Cán cạnh: Kiểm soát cạnh chính xác trong gia công và hoàn thiện thép

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Cán cạnh là một quy trình tạo hình kim loại chuyên biệt tập trung vào sự biến dạng có kiểm soát của các cạnh của dải thép hoặc tấm thép. Kỹ thuật này bao gồm việc đưa các cạnh bên của kim loại qua các giá cán được thiết kế đặc biệt để đạt được dung sai kích thước, hình dạng cạnh và đặc tính cơ học cụ thể. Cán cạnh đóng vai trò là quy trình kiểm soát chất lượng quan trọng trong quá trình sản xuất các sản phẩm thép phẳng, đảm bảo kiểm soát chiều rộng và điều kiện cạnh phù hợp cho quá trình gia công hạ nguồn và các ứng dụng sử dụng cuối.

Trong bối cảnh rộng hơn của ngành luyện kim, cán cạnh là một tập hợp con quan trọng của các hoạt động cán nguội và cán nóng, đặc biệt giải quyết các khuyết tật liên quan đến cạnh và độ chính xác về kích thước. Nó thu hẹp khoảng cách giữa các hoạt động cán chính và quy trình hoàn thiện, đóng vai trò quan trọng trong chuỗi sản xuất các sản phẩm thép chất lượng cao, trong đó tính toàn vẹn của cạnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản phẩm và sự hài lòng của khách hàng.

Bản chất vật lý và cơ sở lý thuyết

Cơ chế vật lý

Ở cấp độ vi cấu trúc, cán cạnh gây ra biến dạng dẻo cục bộ dọc theo các cạnh của dải. Biến dạng này gây ra sự kéo dài và định hướng lại của hạt theo hướng cán, tạo ra một cấu trúc vi mô dạng sợi ở các cạnh. Quá trình này đưa vào sự cứng lại do ứng suất thông qua sự nhân lên của sự lệch vị trí và sự vướng víu, đặc biệt tập trung ở các vùng cạnh nơi dòng vật liệu bị hạn chế khác với trong thân dải.

Các vùng cạnh trải qua trạng thái ứng suất phức tạp trong quá trình cán, bao gồm ứng suất nén vuông góc với hướng cán và ứng suất kéo song song với hướng cán. Sự phân bố ứng suất này tạo ra các mẫu biến dạng độc đáo khác với các mẫu trong thân chính của dải, dẫn đến các đặc điểm vi cấu trúc riêng biệt ở các cạnh.

Mô hình lý thuyết

Mô hình lý thuyết chính cho cán cạnh dựa trên lý thuyết biến dạng biến dạng phẳng, được sửa đổi để tính đến dòng vật liệu ba chiều tại các cạnh dải. Lý thuyết cán của Sims, được phát triển vào những năm 1950, cung cấp nền tảng để hiểu phân phối lực và cơ học biến dạng trong quá trình cán cạnh.

Theo truyền thống, cán cạnh được coi là hiệu ứng thứ cấp trong lý thuyết cán chung cho đến những năm 1970 khi các mô hình chuyên dụng xuất hiện để giải quyết các hiện tượng cụ thể của cạnh. Sự phát triển tiến triển từ các mô hình hình học đơn giản đến các phân tích phần tử hữu hạn phức tạp kết hợp dòng vật liệu, hiệu ứng nhiệt và sự tiến hóa của cấu trúc vi mô.

Các phương pháp tiếp cận hiện đại bao gồm Phương pháp giới hạn trên để phân tích các mẫu biến dạng và Lý thuyết trường đường trượt để dự đoán dòng vật liệu ở các cạnh. Các phương pháp này được bổ sung bằng các phương pháp số có thể mô phỏng các trạng thái biến dạng ba chiều phức tạp đặc trưng cho các vùng cạnh.

