Das Walzen ist ein metallisches Umformverfahren, das zur Dickenreduktion von Stahl und anderen Metallen sowie zur Herstellung gleichmäßiger Dicke dient. Dieses Verfahren kann bei erhöhten Temperaturen, als Warmwalzen, oder bei Raumtemperatur, als Kaltwalzen, durchgeführt werden. Schauen wir uns einige der grundlegenden Unterschiede zwischen diesen beiden Verfahren in Bezug auf Stahl an.
Das Walzen von Profilen kann prinzipiell bei hohen Temperaturen - dem so genannten Warmwalzen -, aber auch bei Raumtemperaturen - dem so genannten Kaltwalzen - durchgeführt werden. Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle für das Endergebnis. Beide Produktionsverfahren werden eingesetzt, um Profile aus Edelstahl oder Stahl herzustellen. Die Eigenschaften der jeweiligen Technologien und dementsprechend auch die Produkte unterscheiden sich stark.
Was ist warmgewalzter Stahl?
Beim Warmwalzen wird Material wie Brammen, Knüppel oder Draht bei hohen Temperaturen verarbeitet, die oberhalb der Rekristallisationstemperatur liegen. Bei Stahl liegt diese zwischen 720 und 1260 Grad Celsius. Durch diese hohen Temperaturen befindet sich der Stahl im sogenannten austenitischen Zustand. In diesem Zustand sind die Eisenatome kubisch flächenzentriert angeordnet, was eine effektive Verformung ermöglicht. Hierdurch kann die Stahldicke auf etwa 1/250 ihrer ursprünglichen Größe reduziert werden.
Schematische Darstellung des Warmwalzverfahrens für Stahl
Vorteile von warmgewalztem Stahl
- Ermöglicht die Massenproduktion
- Wirtschaftliche Produktion
- Hohe Verarbeitbarkeit
- Kein bis sehr geringer innerer Stress
Warmwalzen ist die bevorzugte Methode für die Massenproduktion von Langstahlprodukten, da sie in der Regel wirtschaftlicher ist als das Kaltwalzen. Das Material kann leicht geformt und gestaltet werden, und warmgewalzter Stahl weist normalerweise minimale innere Spannungen auf, da er allmählich abgekühlt wird. Jedoch kann die Profilgenauigkeit und Oberflächengüte eingeschränkt sein.
Was ist kaltgewalzter Stahl?
Im Gegensatz zum Warmwalzen wird das Walzgut beim Kaltwalzen in der Regel bei Raumtemperatur und damit unterhalb der Rekristallisationstemperatur umgeformt. Beim Kaltwalzen von Profilen wird ein Walzdraht als Halbzeug verwendet. Der gewünschte Profilquerschnitt des Endprodukts bestimmt auch den Durchmesser des Drahtes. Das Verfahren wird meist zur Umformung breiter Flachprodukte wie Bleche eingesetzt.
Für besonders komplexe Profilquerschnitte können mehrere Walzvorgänge erforderlich sein. Dies hat zur Folge, dass die Profile vor dem nächsten Stich lösungsgeglüht werden müssen. Das Hauptziel des Kaltwalzens ist die Verringerung der Dicke von Blechen. Das zu walzende Material ist in der Regel bereits warmgewalzt worden.
Vorteile von kaltgewalztem Stahl
- Hohe Genauigkeit
- Erhöhte Härte
- Erhöhte Stärke
- Ausgezeichnete Oberflächengüte
Kaltgewalzter Stahl ermöglicht die Herstellung von Profilen mit engen Toleranzen und ist ideal für die Produktion kleiner bis mittelgroßer Spezialprofile. Aufgrund der niedrigeren Verarbeitungstemperaturen weist kaltgewalzter Stahl eine um bis zu 20 % höhere Härte sowie eine verbesserte Streck- und Zugfestigkeit auf. Darüber hinaus weisen Teile aus kaltgewalztem Stahl eine sehr glatte Oberfläche auf, die frei von Rost und Zunder ist.
Aluminium Bronze – Warm- und Kaltwalzverfahren
Beim Warmwalzen erfordern die hohen Temperaturen hohe Ansprüche an die verwendeten Materialien in einem Warmwalzwerk. Verschleiß und Korrosion können die Produktivität beeinträchtigen, da die Maschinen häufiger gewartet werden müssen. Verschleißteile aus Aluminium Bronze können eine wertvolle Investition darstellen, da sie aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit eine längere Lebensdauer haben als Teile aus herkömmlichen Materialien.
Das Kaltwalzen führt in der Regel zu einem höheren Verschleiß, da die Bleche bei Raumtemperatur verformt werden und leistungsstärkere Maschinen verwendet werden. Aluminium Bronzen bieten aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit und Verschleißbeständigkeit erhebliche Vorteile. In Kaltwalzwerken kommen auch Schweißräder zum Einsatz, insbesondere wenn die Bleche dünner werden. Hierbei erweisen sich die vielseitigen Eigenschaften von Aluminium Bronzen als äußerst nützlich.
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