نورد (Rolling) یکی از روش‌های شکل‌دهی موادِ دارای قابلیت موم‌سانی می باشد. در دماهای پایین و نزدیک به دمای اتاق تنها فلزات و برخی از پلیمرها توان موم‌سانی مناسب از خود نشان می‌دهند برای افزایش این قابلیت و همچنین شکل‌دهی موادی که در دماهای پایین نورد آنها امکان‌پذیر نیست، از انواع نورد استفاده می‌شود.
نورد ها یک فرآیند فلزکاری است که شامل عبور دادن یک فلز از میان یک جفت رول برای کاهش ضخامت آن، تغییر خواص مکانیکی آن یا دستیابی به شکل دلخواه است. این فرآیند به طور گسترده در تولید محصولات فلزی مختلف از جمله ورق ها، صفحات، میله ها و اشکال ساختاری استفاده می شود. نورد یک مرحله کلیدی در ساخت فولاد و سایر فلزات است که شمش یا بیلت را به اشکال قابل استفاده تر تبدیل می کند.
فرایند نورد شامل گذراندن تکه‌ای از ماده از بین دو غلتک است که در اثر تنش فشاری اعمال شده توسط غلتک‌ها ضخامت آن کاهش می‌یابد. دستگاه نوردهای در مدل‌های دو، سه و چهارغلتکه موجود می‌باشد.
انواع محصولات از قبیل تیرآهن و نبشی با مقاطع مختلف به وسیله فرایند نورد تولید می‌شوند، معمولاً این روش با فرایند آهنگری در رقابت بوده و برتری هر کدام بستگی به پیشرفته‌تر بودن فناوری آن دارد، ولی به‌طور کلی از نظر حجم و کمیت تولیدات، فرایند نوردها در مقام اول فرایندهای شکل‌دادن فلزات قرار دارد.
هدف از نوردِ فلزات، تغییر فرم شمش یا ورق به شکل مورد نظر می باشد. معمولاً محصول نهایی نورد، به صورت ورق یا میلگرد است. پس از اتمام تغییر فرم، محصول نهایی توسط دستگاه‌های برشی خط به طول مورد نظر برش خورده و پس از عملیات تکمیلی و کنترل، بسته‌بندی شده و به انبار محصول حمل می‌شود.
از دستگاه‌های نورد به‌طور بسیار گسترده‌ای برای گرمکاری و سردکاری فلزات و آلیاژها در اندازه‌های بسیار متنوع استفاده می‌شود. برخی از شمش‌هایی که به تولیدورق فولادی اختصاص داده شده‌اند ممکن است ۲۰ تن یا بیشتر وزن داشته و حداقل 0.3m ضخامت داشته باشند. آلومینیوم را می‌توان به صورت نوار ورق‌هایی به پهنای 4m نورد کرد و از طرف دیگر، ورق‌های بسیار نازک آلومینیومی را می‌توان با ضخامتی حدود 0.025mm تولید نمود.
انواع فرایند نورد
- نورد گرم
- نورد سرد
- نورد تیرآهن
- نورد پشت سر هم
- نورد نخ
- نورد حلقه
- نورد حلقه
انواع فرایند نورد بر اساس دمایی که در آن صورت می گیرد شامل دو نوع سرد و گرم است، که نورد سرد در دمای کمتر از دمای تبلور فلز یعنی همان دمای اتاق صورت گرفته و نورد گرم در دمای بالاتر از دمای تبلور فلز انجام می گیرد، اما نورد سرد و گرم چیست؟
نورد گرم
آنچه که در فرایند نورد گرم بسیار حائز اهمیت است کنترل و تنظیم دما در این عملیات می باشد و ضروری است دمای یکنواخت که از دمای تبلور مجدد فلز بیشتر می باشد را در تمام نواحی قطعه تنظیم نماییم. این بیشتر بودن دما نسبت به دمای تبلور باعث افزایش شکل پذیری فولاد خواهد شد.
در عملیات نورد گرم قطعات فلزی که به آن شمش نیز گفته می شود در دستگاه نورد قرار داده شده سپس با ایجاد گرما و حرارت، محصول خروجی به صورت یک رول صاف در می آید. بعد از این مرحله رول ها را در همان دما نگه داشته و از میان غلتک های دستگاه نورد عبور می دهیم.
