Les bobines laminées à froid offrent des avantages d'application significatifs par rapport aux autres produits en acier : qualité de surface supérieure, permettant une utilisation directe dans des composants visibles sans traitement supplémentaire ; une précision dimensionnelle élevée, réduisant les surépaisseurs d'usinage ultérieures et améliorant l'efficacité de la production ; propriétés mécaniques stables avec une variation minimale d'un lot à l'autre, facilitant le contrôle qualité ; une excellente maniabilité, permettant des processus de formage complexes tels que l'emboutissage, le pliage et le soudage ; Les spécifications complètes des produits répondent aux diverses exigences de l’industrie ; Résistance supérieure à la corrosion obtenue grâce à des traitements de surface (par exemple, galvanisation, revêtement de couleur) ; Certaines qualités à haute résistance permettent une conception légère, réduisant ainsi le poids du produit et la consommation d'énergie. Ces avantages assurent le rôle central des bobines laminées à froid dans la fabrication moderne.

Divers défauts de surface peuvent survenir lors de la production de bobines laminées à froid, notamment : Des rayures causées par des dommages causés par des rouleaux ou des dispositifs de guidage ; Piqûres résultant de surfaces rugueuses des rouleaux de décapage ; décoloration par oxydation, changements de couleur de la surface résultant d'une atmosphère protectrice inadéquate pendant le recuit ; marques de rouleaux, empreintes périodiques sur la tôle d'acier causées par des défauts de surface sur les rouleaux du laminoir ; piqûres, dépressions de surface localisées potentiellement causées par l'indentation d'un corps étranger ou un décapage excessif ; fissures de bord, fissures apparaissant le long des bords de la tôle, souvent liées à la qualité de la matière première ou au processus de laminage ; inclusions, défauts formés par l'exposition d'inclusions non métalliques à l'intérieur ou à la surface de la tôle d'acier. Ces défauts compromettent l’apparence et les performances fonctionnelles du produit, nécessitant un contrôle via l’optimisation des processus et une inspection améliorée pendant la production.

La finition constitue l'étape finale de la production de bobines laminées à froid, comprenant principalement les opérations suivantes : le détourage, qui élimine les bords irréguliers pour garantir la précision de la largeur ; le rebobinage, où les grandes bobines sont coupées en bobines plus petites selon les spécifications du client ; le redressage, qui corrige les déformations par vagues et courbures de la tôle d'acier à l'aide d'une machine à dresser ; l'inspection de surface, où les défauts de surface sont détectés manuellement ou via des systèmes en ligne pour rejeter les produits non conformes ; huilage, application d'huile antirouille au besoin ; emballage, suivant des procédures standard pour préserver la qualité du produit pendant le stockage et le transport ; étiquetage, marquage des emballages avec informations sur le produit (qualité, spécifications, poids, date de production, etc.). Les processus de finition ont un impact direct sur la qualité du produit final et l'expérience utilisateur, ce qui nécessite un contrôle strict des paramètres du processus et des normes opérationnelles à chaque étape.

Il n’existe pas de poids standardisé pour les bobines laminées à froid. Elle est généralement déterminée en fonction des exigences du client, des conditions de transport et de la capacité des équipements de production, avec des fourchettes courantes comprises entre 5 et 20 tonnes. Des bobines trop légères augmentent la fréquence de changement, réduisant ainsi l’efficacité de la production ; à l’inverse, des bobines trop lourdes compliquent le transport et la manutention tout en exigeant une plus grande capacité de charge des équipements. En production réelle, le poids des bobines peut être contrôlé en ajustant la longueur et l’épaisseur du laminage. Par exemple, les bobines laminées à froid de faible épaisseur (par exemple 0,3 mm) peuvent atteindre plusieurs milliers de mètres de longueur avec un poids supérieur à 15 tonnes, tandis que les bobines de calibre épais (par exemple 2,0 mm) ont des longueurs plus courtes et des poids comparativement inférieurs. Les informations sur le poids des bobines sont généralement indiquées sur l'emballage du produit ou sur les certificats de qualité.

