W świecie uprzemysłowionym około 50% wszystkich stosowanych stopów aluminium ma postać płaskich wyrobów walcowanych. W ciągu ostatnich 35 lat nastąpiły duże zmiany w rozwoju i zrozumieniu smarowania walcowania aluminium. Obecnie przyjmuje się, że olej walcowniczy silnie wpływa zarówno na wydajność walcowni, jak i jakość metalu.

Walcowanie metalu jest procesem rozciągania kawałka blachy do pewnej grubości poprzez zwiększenie jego długości. Proces wymaga smarowania, aby kontrolować tarcie między rolkami. Kontrola tarcia jest niezbędna. Niskie tarcie jest pożądane w niektórych miejscach, ale jeśli jest zbyt niskie w innych obszarach styku, może to spowodować, że rolki nie spłaszczą metalu skutecznie, tworząc wgłębienia i rozmazy. Najważniejszymi cechami olejów do walcowania jest chłodzenie metalu i walców roboczych, przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganego smarowania zgryzu walca i równoczesnej ochronie przed korozją.

Procesy i rodzaje środków smarnych stosowanych w walcowaniu aluminium przedstawiono w poniższej tabeli:

Środki smarne do walcowania aluminium

Rolą środka smarnego jest:

• zmniejszenie / uniknięcia bezpośredniego kontaktu pomiędzy walcem i powierzchni aluminium
• odprowadzenia ciepła wytwarzanego przez tarcie i odkształcenie
• transport drobin metali i zanieczyszczeń z obszaru zgryzu do filtra

Przy formułowaniu środka smarnego do walcowania należy wziąć pod uwagę nośność, wydajność chłodzenia i zdolność do zapewnienia czystego wyżarzonego produktu i konieczne jest zapewnienie jego stabilności chemicznej, aby zminimalizować zmiany podczas użytkowania. Zarówno właściwości reologiczne, jak i skład mają znaczący wpływ na wydajność oleju. Dodatki są niezbędne dla kontroli tarcia, ponieważ zapobiegają problemom z poślizgiem lub odmową zgryzu rolki spowodowanego zbyt niskim tarciem lub złą jakością powierzchni spowodowaną zbyt wysokim tarciem.

Smarowanie toczne aluminium: walcowanie na gorąco

Podczas procesu walcowania na gorąco smarowanie i kontrolę termiczną walców roboczych uzyskuje się przez natryskiwanie emulsji olej w wodzie na rolki w kontrolowanych wzorach. Emulsja usuwa również wszelkie luźne zanieczyszczenia z obszaru zgryzu i przenosi go do filtra, gdzie jest usuwany.

Emulsje są złożonymi mieszankami wody, oleju bazowego i dodatków, w tym polepszaczy smarności, przeciwutleniaczy, emulgatorów i środków zwilżających. Preparat może również zawierać inhibitory korozji, biocydy i środki sprzęgające, które pomagają zapewnić stabilność podczas przechowywania i wspomagają proces emulgowania.

Konieczne jest ustalenie i utrzymanie spójnego smarowania tocznego aluminium, aby zapewnić skuteczne chłodzenie i ochronę świeżo wytworzonej powierzchni, minimalizując jednocześnie zużycie rolek i zapobiegając poślizgowi i odmowom.

Walcowanie na zimno i walcowanie folii

W większość operacji walcowania na zimno i walcowania folii wykorzystuje środki smarne na bazie oleju, chociaż niektóre systemy walcownicze mogą pomieścić alternatywy na bazie wody. Olej bazowy stanowi ponad 90% całkowitej objętości środka smarnego i działa jako rozpuszczalnik dla dodatków przenoszących obciążenie i środka chłodząco-walcującego. Lepkość oleju bazowego ma znaczący wpływ na ilość środka smarnego wchodzącego do zgryzu i tym samym na sprawność walcowania.

Tradycyjne środki smarne do walcowania na zimno zawierają olej bazowy, dodatki przenoszące obciążenie i przeciwutleniacze. Olej bazowy musi mieć odpowiednią lepkość dla pracy walcarki i wąski zakres wrzenia. Pozwoli to zminimalizować zarówno parowanie podczas użytkowania, jak i ryzyko zaplamienia podczas wyżarzania walcowanej taśmy. Procesy rafinacji pomagają zapewnić zgodność z kilkoma standardami American Food and Drug Administration i mają korzystny wpływ na zwiększenie temperatury zapłonu i zmniejszenie zapachu.