Cơ sở khoa học vật liệu

Cán cạnh ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc tinh thể ở các cạnh dải, thường tạo ra các hướng tinh thể ưa thích (kết cấu) khác với tâm dải. Các ranh giới hạt gần các cạnh thường trở nên dài hơn và thẳng hàng với hướng cán, tạo ra các đặc tính cơ học dị hướng.

Cấu trúc vi mô tại các cạnh cán thường biểu hiện mật độ sai lệch cao hơn và các dải biến dạng rõ rệt hơn so với tâm dải. Điều này dẫn đến sự làm cứng cục bộ có thể có lợi cho độ bền cạnh nhưng cũng có thể dẫn đến giảm độ dẻo và nứt tiềm ẩn nếu không được kiểm soát đúng cách.

Cán cạnh kết nối với các nguyên lý khoa học vật liệu cơ bản về làm cứng, kết tinh lại và phát triển kết cấu. Các trạng thái ứng suất độc đáo ở các cạnh tạo ra các cơ chế biến dạng và phục hồi riêng biệt phải được hiểu để tối ưu hóa chất lượng cạnh và ngăn ngừa các khuyết tật như nứt cạnh hoặc gợn sóng.

Biểu thức toán học và phương pháp tính toán

Công thức định nghĩa cơ bản

Mối quan hệ cơ bản trong quá trình cán cạnh được thể hiện thông qua tỷ lệ giảm cạnh:

$$R_e = \frac{t_i - t_f}{t_i} \lần 100\%$$

Ở đâu:
- $R_e$ là tỷ lệ giảm cạnh (%)
- $t_i$ là độ dày cạnh ban đầu (mm)
- $t_f$ là độ dày cạnh cuối cùng sau khi cán (mm)

Công thức tính toán liên quan

Lực lăn cạnh có thể được tính toán bằng cách sử dụng:

$$F_e = w_e \times L_c \times k_e \times \sigma_y$$

Ở đâu:
- $F_e$ là lực lăn cạnh (N)
- $w_e$ là chiều rộng cạnh hiệu dụng khi biến dạng (mm)
- $L_c$ là chiều dài tiếp xúc giữa con lăn và cạnh (mm)
- $k_e$ là hệ số kháng biến dạng cạnh (không có thứ nguyên)
- $\sigma_y$ là giới hạn chảy của vật liệu (MPa)

Độ lan rộng của cạnh trong quá trình cán có thể được ước tính bằng:

$$\Delta w = C \times w_0 \times \sqrt{\frac{\Delta t}{w_0}} $$

Ở đâu:
- $\Delta w$ là độ mở rộng cạnh (mm)
- $C$ là hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào vật liệu và điều kiện lăn
- $w_0$ là chiều rộng cạnh ban đầu (mm)
- $\Delta t$ là độ giảm độ dày (mm)

Điều kiện và giới hạn áp dụng

Các công thức này thường có giá trị đối với các hoạt động cán cạnh thông thường với tỷ lệ giảm dưới 30% mỗi lần. Vượt quá ngưỡng này, các mô hình phức tạp hơn tính đến quá trình làm cứng ứng suất và hiệu ứng nhiệt trở nên cần thiết.

Các mô hình toán học giả định các đặc tính vật liệu tương đối đồng nhất và biến dạng đồng nhất. Chúng có thể không dự đoán chính xác hành vi đối với các vật liệu có tính dị hướng mạnh hoặc trong quá trình cán cạnh ở nhiệt độ cao, nơi xảy ra hiện tượng làm mềm động.

Hầu hết các công thức cán cạnh đều dựa trên các điều kiện trạng thái ổn định và có thể không nắm bắt được các hiện tượng thoáng qua trong quá trình tăng tốc, giảm tốc hoặc hoạt động ren. Ngoài ra, chúng thường giả định sự căn chỉnh cán hoàn hảo và biến dạng đối xứng, điều này có thể không đúng trong các hoạt động thực tế.

