نورد گرم و سرد : تفاوت‌ها و کاربردهای نورد گرم و سرد
پیش از بیان مفهوم نورد گرم و سرد، بهتر است ابتدا مراحل فرآیند نورد را مورد بررسی قرار دهیم. فرآیند نورد، یک فرآیند شکل دهی فلزات صنعتی است که در آن، یک ماده فلزی بین یک یا چند جفت غلتک تغذیه می‌شود تا ضخامت آن کاهش یافته و یکنواخت‌تر شود. در واقع، در نورد، فلز مورد نظر را بین دو رول فشار می‌دهند تا ضخامت آن به مقداری از پیش تعیین شده، کاهش یابد. در فرآیند نورد، معمولاً عرض مواد و ورق‌ها افزایش می‌یابد. شایان ذکر است که این روند، یکی از رایج‌ترین فرآیندها در صنعت فلز است که با هدف افزایش خواص مکانیکی مواد ( مانند فولاد) انجام می‌پذیرد. به عبارتی، یکی از راه‌های آماده سازی فولاد برای فرآوری و مصارف صنعتی، نورد سرد یا گرم است و البته باید در نظر داشت که فلزات یا مواد مشابهی که در روند نورد استفاده می‌شوند، باید چکش خواری خوبی داشته باشند. به بیان دیگر بتوانند در اثر فشار، بدون شکستگی تغییر شکل دهند.
لازم به توضیح است که دو نوع اصلی نورد فولادی وجود دارد، نورد گرم و سرد. همان‌طور که از نام این نوردها، مشخص است، تفاوت بین این دو، به دمای فلز نورد شده در زمان نورد بستگی دارد. نورد گرم، مربوط به فلزاتی است که بیش از دمای تبلور مجدد خود گرم شده‌اند. در حالی که نورد سرد، مربوط به فلزاتی است که دمای آنها کمتر از دمای تبلور مجدد آن‌هاست. هر دوی این روش‌ها به نتایج کاملاً متفاوتی منجر می‌شوند، که هر کدام برای نوع خاصی از کاربرد مناسب‌تر است.
نورد چیست و چه کاربردی دارد؟
روند ساخت نورد، روند صنعتی است که طی آن، ضخامت یک ورق فلز از طریق اعمال فشار و از طریق استفاده از فرآیندهای مختلف، کاهش می‌یابد. به تعریفی دیگر، فرایند نورد، فرآیند شکل دهی است که در آن، فولاد بین دو یا چند رول دوار، تغییر شکل می‌دهد. اگر تغییر شکل بالاتر از دمای تبلور مجدد باشد، به آن نورد گرم می‌گویند. در غیر این صورت، نورد سرد نامیده می‌شود.
نورد گرم
نورد گرم، روند تشکیل فولاد، آلومینیوم و سایر فلزات با کاهش سطح مقطع با اعمال فشار در یک یا چند غرفه آسیاب نورد است. نورد گرم از شکل‌پذیری فلز در دماهای بالا بهره می‌برد. به عبارتی، در فرآیند نورد گرم، فلز در معرض دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد قرار می‌گیرد، به‌عنوان مثال در مورد فولاد، این دما بالاتر از 926 درجه سانتیگراد است. با این کار می‌توان به راحتی فلز را شکل داده و به اشکال بسیار متنوعی دست یافت.
مزیت دیگر این نورد نسبت به نورد سرد، این است که ارزان‌تر بوده و در طول شکل‌گیری آن، معمولاً هیچ مشکلی وجود ندارد که منجر به تأخیر در ساخت شود. از سوی دیگر، نکته‌ای که در مورد نورد گرم باید به آن توجه کرد، این است که نتیجه نهایی نورد فلز کاملاً قابل پیش بینی نیست؛ زیرا فلزات نورد گرم، هنگام سرد شدن منقبض می‌شوند و اندازه و شکل آنها کاهش می‌یابد. با توجه به ظاهر آنها، این فلزات، دارای سطح ناصاف و لبه‌های گرد هستند، در حالی که مواد نورد سرد دارای سطح صاف، لمسی چرب و لبه‌های تیز هستند.
شایان ذکر است که در صنایع فولاد سازی و در حین نورد گرم، به منظور بهبود مقاومت، سختی و کشش فولاد، از فروآلیاژهای مختلفی مانند فرومنگنز، فروسیلیس، فروسیلیکو منگنز، آهن اسفنجی و گندله آهن، استفاده به عمل می‌آید.
نورد سرد
نورد سرد، شامل شکل دادن به فلز در دمای اتاق است به طوری که دوباره متبلور شود. در نتیجه، در روند نورد سرد، قطعات فولادی با خواص مکانیکی بهتر، مانند سختی و مقاومت بیشتر حاصل می‌شود. اگرچه مهم است که پس از نورد سرد، قطعات را تحت یک فرآیند بازپخت بعدی قرار دهیم، تا این خواص حفظ شود. همچنین برخلاف آنچه که در نورد گرم اتفاق می‌افتد، در حالت نورد سرد، مواد تغییر شکل یا اندازه ندارند. بنابراین نورد سرد، بهترین فرآیند برای به دست آوردن قطعاتی است که به شکل‌پذیری کم و شکل‌های دقیق نیاز دارند. هر چند برآوردها نشان می‌دهد که هزینه نورد سرد بسیار بیشتر از نورد گرم است.
