La laminación en caliente y en frío son procedimientos para formar placas o perfiles de acero y afectan significativamente la estructura y propiedades del acero.
El principal método de laminación de acero es el laminado en caliente, mientras que el laminado en frío generalmente solo se utiliza para producir acero de pequeño tamaño y láminas delgadas que requieren dimensiones precisas.
laminación en caliente
La laminación en frío se refiere a un método de laminación que manipula la forma del acero aplicando presión con rodillos a temperatura ambiente.
A pesar del aumento de temperatura del acero durante el proceso, todavía se le conoce como laminación en frío.
Más específicamente, el laminado en frío implica el uso de bobinas de acero laminadas en caliente como materia prima, que, después del lavado con ácido para eliminar las incrustaciones de óxido, se someten a un procesamiento a presión, lo que da como resultado bobinas laminadas duras como producto terminado.
Los aceros laminados en frío, como las láminas galvanizadas y recubiertas de color, generalmente se someten a recocido, lo que da como resultado buenas tasas de plasticidad y alargamiento.
Se utilizan ampliamente en industrias como la automoción, los electrodomésticos y la ferretería. La superficie de las chapas laminadas en frío tiene cierto grado de suavidad y es bastante brillante, debido principalmente al lavado con ácido.
Las láminas laminadas en caliente generalmente no alcanzan la suavidad superficial requerida, por lo que las tiras de acero laminadas en caliente deben laminarse en frío.
Además, el espesor mínimo de las bandas de acero laminadas en caliente es normalmente de 1,0 mm, mientras que el laminado en frío puede alcanzar los 0,1 mm. La laminación en caliente se realiza por encima de la temperatura de cristalización, mientras que la laminación en frío se realiza por debajo de la temperatura de cristalización.
Los cambios de forma en el acero debido al laminado en frío se refieren a una deformación continua en frío. El endurecimiento en frío que se produce durante este proceso aumenta la resistencia y dureza de la bobina dura laminada, al tiempo que disminuye sus índices de tenacidad y plasticidad.
Desde la perspectiva del uso final, el laminado en frío deteriora el rendimiento del estampado, lo que hace que el producto sea adecuado para piezas que requieren una deformación simple.
Beneficios:
El laminado en frío puede alterar la estructura de fundición del lingote de acero, refinar los granos de acero y eliminar defectos estructurales microscópicos, compactando la estructura de acero y mejorando sus propiedades mecánicas. Esta mejora se ve principalmente en la dirección de laminación, haciendo que el acero sea hasta cierto punto anisótropo en lugar de isotrópico. Las burbujas, grietas y huecos que se forman durante la fundición también se pueden soldar a alta temperatura y presión.
Desventajas:
1. Después del laminado en caliente, las inclusiones no metálicas (principalmente sulfuros y óxidos, así como silicatos) dentro del acero se presionan en capas delgadas, lo que resulta en un fenómeno conocido como delaminación.
La delaminación deteriora significativamente las propiedades de tracción del acero a lo largo de la dirección del espesor y puede causar ruptura interlaminar durante la retracción de la soldadura. La deformación local inducida por la contracción de la soldadura a menudo alcanza varias veces la deformación del límite elástico, mucho mayor que la deformación causada por la carga.
2. Estrés residual causado por un enfriamiento desigual. La tensión residual es una tensión equilibrada internamente en ausencia de fuerzas externas. Todos los tipos de secciones de acero laminadas en caliente tienen este tipo de tensión residual, y cuanto mayor sea el tamaño de la sección del acero en general, mayor será la tensión residual.
Aunque la tensión residual se autoequilibra, todavía tiene un cierto impacto en el rendimiento de los componentes de acero bajo fuerzas externas. Por ejemplo, puede tener efectos adversos sobre la deformación, la estabilidad y la resistencia a la fatiga.
Laminación en caliente versus laminación en frío
La principal distinción entre laminación en frío y laminación en caliente es la temperatura durante el proceso de laminación; "Frío" indica temperatura ambiente, mientras que "caliente" significa temperatura alta.
Desde un punto de vista metalúrgico, la delimitación entre laminación en frío y laminación en caliente debería basarse en la temperatura de recristalización.
Es decir, la laminación realizada por debajo de la temperatura de recristalización se considera laminación en frío y la laminación por encima de esta temperatura se considera laminación en caliente. La temperatura de recristalización del acero varía de 450 a 600°C.
Las principales diferencias entre laminación en caliente y laminación en frío son:
1. Aspecto y calidad superficial:
Las láminas laminadas en frío, que se derivan de láminas laminadas en caliente sometidas a procesos de laminación en frío, a menudo se someten a diversas técnicas de acabado superficial. Como resultado, presentan una calidad superficial superior (por ejemplo, rugosidad superficial reducida) en comparación con las chapas laminadas en caliente.
Por lo tanto, si se requiere aplicar pintura de alta calidad o recubrimientos similares en pasos posteriores del producto, generalmente se prefieren láminas laminadas en frío.
Las láminas laminadas en caliente se pueden clasificar además en lavadas con ácido y no lavadas con ácido. Las láminas lavadas con ácido, después de ser sometidas a un lavado con ácido, tienen un color metálico regular, pero la calidad de su superficie no es tan alta como la de las láminas laminadas en frío, ya que no están laminadas en frío.
Las hojas que no se lavan con ácido suelen tener una capa oxidada, que parece ennegrecida o tiene una capa de óxido de hierro (III) negro. En términos sencillos, parecen carbonizados por el fuego y, a menudo, se oxidan si se almacenan en malas condiciones.
2. Propiedades mecánicas:
Generalmente, en aplicaciones de ingeniería, las propiedades mecánicas de las láminas laminadas en caliente y las láminas laminadas en frío se consideran idénticas, aunque las láminas laminadas en frío experimentan un cierto grado de endurecimiento durante el proceso de laminación en frío. (Sin embargo, si se requieren requisitos estrictos de propiedades mecánicas, se requerirá una consideración específica).
Las láminas laminadas en frío suelen tener un límite elástico y una dureza superficial ligeramente mayores que las láminas laminadas en caliente, aunque los valores exactos dependen del grado de recocido de las láminas laminadas en frío. Independientemente del proceso de recocido, la resistencia de las láminas laminadas en frío supera a la de las láminas laminadas en caliente.
3. Formabilidad:
Dado que las propiedades de las láminas laminadas en frío y en caliente son bastante similares, su conformabilidad depende principalmente de las diferencias en la calidad de la superficie.
Como las láminas laminadas en frío tienen una mejor calidad superficial, generalmente proporcionan mejores resultados de conformado que las láminas laminadas en caliente del mismo material.
