Pengerolan Panas vs Pengerolan Dingin: Menjembatani Kesenjangan 1250 ℃ dalam Pemrosesan Logam

Pengerolan panas dan pengerolan dingin merupakan prosedur untuk membentuk pelat atau profil baja, dan keduanya secara signifikan memengaruhi struktur dan sifat baja.

Metode utama untuk menggulung baja adalah penggulungan panas, sedangkan penggulungan dingin umumnya hanya digunakan untuk memproduksi baja berukuran kecil dan pelat tipis yang membutuhkan dimensi yang tepat.

Penggulungan Panas

Didefinisikan secara teknis, ingot atau billet baja sulit untuk berubah bentuk dan diproses pada suhu kamar, umumnya membutuhkan pemanasan antara 1100 dan 1250 ° C untuk pengerolan. Proses pengerolan ini disebut sebagai pengerolan panas.

Suhu penyelesaian untuk pengerolan panas biasanya berkisar antara 800 hingga 900°C, setelah itu material biasanya didinginkan di udara, membuat kondisi pengerolan panas serupa dengan normalisasi.

Sebagian besar bahan baja digulung menggunakan mesin metode bergulir. Baja yang dikirim dalam keadaan canai panas, karena suhu yang tinggi, mengembangkan kulit besi teroksidasi di permukaan, memberikan tingkat ketahanan korosi tertentu, cocok untuk penyimpanan di luar ruangan.

Namun demikian, kulit besi yang teroksidasi ini juga membuat permukaan baja canai panas menjadi kasar dan menyebabkan variabilitas ukuran yang signifikan.

Oleh karena itu, untuk material baja yang membutuhkan permukaan yang halus, dimensi yang presisi, dan sifat mekanik yang baik, material setengah jadi atau jadi canai panas digunakan sebagai bahan baku untuk produksi canai dingin selanjutnya.

Keuntungan:

Pengerolan panas menawarkan pembentukan yang cepat, hasil yang tinggi, dan tidak merusak lapisan. Ini dapat menciptakan berbagai bentuk penampang untuk memenuhi kebutuhan kondisi penggunaan yang berbeda.

Pengerolan dingin dapat menyebabkan deformasi plastis yang signifikan pada material baja, sehingga meningkatkan titik leleh baja.

Kekurangan:

1. Meskipun tidak mengalami kompresi plastis panas dalam proses pembentukan, masih terdapat tegangan sisa di dalam penampang melintang, yang pasti akan mempengaruhi karakteristik tekuk baja secara keseluruhan dan lokal.

2. Penampang baja canai dingin biasanya berpenampang terbuka, sehingga menghasilkan kekakuan puntir bebas yang rendah. Hal ini dapat menyebabkan puntiran pada saat pembengkokan dan tekuk puntir lentur pada saat kompresi, yang menunjukkan ketahanan puntir yang buruk.

3. Ketebalan dinding baja yang dibentuk dingin relatif kecil, dan tidak ada penebalan di sudut-sudut tempat penyambungan bagian pelat, sehingga menunjukkan kemampuan yang lemah untuk menahan beban terkonsentrasi lokal.

Pengerolan panas dimulai dengan pelepasan, diikuti dengan pengelasan terus menerussecara resmi memasuki prosedur penggulungan dingin: Setelah pengawetan, masuk ke pabrik untuk digulung, menghasilkan gulungan yang digulung keras. Gulungan yang sudah dibersihkan dan digulung keras kemudian memasuki tahap perlakuan panas.

Penggulungan Dingin

Pengerolan dingin mengacu pada metode pengerolan yang memanipulasi bentuk baja dengan memberikan tekanan menggunakan rol pada suhu kamar.

Meskipun terjadi peningkatan suhu pada baja selama proses, proses ini tetap disebut sebagai pengerolan dingin.

Lebih khusus lagi, pengerolan dingin melibatkan penggunaan gulungan baja canai panas sebagai bahan baku, yang, setelah pencucian dengan asam untuk menghilangkan kerak oksida, menjalani pemrosesan tekanan, menghasilkan gulungan canai keras sebagai produk jadi.

Baja canai dingin seperti lembaran galvanis dan lembaran berlapis warna umumnya mengalami anilyang menghasilkan tingkat plastisitas dan perpanjangan yang baik.

Ini banyak digunakan dalam industri seperti otomotif, peralatan rumah tangga, dan perangkat keras. Permukaan lembaran canai dingin memiliki tingkat kehalusan tertentu dan terasa agak mengkilap, terutama karena pencucian dengan asam.

Lembaran canai panas umumnya tidak memenuhi kehalusan permukaan yang dibutuhkan, sehingga strip baja canai panas perlu digulung dingin.

Selain itu, ketebalan minimum strip baja canai panas biasanya 1.0mm, sedangkan pengerolan dingin dapat mencapai 0.1mm. Pengerolan panas dilakukan di atas suhu kristalisasi, sedangkan pengerolan dingin terjadi di bawah suhu kristalisasi.

Perubahan bentuk pada baja akibat pengerolan dingin berkaitan dengan deformasi dingin yang terus menerus. Pengerasan dingin yang terjadi selama proses ini meningkatkan kekuatan dan kekerasan dari kumparan keras yang digulung sekaligus menurunkan indeks ketangguhan dan plastisitasnya.