به بیانی دیگر، در نورد سرد، از آنجایی که فولاد در دمای بسیار پایین تری ساخته می‌شود، نیازی به نگرانی در مورد تغییر حجم و شکل مواد نیست. به همین دلیل است که نورد سرد معمولا گرانتر از نورد گرم است. نورد سرد استحکام و سختی فولاد را افزایش و شکل‌پذیری آن را کاهش می‌دهد. بنابراین نیاز به فرآیندی به نام آنیل شدن دارد.
تفاوت نورد گرم و سرد
مهم‌ترین تفاوت‌های نورد گرم و سرد عبارتند از:
- ویژگی‌های مکانیکی: خواص مکانیکی فولاد اغلب به عیار یا ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. به همین دلیل، هرگز نمی‌توان در مورد خواص مکانیکی نورد گرم در مقابل نورد سرد قیاس کرد. مگر اینکه عیار یا ترکیب شیمیایی آنها با یکدیگر یکسان باشد.
- شمایل: یک قطعه فولاد نورد گرم دارای سطحی ناهموار، بدون احساس چربی و لبه‌های گرد است. استفاده از این فولادها در محصولاتی که به استحکام بالایی نیاز ندارند، ایده‌آل است. یک قطعه فولاد نورد سرد، دارای سطحی صاف ، چرب و لبه‌های تیز است. استفاده از این فولاد برای محصولاتی که ابعاد دقیق و ویژگی‌های سطحی بهتری را می‌طلبند، ایده‌آل‌تر است.
- شکل‌پذیری: شایان ذکر است که فولاد نورد گرم، با دارا بودن تحمل بالاتر، شکل پذیری بیشتری را امکان پذیر می‌کند، در حالی که فولاد نورد سرد به چند شکل محدود مانند تخت، مربع و گرد ، محدود می‌شود.
کاربردهای نورد گرم و سرد
با در نظر گرفتن ویژگی‌های نورد گرم و سرد، هر یک از این فلزات بسته به نوع کاربرد مورد نظر، برای حوزه‌های مختلفی، مناسب استفاده می‌باشند:
به‌عنوان مثال، فلزات نورد گرم، به طور معمول در سازه‌های ساختمانی و برای قطعات سنگین یا قطعات یک وسیله نقلیه، مانند قاب‌ها یا لاستیک‌ها، لنگرها و… استفاده می‌شوند. در حالی که فلزات نورد سرد برای لوازم خانگی، مصارف بهداشتی، ماشین‌آلات، مبلمان فلزی، قفل‌سازی، قطعات خودرو و… استفاده می‌شوند. به بیانی دیگر، فولاد کربنی نورد سرد که به صورت کلاف یا ورق تولید می‌شود، معمولا برای ابزارهای کشاورزی، خودرو، ظروف، موتورهای الکتریکی، لوازم خانگی، برق خانگی و فلزکاری استفاده می‌شود. همچنین مواد تولید شده پس از نورد سرد را می‌توان به صورت زیر به فروش رساند:
فولاد نورد سرد، بدون بازپخت و با شکل پذیری کم: این مواد، برای استفاده در مراحل بعدی به بازپخت یا گالوانیزه کردن نیاز دارند.
سیم پیچ سیاه (صفحه سیاه): مواد آنیل شده که به‌عنوان ماده پایه برای قلع و روکش کروم عمل می‌کنند.
با این حال، در تمایز نورد گرم و سرد و برای اینکه بدانیم نورد گرم بهتر است یا نورد سرد، بایستی کاربرد آن یا نتیجه نهایی مورد نیاز برای تشکیل محصول نهایی، در نظر گرفته شود. به‌عنوان مثال، اگر لازم است که قطعات فلزی بزرگی را که نیازی به استحکام بالایی ندارند، پردازش کنید، بهترین انتخاب نورد گرم است. از طرف دیگر، اگر نیاز به تهیه قطعات دقیق، مستحکم و مقاوم‌تر دارید، بهتر است نورد سرد را انتخاب نمایید.
نتیجه‌گیری
فرآیندهای نورد گرم و سرد هر دو نقش حیاتی در صنعت فلزات ایفا می‌کنند و انتخاب بین آنها باید بر اساس نیازهای خاص هر پروژه انجام شود. نورد گرم با مزایای هزینه پایین‌تر و امکان تولید قطعات بزرگ، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای ساخت‌وساز و صنایع سنگین است. از سوی دیگر، نورد سرد با ارائه دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی ممتاز، برای صنایع حساسی مانند خودروسازی و الکترونیک مناسب‌تر است.
توجه به این نکته ضروری است که این دو فرآیند لزوماً رقیب یکدیگر نیستند، بلکه در بسیاری از موارد به صورت مکمل و در مراحل مختلف تولید به کار گرفته می‌شوند. پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر نیز امکان تولید محصولاتی با ویژگی‌های ترکیبی از هر دو روش را فراهم کرده است.
در نهایت، تصمیم‌گیری درباره روش مناسب باید با در نظر گرفتن فاکتورهایی مانند هزینه، دقت مورد نیاز، خواص مکانیکی مطلوب و کاربرد نهایی محصول انجام پذیرد. با انتخاب آگاهانه بین این دو روش یا ترکیب هوشمندانه آنها، می‌توان به محصولاتی با کیفیت و مقرون‌به‌صرفه دست یافت.
