Cán kim loại: Các phương pháp gia công biến dạng và ứng dụng

Tìm hiểu về quá trình cán kim loại và các sản phẩm cán

Bạn có thể tìm đọc lại bài viết này bằng các Từ khóa: cán kim loại, phương pháp gia công, biến dạng, sản phẩm cán, ứng dụng công nghệ

Các phương pháp gia công biến dạng: Cán kim loại

Phương pháp Cán kim loại là gì?

Quá trình cán kim loại là một phương pháp quan trọng trong công nghệ chế tạo máy. Quá trình này giúp biến dạng kim loại thông qua việc cho kim loại đi qua hai trục cán quay ngược chiều nhau có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi. Kết quả là chiều cao của phôi giảm, trong khi chiều dài và chiều rộng tăng lên. Hình dạng của khe hở giữa hai trục cán sẽ quyết định hình dáng của sản phẩm cuối cùng. Quá trình cán không chỉ thay đổi hình dáng và kích thước của phôi mà còn nâng cao chất lượng của sản phẩm.

>> Cutting Tool Fundamentals - YCK2020 Blog

Máy cán

Máy cán kim loại

Máy cán bao gồm hai trục cán được đặt song song và quay ngược chiều.

Phôi có chiều dày lớn hơn khe hở giữa hai trục cán, và dưới tác động của lực ma sát, kim loại bị kéo vào giữa hai trục cán và trải qua quá trình biến dạng để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Trong quá trình cán, các thông số sau được sử dụng để biểu thị:

- Tỷ số kéo dài: Đây là tỷ lệ giữa chiều dài (hoặc tiết diện) của phôi sau quá trình cán và trước quá trình cán.

- Lượng ép tuyệt đối: Được đo bằng ∆h = (ho - h1) (mm), thể hiện sự thay đổi về chiều cao của phôi.

- Quan hệ giữa lượng ép và góc ăn: ∆h = D(1 - cosα) (mm), trong đó α là góc ăn.

- Lượng giãn dài: Được tính bằng ∆l = l1 - lo, thể hiện sự thay đổi về chiều dài của phôi sau và trước quá trình cán.

- Lượng giãn rộng: Được tính bằng ∆b = b1 - bo, thể hiện sự thay đổi về chiều rộng của phôi sau và trước quá trình cán.

a/ Các bộ phận chính của máy cán:

1. Giá cán: Đây là bộ phận chính trong máy cán, nơi thực hiện quá trình cán kim loại. Nó bao gồm các trục cán, gối, ổ đỡ trục cán, hệ thống nâng hạ trục, hệ thống cân bằng trục và cơ cấu lật trở phôi. Giá cán có vai trò chịu lực và tạo áp lực để biến dạng kim loại trong quá trình cán.

2. Hệ thống truyền động: Bộ phận này có nhiệm vụ truyền mômen và lực từ nguồn năng lượng đến trục cán. Nó bao gồm hộp giảm tốc, khớp nối, trục nối, bánh đà và hộp phân lực. Hệ thống truyền động giúp điều chỉnh tốc độ quá trình cán và tạo lực cản để đảm bảo biến dạng kim loại đạt được.

3. Động cơ: Bộ phận này cung cấp nguồn năng lượng cho máy cán hoạt động. Thông thường, máy cán sử dụng động cơ điện một chiều hoặc xoay chiều, hoặc các máy phát điện khác để cung cấp điện. Nguồn năng lượng cần đủ mạnh để vận hành các bộ phận khác của máy cán và thực hiện quá trình cán.

b/ Phân loại máy cán:

- Phân loại theo công dụng: Máy cán có thể được phân loại theo công dụng sử dụng. Ví dụ, có máy cán dùng để sản xuất tấm thép, máy cán dùng để sản xuất ống thép, máy cán dùng để sản xuất lá nhôm, và nhiều loại máy cán khác tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể.

- Phân loại theo cách bố trí giá cán: Máy cán cũng có thể được phân loại dựa trên cách bố trí giá cán. Có các loại máy cán có giá cán dọc, giá cán ngang và giá cán kết hợp. Cách bố trí giá cán sẽ ảnh hưởng đến quá trình cán và sản phẩm cuối cùng.

- Phân loại theo số lượng và sự bố trí trục cán: Máy cán có thể được phân loại theo số lượng trục cán và sự bố trí của chúng. Có máy cán đơn trục, máy cán đa trục, máy cán dòng và máy cán dạng vòng. Các loại máy cán khác nhau sẽ được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ cán và sản phẩm cần đạt được.

Qua việc phân loại giúp bạn hiểu rõ về các bộ phận chính và phân loại của máy cán, qua đó ta có thể áp dụng máy cán một cách hiệu quả và tối ưu cho các quy trình công nghệ cán kim loại.

Phương pháp Cán nóng và cán nguội

Quá trình cán có thể được tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội. Cán nóng có ưu điểm là kim loại dẻo và dễ biến dạng, tăng năng suất sản xuất. Tuy nhiên, chất lượng bề mặt của sản phẩm có thể bị ảnh hưởng do tồn tại của vết nứt, oxi hóa và một số khuyết tật khác. Trong khi đó, cán nguội đòi hỏi lực cán lớn hơn để biến dạng kim loại, nhưng tạo ra các sản phẩm có chất lượng bề mặt tốt hơn.

Cán kim loại có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một số ví dụ điển hình bao gồm:

1. Sản xuất tấm thép: Quá trình cán được sử dụng để sản xuất các tấm thép có kích thước và độ dày khác nhau. Nhờ vào quá trình cán, các tấm thép có thể được tạo ra với độ bền và tính đồng nhất cao, phục vụ cho việc xây dựng, ô tô, đóng tàu và nhiều ngành công nghiệp khác.

2. Sản xuất ống thép: Cán kim loại được sử dụng để biến dạng và hình thành các ống thép với đường kính và độ dày nhất định. Các ống thép được sử dụng rộng rãi trong ngành dẫn dầu, dẫn khí, xây dựng và cơ khí.

3. Sản xuất nhôm tấm: Quá trình cán được áp dụng để sản xuất các tấm sản phẩm nhôm tấm có độ dày và kích thước khác nhau. Nhôm cán mỏng thành tấm được sử dụng trong ngành điện tử, đóng tàu, ô tô và các ứng dụng khác.

4. Sản xuất các sản phẩm hợp kim: Cán kim loại cũng được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hợp kim như lá đồng, lá kẽm và các vật liệu hợp kim khác. Nhờ vào quá trình cán, các sản phẩm hợp kim có thể đạt được tính chất cơ học và hình dạng mong muốn, nhưng cơ bản là dạng tấm, mỏng và rất mỏng theo yêu cầu chế tạo.

Tổng kết lại, cán kim loại là một phương pháp gia công quan trọng trong công nghệ chế tạo máy. Nó cho phép biến dạng kim loại để tạo ra các sản phẩm với kích thước và hình dạng mong muốn. Quá trình cán có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất tấm thép, ống thép, lá nhôm và các sản phẩm hợp kim. Sự phát triển của công nghệ cán kim loại đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp và nâng cao chất lượng cuộc sống của chúng ta.

>> Quá trình Nung nóng trong Gia công kim loại bằng áp lực

Bạn có trao đổi gì về nội dung này không? Hãy để lại Comment trong phần Nhận xét cuối bài đăng nhé. Bài viết này thuộc chủ đề công bố trên Blog Yêu Cơ Khí #YCK2020 - Kênh chia sẻ kiến thức về Công nghệ Chế tạo máy.

 Bạn muốn tìm kiếm gì không?