Phương pháp đo lường và đặc tính

Thông số kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn

ASTM A568/A568M: Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thép, tấm, cacbon, kết cấu, thép cường độ cao, hợp kim thấp, cán nóng và cán nguội, bao gồm các yêu cầu về tình trạng cạnh và phương pháp thử nghiệm.

ISO 16160: Sản phẩm tấm thép - Sự không liên tục bề mặt - Thuật ngữ và phân loại, bao gồm phân loại khuyết tật cạnh và tiêu chuẩn đo lường.

EN 10163: Yêu cầu giao hàng về tình trạng bề mặt của tấm, lá và dải thép cán nóng, trong đó nêu rõ các điều kiện cạnh được chấp nhận và phương pháp thử nghiệm.

Thiết bị và nguyên tắc thử nghiệm

Hệ thống kiểm tra cạnh quang học sử dụng camera có độ phân giải cao và đèn chiếu sáng chuyên dụng để phát hiện và phân loại các khuyết tật cạnh. Các hệ thống này hoạt động theo nguyên tắc phân tích độ tương phản giữa hình dạng cạnh và nền chuẩn hóa.

Máy đo biên dạng cạnh cơ học đo các đặc điểm hình học của các cạnh cán thông qua phép đo tiếp xúc trực tiếp. Các thiết bị này thường sử dụng con lăn chính xác hoặc đầu dò tiếp xúc để theo dõi đường viền cạnh.

Các hệ thống tiên tiến bao gồm các cảm biến tam giác laser tạo ra các cấu hình ba chiều của các cạnh dải với độ chính xác ở cấp độ micron. Các hệ thống không tiếp xúc này hoạt động bằng cách chiếu các đường laser lên bề mặt cạnh và phân tích các mẫu ánh sáng phản xạ.

Yêu cầu mẫu

Đánh giá chất lượng cạnh tiêu chuẩn yêu cầu các mẫu có chiều dài ít nhất 300mm được cắt vuông góc với hướng cán. Các mẫu phải bao gồm toàn bộ chiều rộng của dải với các cạnh còn nguyên vẹn.

Chuẩn bị bề mặt thường bao gồm việc tẩy dầu mỡ mà không cần thay đổi cơ học hình dạng cạnh. Đối với kiểm tra bằng kính hiển vi, cần phải cắt cẩn thận và chuẩn bị kim loại học để tránh tạo ra hiện vật.

Các mẫu phải được xác định chính xác bằng cách đánh dấu rõ ràng hướng lăn, hướng bề mặt trên/dưới và vị trí bên trong cuộn dây hoặc tấm để đảm bảo giải thích kết quả một cách chính xác.

Thông số thử nghiệm

Đánh giá tình trạng cạnh thường được thực hiện ở nhiệt độ phòng (20±5°C) trong điều kiện ánh sáng tiêu chuẩn (500-1000 lux) đối với phương pháp kiểm tra trực quan.

Đối với hệ thống kiểm tra tự động, tốc độ quét dao động từ 10-100 m/phút tùy thuộc vào độ phân giải và khả năng phát hiện yêu cầu.

Các thông số quan trọng bao gồm tần suất đo (thường là 1-10 phép đo trên một mét), ngưỡng phát hiện khuyết tật (thường là 0,1-0,5mm tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của sản phẩm) và khoảng thời gian hiệu chuẩn (thường là hàng ngày hoặc theo ca).

Xử lý dữ liệu

Thu thập dữ liệu chính bao gồm việc quét liên tục các cạnh trong quá trình sản xuất hoặc lấy mẫu theo các khoảng thời gian được xác định trước. Các hệ thống hiện đại tạo ra các hồ sơ kỹ thuật số được so sánh với các mẫu tham chiếu.

Phân tích thống kê thường bao gồm tính toán kích thước cạnh trung bình, độ lệch chuẩn và phân phối tần suất của các loại khuyết tật. Chỉ số khả năng xử lý (Cp, Cpk) thường được sử dụng để đánh giá độ ổn định chất lượng cạnh.

