Шероховатость поверхности ленты: что такое и почему это важно

Шероховатость поверхности — совокупность неровностей и микродефектов материала, которые возникают в процессе его обработки. Эти неровности могут быть видимыми или скрытыми, различаться по размеру, форме и распределению. Даже незначительные дефекты могут существенно повлиять на эксплуатационные характеристики стали или сплава. Шероховатость отрицательно влияет на механические и физические свойства материала, а в некоторых случаях определяет успех или провал всей технологической операции.

Значение шероховатости важно для многих отраслей промышленности:

• Машиностроение: шероховатость влияет на трение между деталями, что может привести к их быстрому износу или снижению эффективности работы механизмов. Особенно важно учитывать этот фактор для изделий, работающих в условиях высоких нагрузок и экстремальных температур.
• Производство электроники: шероховатость влияет на качество пайки и сборки компонентов, а также на надежность электрических соединений. Избыточные неровности могут нарушить герметичность контактов.
• Строительство: от шероховатости зависит сцепление (адгезия) строительных материалов, таких как бетон, краска и другие покрытия.

В целом, контроль и управление шероховатостью — это важный аспект производства холоднокатаной ленты, которые позволяет обеспечить высокое качество конечной продукции и эффективность технологических процессов.

Основные параметры шероховатости

Для оценки шероховатости ленты используют несколько ключевых параметров. Каждый из них позволяет точно описать различные аспекты неровностей и их влияние на функциональность материала:

• Ra — среднее арифметическое отклонение профиля — параметр показывает усредненный показатель отклонений профиля от средней линии на базовой длине. Ra дает общее представление о высоте неровностей и их равномерности. Это один из самых часто используемых показателей для оценки шероховатости.
• Rz — высота неровностей по десяти точкам — рассчитывается как сумма арифметических отклонений высот пяти самых высоких выступов и глубин пяти самых глубоких впадин относительно средней линии на базовой длине. Параметр помогает оценить максимальную высоту неровностей, влияющих на рабочие характеристики.
• Rmax — максимальная высота профиля — отражает разницу между самой высокой точкой и самой глубокой впадиной профиля на базовой длине. Позволяет определить максимальную высоту неровностей профиля. Используется при проектировании и контроле качества.
• Sm — средний шаг неровностей — среднее расстояние между неровностями на поверхности. Определяется как длина участка профиля, содержащего не менее пяти неровностей. Позволяет оценить средний шаг неровностей, а также влияния шероховатости на трение и износ. Этот параметр особенно важен для изделий, подверженных динамическим нагрузкам.
• S — средний шаг местных выступов — характеризует среднее расстояние между местными выступами. Показатель позволяет оценить средний размер элементов микрогеометрии, которые оказывают влияние на физико-механические свойства поверхности, такие как сцепление с другими материалами и износостойкость.

Методы измерения шероховатости

Для контроля шероховатости поверхности применяются контактные и бесконтактные методы. У каждого из них есть свои преимущества и ограничения.

Контактные методы измерения шероховатости

• Профилометры: приборы, сканирующие поверхность алмазной иглой. Данные о движении иглы фиксируются датчиками, после чего параметры шероховатости (Ra, Rz и др.) выводятся на экран. Этот метод подходит для измерения как макро-, так и микронеровностей.
• Контурографы: усовершенствованные устройства, измеряющие не только профиль, но и контуры поверхности. Применяются для детального анализа микрогеометрии и позволяют получить точную и полную информацию о шероховатости поверхности.

Оптические методы измерения шероховатости

Основаны на использовании света для визуализации и анализа поверхности. Позволяют получать изображения поверхности с высоким разрешением и точностью.

• Интерферометры: приборы, использующие для получения высокоточных изображений поверхности интерференцию света — перераспределение интенсивности светового потока за счет наложения нескольких световых волн. Интерферометрический метод позволяет измерять макро- и микронеровности, что важно для высокотехнологичных отраслей.

Контактные методы обеспечивают быстрые и точные измерения макронеровностей, однако они могут упускать микродефекты. Оптические методы дают более детальное представление о микрогеометрии поверхности, но требуют больше времени для обработки данных.

Факторы, влияющие на шероховатость поверхности ленты

Шероховатость холоднокатаной ленты зависит от множества факторов, начиная от качества исходного материала и заканчивая условиями эксплуатации.

• Качество исходного материала: неровности на поверхности сырья могут привести к появлению аналогичных дефектов на готовой ленте. Например, трещины и сколы на исходном материале часто становятся причиной высокой шероховатости.
• Процесс производства ленты: используемые технологии и настройка оборудования сильно влияют на качество поверхности. Например, неверная настройка прокатного стана приведет к неравномерному натяжению ленты, что станет причиной образования микронеровностей и других дефектов на поверхности материала. 
• Условия эксплуатации и хранения: воздействие влаги, пыли, грязи и других внешних факторов приводят к преждевременному износу и повреждению поверхности — образованию царапин, трещин и других неровностей. Также неправильное хранение ленты, например, в условиях повышенной влажности или под прямыми солнечными лучами, негативно сказывается на ее качестве и приводит к изменению шероховатости.

Контроль и управление шероховатостью

Для обеспечения высокого качества продукции контроль шероховатости должен проводиться на всех этапах производства:

1. Контроль сырья: проверка исходного материала на наличие трещин, сколов, коррозии и других дефектов.
2. Настройка оборудования: правильная настройка прокатных станов и другого технологического оборудования помогает избежать неравномерного натяжения ленты и появления дефектов.
3. Использование качественных валков: валки из износостойких материалов с низким коэффициентом трения минимизируют риск появления заусенцев и неровностей на поверхности холоднокатаной ленты.
4. Полировка: для уменьшения шероховатости после прокатки ленту полируют, в том числе с помощью специальных паст и инструментов.
5. Тестирование и контроль качества: регулярный анализ качества поверхности (визуальный осмотр, использование измерительных приборов и другие методы контроля) на всех этапах производства позволяет своевременно выявлять и устранять дефекты.
6. Оптимизация процесса: результаты тестирования позволяют эффективно оптимизировать производственные процессы. На основании полученных данных можно изменить скорость прокатки, давление, температуру и другие технологические параметры.

Производство ленты с заданными параметрами шероховатости на ПЗПС

Шероховатость поверхности особенно важна для ленты из следующих материалов:

• Электротехнические стали: 20895, 20880, 20860, 20832, 21895, 21880, 21860, 21832.
• Коррозионностойкие стали 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т, жаростойкие и жаропрочные сталь 20Х13 и сплав ХН78Т.
• Прецизионные сплавы:  29НК, 36Н, 42Н.

На ПЗПС вы можете купить холоднокатаную ленту по ГОСТ 503-81 с низким уровнем шероховатости. Благодаря современному оборудованию и передовым методам контроля наши специалисты могут точно оценить макро- и микродефекты поверхности и обеспечить высокое качество готовой продукции. По вопросам поставок обращайтесь в наш отдел продаж или оставьте заявку на сайте. Мы свяжемся с вами в кратчайшие сроки.

‍