בתחום החומרים המתכתיים, יריעות פלדה מגולוונת ויריעת פלדה מגולגלת קרה- הם שני מוצרים בשימוש נרחב עם מאפיינים שונים בתכלית. יריעת פלדה מגולגלת קרה- היא הצורה הבסיסית של עיבוד גלגול פלדה, בעוד שיריעת פלדה מגולוונת היא מוצר משודרג של גיליון פלדה מגולגל קר- לאחר טיפול פני השטח. ההבדלים בתהליכי הייצור שלהם, במאפייני הביצועים ובתרחישי היישום שלהם קובעים ישירות את מיקומם השונים בשרשרת התעשייתית. הבנה מעמיקה של ההבדלים הללו יכולה לא רק לספק בסיס מדעי לבחירת חומרים אלא גם לעזור למצוא את האיזון האופטימלי בין בקרת עלויות והבטחת ביצועים.
ההבדלים המהותיים בתהליכי ייצור
(1) פלדה קרה-מגולגלת: התהליך הבסיסי של גלגול ועיצוב
הייצור של גיליון פלדה מגולגל- קרה משתמש בגיליון פלדה מגולגל חם-כחומר גלם, משיג הפחתת עובי ושיפור ביצועים באמצעות גלגול מרובה-מעבר בטמפרטורת החדר (טמפרטורת גלגול < טמפרטורת התגבשות מחדש, בדרך כלל טמפרטורת החדר עד 100 מעלות). תהליכי הליבה שלה כוללים:
תהליך גלגול: לוחות מגולגלים חמים- (עובי 3-8 מ"מ) מגולגלים ל-0.15-3.0 מ"מ באמצעות טחנת גלגול קרה. מספר מעברי הגלגול מותאם לפי עובי היעד (נדרשים 5-8 מעברים למפרטים דקים יותר), עם קצב הפחתה של 15%-30% למעבר. זה מעדן את גודל הגרגר ומשפר את החוזק באמצעות דפורמציה פלסטית של המתכת.
טיפול חישול: עקב התקשות העבודה לאחר גלגול קר, הפלסטיות של יריעת הפלדה יורדת. חישול מתמשך (ב-700-800 מעלות) נדרש כדי להחזיר את הפלסטיות, להשגת מצבי קשיות שונים (למשל, רך, חצי קשה, קשה) בהתאם לצרכים.
תהליך גימור: זה כולל פילוס (שיפור צורת הגיליון ושליטה בחספוס Ra0.5-2.0μm) וגיזום קצוות (הבטחת דיוק ממדי), בסופו של דבר יצירת יריעת פלדה חלקה ומדויקת בממדים בגלגול קר.
המפתח לגלגול קר הוא השגת צפיפות ובקרת ביצועים של פלדה באמצעות כוח מכני, מבלי לשנות את הרכב החומר באמצעות טיפול כימי או חום. הוא משמש כ"חומר הגלם הבסיסי" להמשך עיבוד פלדה.
(2) יריעת פלדה מגולוונת: טיפול פני השטח לשיפור עמידות בפני קורוזיה
יריעת פלדה מגולוונת משתמשת בגיליון פלדה מגולגל קר- כמצע (מהווה יותר מ-90%). תהליך הגלוון מקנה עמידות בפני קורוזיה. תהליכי הליבה מחולקים לשתי קטגוריות: גלוון-בחום וגלוון-אלקטרו:
טבילה חמה-: לאחר הסרת שומנים וכבישה, המצע טובל באבץ מותך ב-450-460 מעלות, ויוצר ציפוי מרוכב של שכבת סגסוגת אבץ-ברזל (עובי 5-15μm) + שכבת אבץ טהורה (סך שכבת אבץ 50-275g/m²7). שכבת האבץ והמצע מחוברים מתכתית, עם חוזק הידבקות העולה על 80N/cm.