Les laminoirs à froid sont classés par structure et mode opérationnel : les laminoirs réversibles à cage unique se caractérisent par une construction simple et un faible investissement, adaptés à une production diversifiée en petits lots ; les broyeurs continus à plusieurs cages (par exemple, à cinq ou six cages) offrent un rendement élevé pour les tirages de gros volumes d'un seul produit ; les broyeurs réversibles à double cage équilibrent l'efficacité entre ces extrêmes ; Les laminoirs à froid à vingt cylindres (laminoirs Senjimir) conviennent à la production de bandes d'acier laminées à froid ultra fines et de haute précision, en particulier d'acier inoxydable et d'aciers fortement alliés ; les laminoirs à froid planétaires atteignent des taux de réduction élevés grâce à plusieurs ensembles de cylindres de travail de petit diamètre, ce qui les rend adaptés à la production de matériaux difficiles à déformer. La sélection d'un laminoir à froid nécessite une prise en compte approfondie des spécifications du produit, des propriétés des matériaux et de l'échelle de production.

La température de recuit des bobines laminées à froid doit être déterminée en fonction de la composition du matériau, de la déformation au laminage à froid et des exigences de performances, généralement comprise entre 600°C et 700°C. Pour les aciers au carbone ordinaires (par exemple SPCC, DC01), une température de recuit de recristallisation d'environ 650 °C est généralement utilisée. Pour les aciers faiblement alliés à haute résistance, l’obtention d’un équilibre optimal entre résistance et ductilité peut nécessiter des températures légèrement élevées ou des temps de maintien prolongés. Les aciers inoxydables nécessitent des températures de recuit plus élevées, généralement comprises entre 1 000°C et 1 100°C, pour assurer une transformation microstructurale complète et une dissolution du carbure. Pendant le recuit, la vitesse de chauffage, le temps de maintien et la vitesse de refroidissement doivent être contrôlés pour éviter une croissance excessive des grains due à une surchauffe ou un écrouissage incomplet dû à des températures insuffisantes. Les méthodes de contrôle de la température diffèrent légèrement entre les fours de recuit continu et les fours de recuit à cloche.

Les propriétés mécaniques des bobines laminées à froid constituent une base cruciale pour évaluer leurs performances en service. Les indicateurs clés comprennent : Résistance à la traction (σb), désignant la résistance du matériau à la rupture sous charge de traction ; Limite d'élasticité (σs ou Rp0,2), représentant la contrainte à laquelle commence la déformation plastique ; Allongement (δ), indiquant l'allongement relatif à la rupture et reflétant la plasticité ; Dureté (par exemple HV, HRC), indiquant la résistance du matériau à la déformation localisée ; Performance de flexion à froid, désignant la capacité du matériau à résister à la déformation par flexion à température ambiante, évaluée via des essais de flexion à froid ; Résistance aux chocs, c'est-à-dire la résistance du matériau aux charges d'impact (particulièrement cruciale pour les matériaux utilisés dans des environnements à basse température). Les exigences en matière de propriétés mécaniques varient selon les différentes qualités et spécifications des bobines laminées à froid ; la sélection doit être basée sur des scénarios d’application spécifiques.

Pour améliorer la résistance à la corrosion et prolonger la durée de vie, les bobines laminées à froid subissent généralement les traitements antirouille suivants : Revêtement d'huile : application d'une fine couche d'huile antirouille pour former un film protecteur ; Passivation : formation chimique d'une couche d'oxyde dense sur la surface (par exemple, passivation au chromate) ; Galvanisation (à chaud ou électrogalvanisation) : Dépôt d'une couche de zinc pour protéger le substrat par action anodique sacrificielle ; Revêtement de couleur : Application d'un revêtement décoratif et protecteur sur la surface ; Plastification du film : Recouvrir d'un film plastique pour éviter les rayures et l'exposition à l'humidité pendant le transport et le stockage. Le coût et l'efficacité varient selon ces méthodes de prévention de la rouille, nécessitant une sélection en fonction de l'environnement d'utilisation et de la durée de stockage. Par exemple, un revêtement à l’huile peut suffire pour un stockage à court terme, tandis qu’une galvanisation ou un revêtement coloré est recommandé pour les applications extérieures à long terme.

Divers défauts de forme des tôles peuvent survenir lors de la production de bobines laminées à froid, notamment : - L'ondulation (onde centrale, onde de bord, onde double nervure, etc.), se manifestant par des ondulations périodiques sur la surface de l'acier ; - Courbure en faucille, faisant référence à la courbure latérale sur toute la longueur de la bobine ; - Flambage, désignant une déformation convexe-concave irrégulière dans le plan de la tôle d'acier ; Non-uniformité de l'épaisseur, lorsque les variations d'épaisseur au sein d'une seule bobine ou feuille dépassent les limites de tolérance. Ces problèmes de planéité proviennent principalement d'une répartition inégale de la pression pendant le laminage, de l'usure des rouleaux, d'un contrôle inapproprié de la tension et de températures de recuit incohérentes. Une mauvaise forme des plaques compromet la précision du traitement ultérieur et réduit les taux de rendement des produits. Par conséquent, la production doit contrôler ces problèmes grâce à des mesures telles que l’ajustement des paramètres de laminage, le remplacement des rouleaux et l’optimisation des processus de recuit.