Xếp hạng chất lượng cạnh cuối cùng được tính toán bằng cách kết hợp các phép đo kích thước với tần suất lỗi và đánh giá mức độ nghiêm trọng. Nhiều nhà sản xuất sử dụng hệ thống chấm điểm có trọng số ưu tiên các lỗi dựa trên tác động của chúng đối với quá trình xử lý hạ nguồn và hiệu suất sử dụng cuối.

Phạm vi giá trị điển hình

Phân loại thép	Tỷ lệ giảm cạnh điển hình	Điều kiện thử nghiệm	Tiêu chuẩn tham khảo
Thép Carbon Thấp	5-15% cho mỗi lần vượt qua	Cán nguội, 20°C	Tiêu chuẩn ASTMA568
Hợp kim thấp cường độ cao	3-10% cho mỗi lần vượt qua	Cán nguội, 20°C	Tiêu chuẩn ASTM A1018
Thép cường độ cao tiên tiến	2-8% cho mỗi lần vượt qua	Cán nguội, 20°C	EN 10346
Thép không gỉ	3-12% cho mỗi lần vượt qua	Cán nguội, 20°C	Tiêu chuẩn ASTMA480

Khả năng giảm cạnh thay đổi đáng kể tùy theo cấp thép do sự khác biệt trong hành vi làm cứng. Thép cacbon thấp thường cho phép tỷ lệ giảm cao hơn mà không bị nứt cạnh so với các cấp độ bền cao hơn.

Trong các ứng dụng thực tế, các giá trị này hướng dẫn thiết lập máy nghiền để cân bằng năng suất với chất lượng cạnh. Tỷ lệ giảm cao hơn làm tăng năng suất nhưng có thể gây ra các khuyết tật cạnh, đặc biệt là ở các vật liệu có độ bền cao hơn.

Một xu hướng đáng chú ý là độ giảm cạnh tối đa cho phép giảm khi cường độ thép tăng, phản ánh khả năng tạo hình giảm và nguy cơ nứt cạnh cao hơn ở những vật liệu có cường độ cao hơn.

Phân tích ứng dụng kỹ thuật

Những cân nhắc về thiết kế

Các kỹ sư phải tính đến các yêu cầu về điều kiện cạnh khi thiết kế quy trình cán, thường chỉ định dung sai chặt chẽ hơn so với yêu cầu sản phẩm danh nghĩa để phù hợp với các biến thể xử lý hạ nguồn. Các hệ số an toàn 1,2-1,5 thường được áp dụng cho các thông số chất lượng cạnh cho các ứng dụng quan trọng.

Chất lượng cạnh ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định lựa chọn vật liệu, đặc biệt là đối với các ứng dụng liên quan đến các hoạt động tạo hình tiếp theo. Vật liệu có độ dẻo cạnh cao hơn có thể được lựa chọn mặc dù chi phí cao hơn khi cần tạo hình cạnh phức tạp.

Các thông số kỹ thuật về tình trạng cạnh phải cân bằng giữa các yêu cầu kỹ thuật với các cân nhắc về kinh tế, vì để đạt được chất lượng cạnh cao cấp thường đòi hỏi các bước xử lý bổ sung và làm giảm năng suất chung của nhà máy.

Các lĩnh vực ứng dụng chính

Tấm ốp ô tô là một ứng dụng quan trọng, trong đó chất lượng cạnh ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng định hình và hình thức bề mặt. Các thành phần này yêu cầu các điều kiện cạnh được kiểm soát cẩn thận để tránh nứt trong quá trình dập và đảm bảo các cạnh cắt sạch ở các bộ phận cuối cùng.

