایند روغن‌کاری به ورق روغنی، ورق گالوانیزه و ورق رنگی تبدیل می‌شود و ویژگی‌هایی مانند سطح براق، ضخامت کم و پایداری درباره عوامل خورنده دارد، در قسمت‌های مختلف بدنه خودروها در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

2. ورق های نورد سرد در صنایع لوازم خانگی

ورق‌های نورد سرد ورق‌هایی صاف و براق است که شکل‌پذیری خوبی دارد و از استحکام بالایی برخوردار است؛ بنابراین، در صنعت تولید لوازم خانگی مانند یخچال، ماشین لباس‌شویی و گاز و نیز استفاده در تولید قفسه و کابینت و غیره کاربرد دارد. 

3. کاربرد ورق نورد سرد در پروژه های ساختمانی

فولاد نورد شده با این پروسه و ورق‌های محصول فرایند نورد سرد، به دلیل استحکام بالا در قسمت‌های مختلف سازه‌ها، مانند سقف، عناصر تزئینی و روکش‌ها در ساختمان‌سازی به‌وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

شباهت نورد گرم و سرد

درباره شباهت های نورد گرم و سرد باید بگوییم در هر دو این عملیات، از غلتک و اعمال فشار مکانیکی برای شکل‌دهی و نازک کردن ورق فلزی استفاده می‌شود و نیز هر دو برای تولید مقاطع فولادی مانند میلگرد و پروفیل کاربرد دارد.

تفاوت نورد سرد و گرم

عمده تفاوت نورد سرد و نورد گرم به خواص محصولات تولیدی بر می‌گردد؛ فولادی که طی پروسه نورد گرم و در حرارت بالا حاصل می‌شود، نسبت به فولاد نورد سرد دقت ابعادی کم‌تری دارد و برای قطعات فولادی در ابعاد بزرگ انجام می‌شود.

نورد سرد که پروسه‌ای با دمای پایین‌تر است، مقاطعی با دقت ابعادی بیشتری به دست می‌دهد، اما فقط برای قطعات فولادی کوچک‌تر قابل اجرا است. ضمنا برای پروژه‌های ساختمانی از فولاد نورد گرم بیشتر استفاده می‌شود. در مقابل، برای ساخت قطعات دقیق صنعتی، لوله‌های درزدار و هم‌چنین قطعات و ورق‌های فولادی مورد استفاده در صنعت خودرو، نورد سرد کاربرد بیشتری دارد.

گفتنی است قطعات نورد سرد نسبت به تولیدات نورد گرم، به دلیل اعمال فرایند پیچیده‌تر، گران‌تر است. با توجه به ویژگی‌ها و تفاوت‌ها، می‌توان گفت پاسخ پرسش‌هایی مانند نورد گرم بهتر است یا نورد سرد، به نیازها و ترجیحات پروژه وابسته است، چراکه هر دو این فرایندها مزایا، معایب و کاربردهای خاص خود را دارد.

محاسبات نورد

برای ایجاد پروفیل فولادی با خواص مطلوب و ویژگی‌های استاندارد، در نظر گرفتن محاسبات نورد ضروری است. سرعت عبور فولاد از بین غلتک‌ها و میزان فشار این اجزای مهم دستگاه نورد روی فلزات، از جمله مهم‌ترین موارد محاسبات فرایند نورد محسوب می‌شود. برای انجام این محاسبات، ابتدا ویژگی‌های اولیه پروفیل مورد نظر از قبیل ضخامت، شعاع خم و نوع آن را در نظر می‌گیرند، سپس فشار مناسب غلتک‌ها برای فرم‌دهی و تعیین ضخامت مقطع با مشخصات بررسی‌شده تعیین می‎شود. پس از آن عملیات نورد سرد آغاز می‎شود و فلز در شکل و اندازه مورد نظر به مرحله ساخت می‌رسد. در پایان نیز با بازبینی محصول و بررسی کیفیت، شکل، ضخامت و شعاع، پروسه نورد سرد تمام می‌شود. 