در نهایت نیز قطعه سرد شده و انقباض در آن اتفاق خواهد افتاد، البته لازم به ذکر است که خنک شدن محصول موجب می شود تا نتوانیم شکل نهایی آن را به صورت دقیق اندازه گیری کنیم از این رو قطعات حاصل از نورد گرم در مواردی که دقیق بودن ابعاد حائز اهمیت است کاربردی ندارد. محصولات حاصل از نورد گرم بیشتر به صورت میلگرد در عملیات جوشکاری، ساخت و ساز، ساخت ریل و تیرآهن مورد استفاده قرار می گیرند.
در نورد گرم، فلز بالاتر از دمای تبلور مجدد خود گرم می شود. این باعث می شود که مواد شکل پذیرتر و راحت تر تغییر شکل دهند. نورد گرم معمولاً برای تولید ورق ها، صفحات و اشکال ساختاری استفاده می شود.
مزایای عملیات نورد گرم:
- محصولات نورد گرم به جهت افزیش دما از قابلیت شکل دهی بالایی برخوردار می باشند.
- سرد شدن قطعات پس از نورد با دمای مناسب صورت می گیرد که از خشک شدن یا سخت شدن آن جلوگیری می کند.
- قطعات حاصل از نورد گرم نیاز به پردازش کمتری داشته و با قیمت ارزان تری نسبت به قطعات نورد سرد به فروش می رسد.
- قطعات حاصل از نورد گرم نیاز به پردازش کمتری داشته و با قیمت ارزان تری نسبت به قطعات نورد سرد به فروش می رسد.
نورد سرد
نورد سرد که با نام CRC نیز شناخته شده می باشد یک نوع انواع نورد در واقع همان نورد گرم است ولی با پردازش بیشتر. فولادهای حاصل از دستگاه نورد سرد در مواردی که نیاز به قطعه ای با ابعاد بسیار دقیق است، کاربرد دارند. این تلورانس ابعادی دقیق به دلیل انجام این فرآیند در دمای محیط است که بر خلاف نورد کردن گرم، دمای فلز باید کمتر از دمای تبلور مجدد آن باشد، این فرآیند کیفیت سطحی محصول را نیز بهبود می بخشد.
در محصولات این نورد، تغییر شکل بدون استفاده از گرما صورت گرفته و عموما از تنش مکانیکی به جای گرما برای تغییر ساختار فلز استفاده می شود.
نورد سرد در دمای اتاق یا کمی بالاتر از آن انجام می شود. این فرآیند برای بهبود سطح، دقت ابعادی و خواص مکانیکی فلز استفاده می شود. محصولات نورد سرد غالباً تحمل‌های سخت‌تر و کیفیت سطح بهتری نسبت به محصولات نورد گرم دارند.
مزایای عملیات نورد سرد:
- زیبایی ظاهری و تلرانس دقیق
- حمل و نقل آسان
- تحمل و مقاومت بالا
- تحمل و مقاومت بالا
معرفی دستگاه نورد
اجزای دستگاه نورد شامل قفسه، غلتک ها، یاتاقان ها، محفظه محافظت از یاتاقان، نیرو محرکه حرکت غلتک و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی می باشد، بیشترین کاربرد این دستگاه مربوط به کارخانه های فولاد است.
دستگاه نورد شامل دو غلتک استوانه ای شکل بوده که بر اثر اعمال نیرو توسط موتور در جهت مخالف نسبت به هم شروع به حرکت می کنند.
غلتک ها در محفظه ای به نام قفسه قرار دارند و بر اساس تعداد قالب و آرایش آنها به انواع مختلفی همچون قفسه دو غلطکی، سه غلطکی، اقماری و غیره تقسیم می شوند. در رابطه با ویژگی های این قفسه ها می توان گفت در قفسه های دو غلطکی امکان چرخش دو طرفه رول ها برای کاهش ضخامت وجود دارد و در قفسه های نورد سه غلطکی رول بالایی و پایینی در یک جهت و رول میانی در خلاف جهت آنها حرکت می کند، در صورت استفاده از قفسه های سه غلطکی دیگر نیازی به حرکت رفت و برگشتی نخواهد بود.