Một ứng dụng chính khác là trong vật liệu đóng gói, đặc biệt là đối với hộp đựng thực phẩm và đồ uống, nơi chất lượng cạnh ảnh hưởng đến cả hiệu quả sản xuất và sự an toàn của người tiêu dùng. Những ứng dụng này đòi hỏi các cạnh không có gờ, không làm hỏng thiết bị xử lý hoặc gây nguy hiểm cho an toàn.

Trong các ứng dụng thép điện cho các lớp cán biến áp, chất lượng cạnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất từ ​​tính và hiệu quả năng lượng. Cán cạnh chính xác giúp giảm thiểu tổn thất điện bằng cách giảm hư hỏng cạnh có thể tạo ra đoản mạch giữa các lớp cán.

Đánh đổi hiệu suất

Chất lượng cạnh thường xung đột với yêu cầu về năng suất, vì việc đạt được các cạnh cao cấp thường đòi hỏi tốc độ cán chậm hơn và các bước xử lý bổ sung. Sự đánh đổi này trở nên đặc biệt quan trọng trong môi trường sản xuất khối lượng lớn, nơi thông lượng là yếu tố quan trọng về mặt kinh tế.

Độ cứng và độ dẻo của cạnh là một sự đánh đổi phổ biến khác. Các cạnh cứng hơn cung cấp khả năng chống mài mòn và độ ổn định kích thước tốt hơn nhưng có thể bị nứt trong các hoạt động tạo hình tiếp theo. Ngược lại, các cạnh dẻo hơn tạo hình tốt hơn nhưng có thể dễ bị hư hỏng trong quá trình xử lý.

Các kỹ sư phải cân bằng các yêu cầu cạnh tranh này bằng cách tối ưu hóa cả lựa chọn vật liệu và các thông số xử lý. Các phương pháp tiếp cận hiện đại thường bao gồm xử lý cạnh chọn lọc để đạt được sự kết hợp tối ưu các đặc tính.

Phân tích lỗi

Nứt cạnh là chế độ hỏng hóc phổ biến nhất liên quan đến cán cạnh không đúng cách. Các vết nứt này thường bắt đầu từ các khuyết tật cạnh cực nhỏ và lan vào trong trong các hoạt động tạo hình tiếp theo, thường theo các ranh giới hạt bị kéo dài trong quá trình cán.

Cơ chế hỏng hóc thường liên quan đến sự định vị ứng suất tại các khuyết tật cạnh, vượt quá giới hạn độ dẻo cục bộ. Sự tiến triển này tăng tốc khi các cạnh đã trải qua quá trình làm cứng quá mức mà không ủ tiếp theo hoặc khi các khía sắc nhọn tạo ra sự tập trung ứng suất.

Các chiến lược giảm thiểu bao gồm triển khai các quy trình xử lý cạnh thích hợp như mài hoặc phay cạnh trước các hoạt động tạo hình quan trọng. Ngoài ra, việc tối ưu hóa các thông số cán cạnh để duy trì độ dẻo thích hợp và triển khai các hệ thống kiểm tra cạnh trong dây chuyền giúp ngăn ngừa các lỗi hạ lưu.

Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp kiểm soát

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Hàm lượng carbon ảnh hưởng đáng kể đến hành vi cán cạnh, với mức carbon cao hơn thường làm giảm độ dẻo cạnh và tăng nguy cơ nứt cạnh. Mỗi lần tăng 0,1% carbon thường làm giảm độ giảm cạnh an toàn tối đa khoảng 2-3%.

Các nguyên tố vi lượng như lưu huỳnh và phốt pho ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cạnh, ngay cả ở nồng độ dưới 0,01%. Các nguyên tố này có xu hướng phân tách ở ranh giới hạt, tạo ra các vị trí nứt tiềm ẩn trong quá trình biến dạng cạnh.

