Las bobinas laminadas en frío ofrecen importantes ventajas de aplicación sobre otros productos de acero: calidad superficial superior, que permite el uso directo en componentes visibles sin tratamiento adicional; alta precisión dimensional, lo que reduce los márgenes de mecanizado posterior y mejora la eficiencia de la producción; propiedades mecánicas estables con variación mínima entre lotes, lo que facilita el control de calidad; excelente trabajabilidad, que permite procesos de conformado complejos como estampado, doblado y soldadura; Las especificaciones integrales de los productos satisfacen diversos requisitos de la industria; Resistencia superior a la corrosión que se puede lograr mediante tratamientos superficiales (por ejemplo, galvanizado, revestimiento de color); Ciertos grados de alta resistencia permiten un diseño liviano, lo que reduce el peso del producto y el consumo de energía. Estas ventajas aseguran el papel fundamental de las bobinas laminadas en frío en la fabricación moderna.

Pueden ocurrir varios defectos superficiales durante la producción de bobinas laminadas en frío, entre los que se incluyen principalmente: Rayones, causados ​​por daños causados ​​por rodillos o dispositivos guía; Picaduras, resultantes de superficies rugosas de los rodillos de decapado; decoloración por oxidación, cambios de color de la superficie derivados de una atmósfera protectora inadecuada durante el recocido; marcas de rodillos, impresiones periódicas en la chapa de acero causadas por defectos superficiales en los rodillos del laminador; picaduras, depresiones superficiales localizadas potencialmente causadas por indentaciones de objetos extraños o decapado excesivo; grietas en los bordes, fisuras que aparecen a lo largo de los bordes de la lámina, a menudo relacionadas con la calidad de la materia prima o el proceso de laminación; Inclusiones, defectos formados por la exposición de inclusiones no metálicas dentro o sobre la superficie de la lámina de acero. Estos defectos comprometen la apariencia del producto y el desempeño funcional, lo que requiere control mediante la optimización del proceso y una mejor inspección durante la producción.

El acabado constituye la etapa final de la producción de bobinas laminadas en frío y comprende principalmente las siguientes operaciones: recorte, que elimina los bordes irregulares para garantizar la precisión del ancho; rebobinado, donde las bobinas grandes se cortan en bobinas más pequeñas según las especificaciones del cliente; enderezamiento, que corrige las deformaciones por ondas y dobleces en la placa de acero mediante una máquina enderezadora; inspección de superficies, donde los defectos de la superficie se detectan manualmente o mediante sistemas en línea para rechazar productos no conformes; engrasar, aplicar aceite antioxidante según sea necesario; embalaje, siguiendo procedimientos estándar para salvaguardar la calidad del producto durante el almacenamiento y transporte; etiquetado, marcado del embalaje con información del producto (grado, especificación, peso, fecha de producción, etc.). Los procesos de acabado impactan directamente la calidad del producto final y la experiencia del usuario, lo que requiere un control estricto de los parámetros del proceso y los estándares operativos en cada etapa.

No existe un peso estandarizado para las bobinas laminadas en frío. Generalmente se determina en función de los requisitos del cliente, las condiciones de transporte y la capacidad del equipo de producción, siendo los rangos habituales entre 5 y 20 toneladas. Las bobinas excesivamente livianas aumentan la frecuencia de cambio, lo que reduce la eficiencia de la producción; por el contrario, las bobinas excesivamente pesadas complican el transporte y la manipulación, al tiempo que exigen una mayor capacidad de carga del equipo. En la producción real, el peso de la bobina se puede controlar ajustando la longitud y el espesor del laminado. Por ejemplo, las bobinas laminadas en frío de calibre delgado (por ejemplo, 0,3 mm) pueden alcanzar varios miles de metros de longitud con pesos superiores a 15 toneladas, mientras que las bobinas de calibre grueso (por ejemplo, 2,0 mm) tienen longitudes más cortas y pesos comparativamente más bajos. La información sobre el peso de la bobina normalmente se indica en el embalaje del producto o en los certificados de calidad.