امروزه شاهد عرضه دستگاه های بسیار بزرگی هستیم که به راحتی می توان عملیات نورد را در کوتاه ترین زمان انجام داد به عنوان مثال با دستگاه نورد ورق آلومینیومی می توان ضخامت ورق را از 6 میلی متر به 20 میکرومتر تبدیل کرد، در برخی دیگر از دستگاه های نورد نیز قابلیت شکل دهی به فولاد وجود دارد.
یکی دیگر از مهم ترین کاربردهای دستگاه نورد از بین بردن انحنای سطح قطعه مورد نظر است که با عملیات تراز کردن غلتکی صورت می گیرد.
نورد تیرآهن
یکی از مراحلی که در فرآیند تولید تیرآهن صورت می گیرد، عملیات نورد به دو شکل گرم و سرد است که با هدف رسیدن به ابعاد مورد نظر صورت می گیرد. تیرآهن تولید شده با نورد گرم به جهت انعطاف پذیری بالا، بیشترین استفاده را در ساخت و ساز دارد و تیرآهن های حاصل از نورد سرد به جهت دارا بودن مقادیری از عنصر کربن، دوام و سختی بسیار بالایی داشته و در مواردی که نیاز به تحمل بالایی است کاربرد دارد.
در تولید تیرآهن ابتدا شمش های فولادی با ابعادی مشخص درون کوره های نورد قرار گرفته و سپس با عبور از قفسه های متشکل از غلتک، وارد مرحله پیشنورد شده و تغییر شکل در شمش صورت می گیرد.
نورد پشت سر هم
نورد پشت سر هم شامل چندین پایه نورد است که به صورت پشت سر هم چیده شده اند تا به تدریج ضخامت مواد را کاهش دهند. این فرآیند برای پالایش بیشتر و دستیابی به ضخامت یا نیازهای پرداخت سطحی خاص استفاده می شود.
نورد نخ
در نورد های با نخ، صفحات استوانه‌ای شکل بین دو قالب فشرده می‌شوند تا رشته‌هایی ایجاد شود. این فرآیند معمولاً در تولید پیچ، پیچ و مهره و سایر قطعات رزوه‌دار استفاده می‌شود.
نورد حلقه
نورد های حلقه برای تولید حلقه های بدون درز در اندازه ها و اشکال مختلف استفاده می شود. این شامل تغییر شکل کنترل شده یک پیش فرم دایره ای بین دو غلتک است.
نحوه تولید میلگرد با نورد
میلگرد با روش های مختلفی تولید می شود اما اگر قصد دارید در نهایت میلگردی با مرغوبیت بالا داشته باشید، عملیات نورد میلگرد بهترین گزینه است. در نورد گرم می توان با عبور دادن شمش های فولادی از غلتک های خطوط نوردِ پیوسته تغییر شکل زیادی در آنها ایجاد کرد و با نورد آرماتور، آج زنی محصول را انجام داد.
در نهایت میلگردها در طول های 24 و 36 متری برش داده شده و داخل بسته بندی قرار می گیرند. همچنین برخی میلگردها با نورد سرد نیز تولید می گردند، این روش موجب می شود آرماتورها ناحیه تسلیم نداشته و در نهایت به فولاهایی بسیار سخت با شکل پذیری پایین تبدیل شوند. با توجه به نوع فولاد نورد می توان از استانداردهای مرجع همچون ASTM برای تولید فرایند استفاده کرد.
ورق های فولادی نورد های گرم بهتر است یا نورد های سرد؟
دستگاه نورد ورق دارای قفسه ها، غلطک ها، یاتاقان ها و یک محفظه جهت محافظت از قطعات است.
برای ورق می توان از دستگاه نورد دو غلطکی استفاده نمود، در این دستگاه با چرخش دو طرفه ی غلطک ها ضخامت قطعه هربار کاهش یافته و بیشترین کاهش در سطح مقطع صورت می گیرد. در این متد ورق بین دو غلطک تغییر شکل می دهد و بیشترین کاهش در سطح آن صورت می گیرد.
نورد مزایای متعددی از جمله توانایی دستیابی به ضخامت ثابت، بهبود خواص مکانیکی و افزایش سطح را دارد. این یک گام مهم در تولید طیف گسترده ای از محصولات فلزی مورد استفاده در ساخت و ساز، تولید و صنایع مختلف است.