Các phương pháp tối ưu hóa thành phần bao gồm xử lý canxi để thay đổi tạp chất sulfua, bổ sung có kiểm soát các nguyên tố hợp kim vi mô như niobi hoặc titan để tinh chỉnh cấu trúc hạt và kiểm soát chặt chẽ các nguyên tố còn lại để giảm thiểu tác động tiêu cực của chúng đến độ dẻo của cạnh.

Ảnh hưởng của cấu trúc vi mô

Kích thước hạt mịn hơn thường cải thiện chất lượng cạnh bằng cách phân phối biến dạng đồng đều hơn và giảm xu hướng cục bộ biến dạng. Giảm kích thước hạt trung bình từ ASTM 7 xuống ASTM 9 có thể cải thiện khả năng giảm cạnh tối đa khoảng 15-20%.

Phân bố pha ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất cán cạnh, với các cấu trúc vi mô đơn pha đồng nhất thường cung cấp chất lượng cạnh tốt hơn so với các cấu trúc đa pha. Trong thép hai pha, các đảo martensite cứng có thể tạo ra sự không tương thích về ứng suất dẫn đến nứt cạnh.

Các tạp chất và khuyết tật có tác động rõ rệt đến chất lượng cạnh, với các tạp chất lớn hơn (>10μm) thường đóng vai trò là vị trí bắt đầu vết nứt. Hướng của chúng so với hướng cán đặc biệt quan trọng, với các tạp chất dài vuông góc với hướng cán là bất lợi nhất.

Xử lý ảnh hưởng

Xử lý nhiệt ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất cán cạnh bằng cách thay đổi đặc tính làm cứng của vật liệu. Ủ thích hợp trước khi cán cạnh có thể tăng mức giảm tối đa có thể đạt được lên 30-50% so với vật liệu gia công nguội.

Lịch sử làm việc cơ học, đặc biệt là quá trình khử lạnh trước đó, ảnh hưởng đáng kể đến hành vi cán cạnh. Vật liệu được khử lạnh trước đó 50% thường có độ dẻo cạnh thấp hơn 40-60% so với vật liệu được ủ hoàn toàn.

Tốc độ làm nguội trong quá trình cán nóng ảnh hưởng mạnh đến cấu trúc vi mô và tính chất của cạnh. Làm nguội nhanh có thể tạo ra các cấu trúc hạt mịn có lợi nhưng cũng có thể tạo ra ứng suất nhiệt làm giảm tính toàn vẹn của cạnh nếu không được kiểm soát đúng cách.

Các yếu tố môi trường

Nhiệt độ có tác động sâu sắc đến hiệu suất cán cạnh, với nhiệt độ cao thường cải thiện khả năng biến dạng. Mỗi lần tăng nhiệt độ cán 100°C thường cho phép giảm cạnh nhiều hơn 10-15% mà không bị nứt.

Độ ẩm và điều kiện bôi trơn ảnh hưởng đến ma sát trong quá trình cán cạnh, ảnh hưởng đến dòng vật liệu và hình thành khuyết tật. Bôi trơn không đủ có thể làm tăng ma sát lên 30-50%, dẫn đến bề mặt bị rách và các cạnh không đều.

Các hiệu ứng phụ thuộc vào thời gian bao gồm quá trình oxy hóa cạnh giữa các bước xử lý, có thể nhúng các hạt oxit vào cạnh trong quá trình cán tiếp theo. Hiệu ứng này trở nên đáng kể sau khoảng 24 giờ tiếp xúc trong môi trường máy nghiền tiêu chuẩn.

Phương pháp cải tiến

Những cải tiến về luyện kim bao gồm xử lý canxi thép để thay đổi hình thái tạp chất từ ​​dạng dài sang dạng cầu, giảm tác động có hại của chúng đến độ dẻo của cạnh khoảng 30-40%.

Các phương pháp tiếp cận dựa trên quy trình bao gồm việc triển khai các hoạt động xử lý cạnh như phay cạnh hoặc mài trước khi giảm tới hạn. Các hoạt động này có thể loại bỏ các khuyết tật bề mặt và tạo ra các cấu hình cạnh được kiểm soát giúp cải thiện hiệu suất cán tiếp theo.