אלקטרו-גלוון: המצע עובר אלקטרוליזה באלקטרוליט המכיל יוני אבץ, מה שגורם להשקעת יוני אבץ על פני השטח ויוצרים שכבת אבץ טהורה (5-50g/m²). שכבת האבץ והמצע מחוברים פיזית, עם חוזק הידבקות של 30-50N/cm, ומשטח חלק יותר (Ra0.1-0.5μm).
הליבה של הגלוון היא הפיכת "פלדה בסיסית" ל"פלדה עמידה- בפני קורוזיה" על ידי יצירת שכבת אבץ על פני השטח של יריעות פלדה מגולגלות קרות-. תהליך הייצור כולל 3-5 שלבי טיפול פני השטח יותר מאשר יריעות פלדה מגולגלות קר.
הבדלי ביצועים מרכזיים
(1) עמידות בפני קורוזיה: היתרון המוחלט של יריעות פלדה מגולוונת
ליריעות פלדה מגולגלות{{0} קרה יש עמידות נמוכה ביותר בפני קורוזיה. חלודה תופיע לאחר 2-3 ימים של חשיפה לאוויר, וחלודה אדומה ניכרת תיווצר תוך חודש בסביבה לחה. מנגנון הקורוזיה כולל ברזל מגיב עם חמצן ולחות באוויר ליצירת Fe₂O₃・nH₂O רופף, שאינו יכול למנוע את תהליך הקורוזיה המתמשך.
יריעות פלדה מגולוונת משיגות הגנה מפני קורוזיה באמצעות ציפוי אבץ:
הגנת אנודת קורבנות: פוטנציאל האלקטרודה של אבץ (-0.76V) נמוך מזה של ברזל (-0.44V). כאשר הציפוי ניזוק, אבץ מאכל באופן מועדף, ומגן על מצע הפלדה.
אפקט מחסום פיזי: שכבת האבץ יוצרת סרט תחמוצת צפוף (ZnO, Zn(OH)₂), ומונעת מחומר קורוזיבי מגע עם המצע. יריעות פלדה מגולוונת חמה-(ציפוי אבץ 275 גרם/מ"ר) יכולות לעמוד בפני חלודה במשך 8-12 שנים בסביבות תעשייתיות, פי 50-100 יותר מאשר יריעות פלדה מגולגלות קרות-; אפילו ליריעות פלדה מגולוונות אלקטרו (ציפוי אבץ 20 גרם/מ"ר) יש עמידות בפני קורוזיה גבוהה פי 5-10 מאשר ליריעות פלדה מגולגלות קר.
(2) מאפיינים מכניים: הבדלים עדינים הנשלטים על ידי המצע
ליריעות פלדה מגולגלות קרה- יש מגוון רחב של תכונות מכניות. על ידי התאמת תהליך הגלגול ודרגת החישול, ניתן להשיג את הדברים הבאים:
מצב רך (SPCC - S): חוזק מתיחה 270 - 330 MPa, התארכות 30% - 40%, מתאים להטבעה מורכבת;
מצב קשה (SPCC - H): חוזק מתיחה 380 - 500 MPa, התארכות 5% - 10%, מתאים לרכיבים מבניים הדורשים חוזק גבוה.
התכונות המכניות של יריעות פלדה מגולוונת נקבעות על ידי המצע. לטיפול הגלוון השפעה מינימלית (שינוי חוזק ±5%), אך יש לציין את הדברים הבאים:
הטמפרטורה הגבוהה של גלוון-טבילה חמה (מעל 450 מעלות) עשויה להפחית את החוזק של יריעות פלדה קרות-מגולגלות במצב קשה ב-10% - 15% (ריכוך חישול);
אלקטרו-גלוון הוא תהליך בטמפרטורת החדר שאין לו השפעה על תכונות המצע ויכול לשמר לחלוטין את החוזק והפלסטיות של יריעות פלדה מגולגלות קר-.