Los laminadores en frío se clasifican por estructura y modo operativo: los laminadores reversibles de una sola plataforma presentan una construcción simple y una baja inversión, adecuados para una producción diversa y de lotes pequeños; los molinos continuos de múltiples soportes (por ejemplo, de cinco y seis soportes) ofrecen alta eficiencia para tiradas de gran volumen de un solo producto; los molinos reversibles de doble soporte equilibran la eficiencia entre estos extremos; Los laminadores en frío de veinte rodillos (molinos Senjimir) son adecuados para producir flejes de acero laminados en frío ultrafinos y de alta precisión, particularmente acero inoxidable y aceros de alta aleación; Los laminadores en frío planetarios logran grandes relaciones de reducción a través de múltiples juegos de rodillos de trabajo de pequeño diámetro, lo que los hace adecuados para producir materiales difíciles de deformar. La selección de un laminador en frío requiere una consideración exhaustiva de las especificaciones del producto, las propiedades del material y la escala de producción.

La temperatura de recocido para bobinas laminadas en frío debe determinarse en función de la composición del material, la deformación por laminado en frío y los requisitos de rendimiento, que generalmente oscilan entre 600 °C y 700 °C. Para aceros al carbono ordinarios (por ejemplo, SPCC, DC01), normalmente se emplea una temperatura de recocido de recristalización de aproximadamente 650 °C. Para los aceros de alta resistencia y baja aleación, lograr un equilibrio óptimo entre resistencia y ductilidad puede requerir temperaturas ligeramente elevadas o tiempos de mantenimiento prolongados. Los aceros inoxidables requieren temperaturas de recocido más altas, generalmente entre 1000 °C y 1100 °C, para garantizar una transformación microestructural completa y la disolución del carburo. Durante el recocido, se deben controlar la velocidad de calentamiento, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento para evitar un crecimiento excesivo del grano debido al sobrecalentamiento o un endurecimiento incompleto debido a temperaturas insuficientes. Los métodos de control de temperatura difieren ligeramente entre los hornos de recocido continuo y los hornos de recocido de campana.

Las propiedades mecánicas de las bobinas laminadas en frío sirven como base crucial para evaluar su desempeño en servicio. Los indicadores clave incluyen: Resistencia a la tracción (σb), que denota la resistencia del material a fallar bajo carga de tracción; Límite elástico (σs o Rp0,2), que representa la tensión a la que comienza la deformación plástica; Alargamiento (δ), que indica el alargamiento relativo en el momento de la fractura y refleja la plasticidad; Dureza (por ejemplo, HV, HRC), que indica la resistencia del material a la deformación localizada; Rendimiento de flexión en frío, que denota la capacidad del material para resistir la deformación por flexión a temperatura ambiente, evaluado mediante pruebas de flexión en frío; Dureza al impacto, que significa la resistencia del material a cargas de impacto (particularmente crucial para materiales utilizados en ambientes de baja temperatura). Los requisitos de propiedades mecánicas varían según los diferentes grados y especificaciones de las bobinas laminadas en frío; La selección debe basarse en escenarios de aplicación específicos.

Para mejorar la resistencia a la corrosión y prolongar la vida útil, las bobinas laminadas en frío generalmente se someten a los siguientes tratamientos de prevención de la oxidación: Recubrimiento de aceite: aplicación de una capa delgada de aceite inhibidor de la oxidación para formar una película protectora; Pasivación: formación química de una densa capa de óxido en la superficie (p. ej., pasivación con cromato); Galvanización (inmersión en caliente o electrogalvanización): depositar una capa de zinc para proteger el sustrato mediante la acción anódica de sacrificio; Recubrimiento de color: Aplicar una capa decorativa y protectora a la superficie; Laminación de la película: Cubrir con una película plástica para evitar rayones y exposición a la humedad durante el transporte y almacenamiento. El costo y la efectividad varían entre estos métodos de prevención de la oxidación, lo que requiere una selección basada en el entorno de uso y la duración del almacenamiento. Por ejemplo, el recubrimiento de aceite puede ser suficiente para el almacenamiento a corto plazo, mientras que se recomienda el galvanizado o el recubrimiento de color para aplicaciones en exteriores a largo plazo.

Durante la producción de bobinas laminadas en frío pueden ocurrir varios defectos en la forma de la lámina, entre los que se incluyen principalmente: - Ondulación (onda central, onda de borde, onda de doble nervadura, etc.), que se manifiesta como ondulaciones periódicas en la superficie del acero; - Curva en hoz, refiriéndose a la curvatura lateral a lo largo de la longitud de la bobina; - Pandeo, que denota una deformación cóncava-convexa irregular dentro del plano de la chapa de acero; Falta de uniformidad en el espesor, donde las variaciones de espesor dentro de una sola bobina o lámina exceden los límites de tolerancia. Estos problemas de planitud se deben principalmente a la distribución desigual de la presión durante el laminado, el desgaste de los rodillos, el control inadecuado de la tensión y las temperaturas de recocido inconsistentes. Una mala forma de la placa compromete la precisión del procesamiento posterior y reduce las tasas de rendimiento del producto. Por lo tanto, la producción debe controlar estos problemas mediante medidas como el ajuste de los parámetros de laminación, la sustitución de rodillos y la optimización de los procesos de recocido.

