Maszyny do formowania na zimno, będące kluczowym sprzętem do przekształcania blach w-precyzyjne profile w temperaturze pokojowej, w dużym stopniu opierają się na zastosowanych materiałach, jeśli chodzi o ich wydajność konstrukcyjną i stabilność operacyjną. Różne komponenty podczas pracy podlegają różnym obciążeniom, tarciu, wzrostowi temperatury i wpływom środowiska; dlatego też odpowiednie materiały muszą być dopasowane do wymagań funkcjonalnych, aby osiągnąć równowagę pomiędzy wysoką wytrzymałością, wysoką sztywnością, odpornością na zużycie i odpornością na korozję. Naukowy dobór głównych materiałów do maszyn do walcowania na zimno ma fundamentalne znaczenie dla zapewnienia-niezawodnego działania w dłuższej perspektywie i ma kluczowe znaczenie dla poprawy dokładności formowania profili i wydajności produkcji.
Rama i łoże są głównymi elementami-nośnymi maszyny do walcowania na zimno i muszą charakteryzować się doskonałą sztywnością, odpornością na wibracje i stabilnością wymiarową. Zwykle stosuje się-wysokiej jakości stal konstrukcyjną węglową lub nisko{3}}stalę niskostopową-o wysokiej wytrzymałości, taką jak Q235B i Q345B. Po spawaniu lub odlewaniu integralnym poddawane są obróbce starzeniowej i precyzyjnej obróbce mechanicznej, aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne i zmniejszyć ryzyko odkształcenia. W przypadku sprzętu-precyzyjnego lub sprzętu na dużą- skalę wybiera się również stal konstrukcyjną ze stopów ulepszanych cieplnie, aby zwiększyć wytrzymałość zmęczeniową i odporność na uderzenia, zapewniając stałą dokładność geometryczną podczas-ciągłej długotrwałej pracy.
Rolki formujące to podstawowe elementy, które bezpośrednio wpływają na dokładność konturu profilu i jakość powierzchni, wymagające równowagi pomiędzy wysoką twardością, odpornością na zużycie i pewnym stopniem wytrzymałości. Powszechnie stosowane materiały obejmują wysokowęglową stal łożyskową-(taką jak GCr15),-stal szybkotnącą (W18Cr4V) lub stal stopową-z modyfikowaną powierzchnią. Aby jeszcze bardziej zwiększyć odporność na zużycie i właściwości antyadhezyjne-, walce formujące często poddaje się hartowaniu powierzchniowemu, nawęglaniu lub azotowaniu, aby utworzyć twardą, odporną na zużycie warstwę-przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości rdzenia, aby zapobiec kruchemu pękaniu pod dużym uderzeniem. W przypadku walców obrabiających specjalne materiały, takie jak stal nierdzewna i stopy aluminium, stosuje się również twarde stopy lub powłoki ceramiczne, aby zmniejszyć przyczepność materiału i ryzyko uszkodzenia powierzchni walców.
Elementy układu przeniesienia napędu, takie jak wrzeciona, koła zębate, łożyska i sprzęgła, przenoszą przede wszystkim obciążenia cykliczne i tarcie, co wymaga dużej wytrzymałości zmęczeniowej i dobrej odporności na zużycie. Wrzeciono i koła zębate są w większości wykonane z-wysokiej jakości stali stopowej hartowanej (takiej jak 40Cr i 20CrMnTi) i hartowanej powierzchniowo w celu poprawy wytrzymałości zmęczeniowej stykowej i odporności na zużycie. W łożyskach tocznych wykorzystuje się-stal łożyskową o wysokiej zawartości chromu lub ceramiczne łożyska hybrydowe, aby zapewnić niskie tarcie i długą żywotność w przypadku ciągłej pracy z-dużą prędkością. Sprzęgła są wykonane z-wytrzymałej stali kutej lub żeliwa sferoidalnego, w zależności od wymagań dotyczących momentu obrotowego i wyrównania, a także wytrzymałości na skręcanie i wytrzymałości na skręcanie.
Urządzenia prowadzące i pozycjonujące zapewniają, że taśma i profil poruszają się po ustalonej trajektorii podczas procesu formowania, co wymaga dobrej stabilności wymiarowej i odporności na zużycie. Powszechnie stosowane materiały obejmują średnio-stal węglową lub stal konstrukcyjną stopową, które są odpuszczane, a następnie-utwardzane powierzchniowo za pomocą hartowania-o wysokiej częstotliwości w celu poprawy odporności na zużycie i odkształcenia. W przypadku-precyzyjnych elementów prowadnic można również zastosować-utwardzane wydzieleniowo stopy aluminium lub żeliwo, wykorzystując ich niski współczynnik rozszerzalności cieplnej w celu utrzymania stabilności wymiarowej.
Narzędzia tnące i uchwyty narzędzi w mechanizmie tnącym są poddawane-udarom i zużyciu o wysokiej częstotliwości, co wymaga stali narzędziowej o wysokiej-twardości i udarności-(takiej jak Cr12MoV i SKD11) oraz próżniowej obróbki cieplnej w celu zapewnienia ostrych krawędzi skrawających i trwałości. Uchwyt narzędziowy jest wykonany ze spawanej lub odlewanej stali konstrukcyjnej, wzmocniony żebrami w celu pochłaniania obciążeń udarowych i utrzymywania dokładności pozycjonowania.
Elementy pomocnicze, takie jak osłony ochronne, stoły operacyjne i złącza, choć nie są bezpośrednio zaangażowane w proces formowania, podlegają wyborowi materiałów, które znacząco wpływają na bezpieczeństwo i żywotność sprzętu. Osłony ochronne są zazwyczaj wykonane z profili-walcowanych na zimno lub ze stopów aluminium, pokrytych-farbą antykorozyjną, która zapobiega rdzewieniu. Powierzchnie stołów operacyjnych są wykonane z-antypoślizgowej,-odpornej na ścieranie stali wzorzystej lub arkuszy konstrukcyjnego tworzywa sztucznego. Śruby, nakrętki i inne elementy złączne są zazwyczaj wykonane z-wytrzymałej stali nierdzewnej lub ocynkowanej stali węglowej, co zapobiega poluzowaniu się i korozji.
W specjalnych warunkach pracy, takich jak przetwarzanie materiałów silnie korozyjnych lub praca w wilgotnym środowisku, odsłonięte komponenty i te, które są łatwo narażone na działanie medium, muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję,-takich jak stal nierdzewna 304 lub 316, lub konstrukcje kompozytowe z-powłokami antykorozyjnymi, aby wydłużyć żywotność i zmniejszyć częstotliwość konserwacji.
Ogólnie rzecz biorąc, wybór głównych materiałów do maszyn do formowania na zimno odbywa się zgodnie z zasadami „najpierw funkcjonalność, dopasowanie wydajności i wykonalność procesu”. Dzięki rozsądnym kombinacjom materiałów i procesom obróbki cieplnej różne komponenty uzupełniają się pod względem wytrzymałości, sztywności, odporności na zużycie, odporności na korozję i stabilności wymiarowej, zapewniając w ten sposób solidną podstawę materiałową dla precyzyjnego formowania, wydajnej pracy ciągłej oraz bezpiecznej i niezawodnej pracy sprzętu. Ta optymalizacja systemu materiałowego nie tylko poprawia ogólną wydajność maszyny, ale także zapewnia skalowalne wsparcie techniczne przy obróbce profili w różnych gałęziach przemysłu.