Le décapage est un processus critique dans la production de bobines laminées à froid, servant principalement à éliminer le tartre (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) de la surface des bobines laminées à chaud. Cette calamine altère le contact entre les rouleaux et les tôles d'acier pendant le laminage à froid, augmentant les forces de laminage, provoquant des rayures de surface et potentiellement endommageant l'équipement. Le décapage acide donne une surface propre et uniforme, créant des conditions optimales pour un laminage à froid ultérieur. Les solutions de décapage courantes comprennent l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique. Pendant le décapage, la concentration d'acide, la température et la durée doivent être strictement contrôlées pour garantir une élimination complète du tartre sans corrosion excessive du métal de base. Le rinçage et le séchage après décapage sont essentiels pour éviter que l'acide résiduel ne corrode la tôle d'acier. La qualité du décapage a un impact direct sur la finition de surface et la formabilité des bobines laminées à froid.

Les normes de tolérance dimensionnelle pour les bobines laminées à froid varient en fonction de différentes spécifications nationales et régionales, avec des exemples courants incluant la norme nationale chinoise GB/T 708, la norme japonaise JIS G3141 et la norme américaine ASTM A653. En prenant la norme nationale chinoise comme exemple, les tolérances d'épaisseur vont généralement de ±0,02 mm à ±0,05 mm (variant en fonction de l'épaisseur), tandis que les tolérances de largeur se situent généralement entre ±1 mm et ±3 mm. Les exigences de planéité stipulent généralement que la hauteur des vagues par mètre ne doit pas dépasser une valeur spécifiée (par exemple 2 mm/m). Les niveaux de défauts admissibles pour différents types de qualité de surface sont également clairement définis. Dans la production réelle, les entreprises établissent souvent des normes de contrôle interne plus strictes que les normes nationales pour répondre aux exigences des clients. Lors de l'achat, la norme de produit applicable et les exigences de tolérance doivent être clairement spécifiées.

Les bobines laminées à froid à haute résistance (telles que l'acier HSLA, l'acier biphasé DP et l'acier à plasticité induite par transformation TRIP) présentent des propriétés de résistance élevée et de légèreté. Ils sont principalement utilisés dans la construction automobile pour produire des composants structurels de carrosserie, des poutres d'impact de porte, des pièces de châssis, etc., permettant de réduire le poids du véhicule tout en améliorant la sécurité et l'économie de carburant. De plus, ils sont utilisés dans des produits exigeant une résistance élevée, tels que les machines de construction, les conteneurs maritimes et les récipients à haute pression. Grâce à l'ajout d'éléments de microalliage (par exemple Nb, V, Ti) et à des processus de laminage contrôlés, ces bobines conservent une ductilité et une formabilité suffisantes pour répondre aux exigences de formage complexes tout en garantissant une résistance élevée. La demande de bobines laminées à froid à haute résistance augmente régulièrement avec le développement de véhicules à énergie nouvelle.

Les bobines d'acier inoxydable laminées à froid sont fabriquées à partir de bobines d'acier inoxydable laminées à chaud standard selon des processus comprenant le décapage, le laminage à froid, le recuit et le nivellement. Ils présentent les propriétés suivantes : une résistance exceptionnelle à la corrosion, capable de résister à divers milieux acides et alcalins ; une finition de surface lisse et esthétique, réalisable en effets miroir ou satinés ; Haute résistance, bonne plasticité et excellente maniabilité ; Bonne résistance aux températures élevées, adaptée à divers environnements thermiques ; Forte stabilité chimique, résistante à la rouille ; Propriétés hygiéniques supérieures, conformes aux exigences de contact alimentaire. Les bobines laminées à froid en acier inoxydable sont largement utilisées dans les machines alimentaires, les équipements chimiques, les matériaux décoratifs, les appareils électroménagers, les applications automobiles et d'autres secteurs, représentant un produit laminé à froid à haute valeur ajoutée.