El decapado es un proceso crítico en la producción de bobinas laminadas en frío, que sirve principalmente para eliminar incrustaciones (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) de la superficie de las bobinas laminadas en caliente. Esta incrustación perjudica el contacto entre los rodillos y las láminas de acero durante el laminado en frío, lo que aumenta las fuerzas de laminado, provoca rayones en la superficie y potencialmente daña el equipo. El decapado ácido produce una superficie limpia y uniforme, creando condiciones óptimas para el posterior laminado en frío. Las soluciones de decapado comunes incluyen ácido clorhídrico y ácido sulfúrico. Durante el decapado, la concentración de ácido, la temperatura y la duración deben controlarse estrictamente para garantizar la eliminación completa de las incrustaciones sin una corrosión excesiva del metal base. El enjuague y el secado posteriores al decapado son esenciales para evitar que el ácido residual corroa la chapa de acero. La calidad del decapado afecta directamente el acabado de la superficie y la formabilidad de las bobinas laminadas en frío.

Los estándares de tolerancia dimensional para bobinas laminadas en frío varían según las diferentes especificaciones nacionales y regionales, con ejemplos comunes que incluyen el estándar nacional chino GB/T 708, el estándar japonés JIS G3141 y el estándar estadounidense ASTM A653. Tomando como ejemplo el estándar nacional chino, las tolerancias de espesor generalmente oscilan entre ±0,02 mm y ±0,05 mm (varía según el espesor), mientras que las tolerancias de ancho generalmente oscilan entre ±1 mm y ±3 mm. Los requisitos de planitud normalmente estipulan que la altura de las olas por metro no debe exceder un valor específico (por ejemplo, 2 mm/m). Los niveles de defectos permitidos para diferentes grados de calidad de superficie también están claramente definidos. En la producción real, las empresas suelen establecer estándares de control interno más estrictos que los estándares nacionales para cumplir con los requisitos de los clientes. Al comprar, se deben especificar claramente los requisitos de tolerancia y estándar del producto aplicables.

Las bobinas laminadas en frío de alta resistencia (como el acero HSLA, el acero de doble fase DP y el acero de plasticidad inducida por transformación TRIP) presentan propiedades de alta resistencia y ligereza. Se utilizan principalmente en la fabricación de automóviles para producir componentes estructurales de carrocería, vigas de impacto de puertas, piezas de chasis, etc., lo que permite reducir el peso del vehículo y al mismo tiempo mejorar la seguridad y el ahorro de combustible. Además, se emplean en productos que exigen alta resistencia, como maquinaria de construcción, contenedores de envío y recipientes de alta presión. Mediante la adición de elementos de microaleación (p. ej., Nb, V, Ti) y procesos de laminación controlados, estas bobinas mantienen suficiente ductilidad y formabilidad para cumplir con requisitos de conformado complejos y, al mismo tiempo, garantizan una alta resistencia. La demanda de bobinas laminadas en frío de alta resistencia está creciendo constantemente con el desarrollo de vehículos de nueva energía.

Las bobinas laminadas en frío de acero inoxidable se fabrican a partir de bobinas estándar de acero inoxidable laminadas en caliente mediante procesos que incluyen decapado, laminado en frío, recocido y nivelación. Presentan las siguientes propiedades: excepcional resistencia a la corrosión, capaces de soportar diversos medios ácidos y alcalinos; un acabado superficial liso y estéticamente agradable, que se puede lograr con efectos de espejo o satinados; Alta resistencia, buena plasticidad y excelente trabajabilidad; Buena resistencia a altas temperaturas, adecuada para diversos ambientes térmicos; Fuerte estabilidad química, resistente a la oxidación; Propiedades higiénicas superiores, que cumplen con los requisitos de contacto con alimentos. Las bobinas laminadas en frío de acero inoxidable se utilizan ampliamente en maquinaria alimentaria, equipos químicos, materiales decorativos, electrodomésticos, aplicaciones automotrices y otros sectores, lo que representa un producto laminado en frío de alto valor agregado.