ورق نورد سرد از کجا بخریم؟

ورق‌های فولادی نورد سرد توسط بسیاری از تولیدکنندگان و شرکت‌های معتبر تولید و عرضه می‌شود. برای خرید این محصولات می‌توانید ابتدا با تماس تلفنی قیمت روز را از ارائه‌دهندگان استعلام کرده و سپس به بازار آهن‌آلات مراجعه کنید. بسیاری از فروشندگان نورد سرد امکان خرید مقاطع فولادی نورد سرد را حتی با تناژهای پایین، فراهم نموده‌اند. 

سخن پایانی محک استیل درباره نورد سرد

نورد سرد فرایندی دقیق است که ضمن کنترل ضخامت، استحکام و کیفیت سطح، ورق‌ها و مقاطع فولادی با ویژگی‌های مناسب و استاندارد بالا تولید می‌کند. محصولات تولیدی این روش، به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و دقت ابعادی، در صنایع مختلف از خودروسازی تا ساختمان‌سازی کاربرد گسترده دارد و انتخاب صحیح آن‌ها، یکی از عوامل کلیدی در تولید محصولات باکیفیت و کارآمد است. فرایند نورد سرد را می‌توان مانند پلی بین دانش متالورژی و نیازهای دقیق صنعت مدرن دانست. 

سوالات متداول

1. استحکام محصولات فولادی نورد سرد نسبت به نورد گرم چقدر بیشتر است؟

بسته به گرید فولاد و شرایط نورد، حدود بیست درصد. 

1. تلرانس به چه معناست؟

در صنایع فولاد و فلزکاری، تلرانس به محدوده مجاز تغییر ضخامت یا ابعاد ورق گفته می‌شود که در تولید و کنترل کیفیت اهمیت دارد.

1. ورق‌های نورد سرد نازک‌تر است یا نورد گرم؟

ورق‌های فولادی تولیدشده از نورد سرد معمولا نازک‌تر از محصولات فولادی نورد گرم بوده و دقت ابعادی بالاتری دارد. 

1. دستگاه های نورد سرد چه ویژگی شاخصی دارد؟

دستگاه های عملیات نورد سرد، ضخامت‌سنج‌ها و هم‌چنین سیستم کنترل کیفیتی دقیق دارد که با بررسی فولاد نوردشده پس از فرایند و بعد از خروج از غلتک، ضخامت و سلامت آن را ثبت می‌کند.

1. ماشین های چندپایه نورد سرد، چند غلتک دارد؟

بین 3 تا 6 جفت غلتک در هر سری که برای کاهش ضخامت ورق به کار می‌رود.

1. نورد سرد چه تاثیری بر ویژگی‌های سطحی فولاد دارد؟

مقاطع فولادی نورد سرد کیفیت سطحی بهبودیافته دارد و سطح بدون موج و صیقلی، آن را برای بسیاری از کاربردها مناسب می‌کند.

1. عوامل تعیین‌کننده ضخامت نهایی ورق در نورد سرد کدام است؟

تعداد غلتک‌ها، میزان فشار اعمال شده، دقت کنترل تجهیزات نورد، نوع فولاد و روان‌ساز مورد استفاده. 

1. نورد سرد برای چه نوع فولادهایی مناسب است؟

برای فولادهای کم‌کربن و متوسط کربن. 

1. تفاوت اصلی بین دمای پروسه‌های نورد سرد و نورد گرم چیست؟

نورد سرد در دمای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد فلز انجام می‌شود، در حالی که نورد گرم در دمای بالا باعث نرم شدن فلز می‌گردد.

10. چرا ورق‌های نورد سرد برای صنایع خودروسازی استفاده می‌شود؟

با این نوع نورد ورق هایی تولید می‎شود که به دلیل سطح صاف، دقت ابعادی بالا و قابلیت فرم‌دهی، انتخابی ایدئال برای قطعات بدنه خودرو است.