La méthode d'emballage des bobines laminées à froid doit être déterminée en fonction de la composition du matériau, des conditions de stockage et du mode de transport. Les approches courantes comprennent : l'emballage de la couche interne avec du papier ou un film plastique résistant à l'humidité pour empêcher l'eau de pénétrer ; protéger la couche externe avec du papier kraft, du carton ondulé ou des feuilles de fer galvanisées pour améliorer la résistance aux chocs ; Installer des anneaux de protection (généralement en bois ou en plastique) aux deux extrémités du noyau pour éviter toute déformation ; fixer la bobine avec un cerclage en acier ou en plastique pour assurer sa compacité ; pour les produits d'exportation, utiliser un emballage étanche avec une couverture extérieure imperméable et étiqueter l'emballage avec des informations sur le produit et des marquages ​​résistants à l'humidité. Les bobines laminées à froid en acier inoxydable utilisent généralement un emballage neutre pour éviter tout contact avec d'autres métaux et prévenir la corrosion. Un emballage approprié garantit la qualité du produit pendant le stockage et le transport.

L'écrouissage (également appelé écrouissage) fait référence au phénomène par lequel un matériau métallique subit une déformation plastique à température ambiante, ce qui entraîne une résistance et une dureté accrues tout en diminuant la plasticité, la ténacité et le module élastique. Pendant le laminage à froid, les tôles d'acier subissent d'immenses forces de laminage qui aplatissent et allongent les grains, augmentent la surface limite des grains et augmentent la densité de dislocation. Cela améliore la liaison interatomique, rendant difficile toute déformation supplémentaire. Bien que l'écrouissage améliore la résistance du matériau, il complique le traitement ultérieur. Pour restaurer la plasticité, un recuit est généralement nécessaire. Il s'agit de chauffer pour recristalliser la structure interne et accumuler les dislocations, rétablissant ainsi l'ouvrabilité du matériau.

Le nivelage est un processus ultérieur crucial dans la production de bobines laminées à froid, servant principalement à : corriger la forme de la tôle en éliminant les défauts tels que les ondulations et les gauchissements résultant du laminage à froid et du recuit ; ajuster la finition de la surface en contrôlant la rugosité des rouleaux de nivellement pour obtenir la texture de surface souhaitée ; soulager partiellement les contraintes internes pour améliorer la stabilité dimensionnelle ; augmentation légère de la résistance et de la dureté du matériau (via une déformation mineure par laminage à froid) ; et fournir des conditions de surface optimales pour un traitement ultérieur (par exemple, revêtement, estampage). Le taux d'allongement lors du nivellement est généralement contrôlé entre 0,5 % et 3 %, avec des paramètres spécifiques ajustés en fonction des exigences du produit et des propriétés du matériau.

Le traitement de recuit peut être classé en plusieurs types en fonction de l'objectif et des paramètres du processus : - Recuit complet (chauffage à la température d'austénitisation suivi d'un refroidissement lent pour obtenir une recristallisation complète de la microstructure) - Recuit partiel (chauffage en dessous de la température d'austénitisation, entraînant une recristallisation partielle de la microstructure) - Le recuit isotherme (maintien à température constante après chauffage pour assurer une transformation microstructurale plus uniforme), le recuit de sphéroïdisation (favorisant la sphéroïdisation du carbure pour réduire la dureté et améliorer l'usinabilité) et le recuit de recristallisation (principalement utilisé pour les matériaux écrouis pour restaurer la ductilité). Dans la production de bobines laminées à froid, le recuit de recristallisation est couramment utilisé. Ce processus implique un chauffage pour induire la nucléation et la croissance des grains déformés à froid, formant ainsi de nouveaux grains équiaxes pour atténuer les effets d'écrouissage.

Malgré leurs propriétés supérieures, les bobines laminées à froid présentent certains inconvénients : des processus de production complexes et des investissements importants en équipements entraînent des coûts plus élevés ; une plage d'épaisseur limitée empêche la fabrication de spécifications plus épaisses ; l'écrouissage lors du laminage à froid nécessite un recuit pour restaurer la ductilité, prolongeant les cycles de production et augmentant les dépenses ; les bobines de faible épaisseur sont sujettes à la déformation pendant le transport et le traitement, exigeant une plus grande précision opérationnelle ; Certaines bobines d'acier au carbone laminées à froid présentent une mauvaise résistance à la corrosion, nécessitant des traitements de surface supplémentaires ; des forces de roulement élevées exigent une précision et une maintenance rigoureuses des équipements, la production étant sujette à des problèmes de planéité (par exemple, ondulation, courbure en faucille).