El método de embalaje de las bobinas laminadas en frío debe determinarse en función de la composición del material, las condiciones de almacenamiento y el modo de transporte. Los enfoques comunes incluyen: envolver la capa interna con papel resistente a la humedad o película plástica para evitar la entrada de agua; proteger la capa exterior con papel kraft, cartón corrugado o láminas de hierro galvanizado para mejorar la resistencia al impacto; Instalar anillos protectores (normalmente de madera o plástico) en ambos extremos del núcleo para evitar deformaciones; asegurar la bobina con flejes de acero o plástico para asegurar la compacidad; para productos de exportación, emplear embalajes impermeables con una cubierta exterior impermeable y etiquetar el embalaje con información del producto y marcas a prueba de humedad. Las bobinas laminadas en frío de acero inoxidable suelen utilizar un embalaje neutro para evitar el contacto con otros metales y prevenir la corrosión. Un embalaje adecuado salvaguarda la calidad del producto durante el almacenamiento y el transporte.

El endurecimiento por trabajo (también denominado trabajo en frío) se refiere al fenómeno en el que un material metálico sufre deformación plástica a temperatura ambiente, lo que da como resultado una mayor resistencia y dureza al tiempo que disminuye la plasticidad, la tenacidad y el módulo elástico. Durante el laminado en frío, las placas de acero soportan inmensas fuerzas de laminación que aplanan y alargan los granos, aumentan el área límite de los granos y elevan la densidad de dislocaciones. Esto mejora los enlaces interatómicos, lo que dificulta una mayor deformación. Si bien el endurecimiento mecánico mejora la resistencia del material, complica el procesamiento posterior. Para restaurar la plasticidad, normalmente se requiere recocido. Se trata de calentar para recristalizar la estructura interna y acumular dislocaciones, restableciendo así la trabajabilidad del material.

La nivelación es un proceso posterior crucial en la producción de bobinas laminadas en frío, que sirve principalmente para: corregir la forma de la lámina eliminando defectos como ondas y deformaciones que surgen del laminado en frío y el recocido; ajuste el acabado de la superficie controlando la rugosidad de los rodillos niveladores para lograr la textura superficial deseada; aliviar parcialmente las tensiones internas para mejorar la estabilidad dimensional; aumentar ligeramente la resistencia y dureza del material (mediante una deformación menor por laminado en frío); y proporcionar condiciones superficiales óptimas para el procesamiento posterior (por ejemplo, recubrimiento, estampado). La tasa de alargamiento durante la nivelación normalmente se controla entre 0,5% y 3%, con parámetros específicos ajustados según los requisitos del producto y las propiedades del material.

El tratamiento de recocido se puede clasificar en varios tipos según el propósito y los parámetros del proceso: - Recocido completo (calentamiento hasta la temperatura de austenización seguido de un enfriamiento lento para lograr la recristalización completa de la microestructura) - Recocido parcial (calentamiento por debajo de la temperatura de austenización, lo que da como resultado una recristalización parcial de la microestructura) - Recocido isotérmico (mantener a una temperatura constante después del calentamiento para asegurar una transformación microestructural más uniforme), recocido esferoidizante (que promueve la esferoidización del carburo para reducir la dureza y mejorar la maquinabilidad) y recocido por recristalización (utilizado principalmente para materiales endurecidos para restaurar la ductilidad). En la producción de bobinas laminadas en frío, se emplea habitualmente el recocido por recristalización. Este proceso implica calentar para inducir la nucleación y el crecimiento de los granos deformados en frío, formando nuevos granos equiaxiales para mitigar los efectos del endurecimiento por trabajo.

A pesar de sus propiedades superiores, las bobinas laminadas en frío presentan ciertos inconvenientes: los procesos de producción complejos y una inversión sustancial en equipos dan como resultado costos más altos; el rango de espesor limitado impide la fabricación de especificaciones más gruesas; el endurecimiento por trabajo durante el laminado en frío requiere recocido para restaurar la ductilidad, lo que extiende los ciclos de producción y aumenta los gastos; las bobinas de calibre delgado son propensas a deformarse durante el transporte y el procesamiento, lo que exige una mayor precisión operativa; Ciertas bobinas laminadas en frío de acero al carbono presentan poca resistencia a la corrosión, lo que requiere tratamientos superficiales adicionales; Las altas fuerzas de rodadura exigen una precisión y un mantenimiento estrictos del equipo, y la producción es propensa a problemas de planitud (por ejemplo, ondulaciones, curvaturas en forma de hoz).