Các cân nhắc về thiết kế để tối ưu hóa chất lượng cạnh bao gồm việc triển khai cán cạnh tiến bộ với tỷ lệ giảm dần và kết hợp các bước ủ trung gian cho các ứng dụng giảm cao. Các phương pháp này có thể tăng tổng mức giảm cạnh có thể đạt được lên 40-60% so với các phương pháp thông thường.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các thuật ngữ liên quan

Điều kiện cạnh là các quy trình chuẩn bị được áp dụng cho các cạnh dải trước khi cán hoặc tạo hình. Các quy trình này bao gồm cắt cạnh, phay, mài và loại bỏ bavia để loại bỏ khuyết tật và tạo ra các điều kiện bắt đầu được kiểm soát.

Sóng cạnh mô tả một dạng khuyết tật phẳng đặc trưng bởi các gợn sóng tập trung ở các cạnh dải. Hiện tượng này là kết quả của sự kéo dài khác biệt giữa các vùng cạnh và vùng trung tâm trong quá trình cán.

Độ rơi cạnh là sự mỏng tự nhiên xảy ra ở các cạnh dải trong quá trình cán. Đặc điểm hình học này phải được kiểm soát trong giới hạn quy định để đảm bảo sự phù hợp thích hợp trong các ứng dụng hàn và hiệu suất đồng đều ở các bộ phận đã tạo hình.

Tiêu chuẩn chính

ASTM A1018/A1018M là tiêu chuẩn quốc tế chính cho thép tấm và thép dải, cán nóng hoặc cán nguội, chỉ định các yêu cầu về điều kiện cạnh cho nhiều loại và ứng dụng khác nhau. Tiêu chuẩn này phân loại các điều kiện cạnh thành nhiều lớp dựa trên mức chất lượng.

Tiêu chuẩn Châu Âu EN 10131 bao gồm các sản phẩm cán nguội phẳng bằng thép cacbon thấp để tạo hình nguội, với các yêu cầu cụ thể về điều kiện cạnh và dung sai. Tiêu chuẩn này khác với tiêu chuẩn ASTM ở chỗ phân loại chi tiết hơn các loại khuyết tật cạnh.

Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản JIS G 3141 cung cấp các thông số kỹ thuật cho tấm và dải thép cacbon cán nguội, bao gồm các yêu cầu chi tiết về chất lượng cạnh thường nghiêm ngặt hơn so với các tiêu chuẩn tương đương quốc tế, phản ánh nhu cầu về độ chính xác cao trong sản xuất của Nhật Bản.

Xu hướng phát triển

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc giám sát chất lượng cạnh theo thời gian thực bằng trí tuệ nhân tạo và thuật toán học máy. Các hệ thống này có thể phát hiện các mẫu tinh vi trước các khuyết tật cạnh, cho phép điều chỉnh phòng ngừa trước khi các vấn đề về chất lượng phát triển.

Các công nghệ mới nổi bao gồm xử lý cạnh hỗ trợ bằng laser, giúp sửa đổi có chọn lọc cấu trúc vi mô của cạnh thông qua các chu kỳ gia nhiệt và làm mát được kiểm soát. Công nghệ này có thể tăng độ dẻo của cạnh lên 20-30% mà không ảnh hưởng đến các đặc tính của vật liệu khối.

Các phát triển trong tương lai có thể bao gồm các hệ thống quản lý chất lượng cạnh tích hợp kết hợp dữ liệu cảm biến, mô hình quy trình và hệ thống điều khiển tự động để duy trì các điều kiện cạnh tối ưu trong toàn bộ chuỗi sản xuất. Các hệ thống này hứa hẹn sẽ giảm 50-70% các khuyết tật liên quan đến cạnh đồng thời cải thiện năng suất.