Dari perspektif penggunaan akhir, cold-rolling memperburuk kinerja stamping, sehingga produk ini cocok untuk suku cadang yang membutuhkan deformasi sederhana.

Keuntungan:

Pengerolan dingin dapat mengganggu struktur pengecoran ingot baja, menghaluskan butiran baja, dan menghilangkan cacat struktural mikroskopis, sehingga membuat struktur baja menjadi kompak dan meningkatkan sifat mekaniknya. Peningkatan ini terutama terlihat pada arah penggulungan, membuat baja menjadi anisotropik dan bukan isotropik. Gelembung, retakan, dan kelonggaran yang terbentuk selama pengecoran juga dapat dilas di bawah suhu dan tekanan tinggi.

Kekurangan:

1. Setelah penggulungan panas, non-logam inklusi (terutama sulfida dan oksida, serta silikat) di dalam baja ditekan menjadi lapisan tipis, menghasilkan fenomena yang dikenal sebagai delaminasi.

Delaminasi secara signifikan merusak sifat tarik baja di sepanjang arah ketebalan dan dapat menyebabkan robekan antar lapisan selama penyusutan las. Regangan lokal yang diakibatkan oleh penyusutan las sering kali mencapai beberapa kali regangan titik leleh, jauh lebih besar daripada regangan yang diakibatkan oleh beban.

2. Tegangan sisa disebabkan oleh pendinginan yang tidak merata. Tegangan sisa adalah tegangan yang seimbang secara internal tanpa adanya gaya eksternal. Semua jenis penampang baja canai panas memiliki tegangan sisa semacam ini, dan semakin besar ukuran penampang baja secara umum, semakin besar pula tegangan sisanya.

Meskipun tegangan sisa dapat menyeimbangkan diri sendiri, tegangan sisa tetap memiliki dampak tertentu pada kinerja komponen baja di bawah gaya eksternal. Sebagai contoh, hal ini dapat berdampak buruk pada deformasi, stabilitas, dan ketahanan lelah.

Pengerolan Panas vs Pengerolan Dingin

Perbedaan utama antara pengerolan dingin dan pengerolan panas terletak pada suhu selama proses pengerolan; "dingin" menunjukkan suhu ruangan, sedangkan "panas" menandakan suhu tinggi.

Dari perspektif metalurgi, demarkasi antara pengerolan dingin dan pengerolan panas harus didasarkan pada temperatur rekristalisasi.

Artinya, pengerolan yang dilakukan di bawah suhu rekristalisasi dianggap sebagai pengerolan dingin, dan pengerolan di atas suhu ini dianggap sebagai pengerolan panas. Suhu rekristalisasi untuk baja berkisar antara 450 hingga 600°C.

Perbedaan utama antara penggulungan panas dan penggulungan dingin adalah:

1. Penampilan dan Kualitas Permukaan:

Lembaran canai dingin, yang berasal dari lembaran canai panas yang mengalami proses penggulungan dingin, sering kali menjalani berbagai teknik penyelesaian permukaan. Hasilnya, mereka memiliki kualitas permukaan yang unggul (misalnya, berkurang kekasaran permukaan) dibandingkan dengan lembaran canai panas.

Oleh karena itu, jika aplikasi cat berkualitas tinggi atau pelapis serupa diperlukan pada tahap produk berikutnya, lembaran canai dingin biasanya lebih disukai.

Lembaran canai panas dapat diklasifikasikan lebih lanjut menjadi yang dicuci dengan asam dan yang tidak dicuci dengan asam. Lembaran yang dicuci dengan asam, setelah mengalami pencucian asam, menunjukkan warna metalik biasa, tetapi kualitas permukaannya tidak setinggi lembaran canai dingin karena tidak digulung dingin.

Lembaran yang tidak dicuci dengan asam sering kali memiliki lapisan yang teroksidasi, tampak menghitam atau menampilkan lapisan oksida besi (III) hitam. Dalam istilah awam, mereka tampak seperti hangus terbakar dan sering menimbulkan karat jika disimpan dalam kondisi yang buruk.

2. Sifat Mekanis:

Secara umum, dalam aplikasi teknik, sifat mekanik lembaran canai panas dan canai dingin dianggap identik, meskipun lembaran canai dingin mengalami tingkat pengerasan kerja selama proses pengerolan dingin. (Namun, jika persyaratan sifat mekanik yang ketat diperlukan, diperlukan pertimbangan khusus).

Lembaran canai dingin biasanya memiliki sedikit lebih tinggi kekuatan luluh dan kekerasan permukaan daripada lembaran canai panas, meskipun nilai pastinya tergantung pada tingkat anil lembaran canai dingin. Terlepas dari proses anilnya, kekuatan lembaran canai dingin melebihi kekuatan lembaran canai panas.

3. Kemampuan bentuk:

Mengingat bahwa sifat-sifat lembaran canai dingin dan canai panas sebagian besar serupa, kemampuan bentuknya terutama bergantung pada perbedaan kualitas permukaannya.

Karena lembaran canai dingin memiliki kualitas permukaan yang lebih baik, lembaran ini biasanya memberikan hasil pembentukan yang lebih baik daripada lembaran canai panas dari bahan yang sama.