Walzen ist ein Metallbearbeitungsprozess, bei dem ein Metallblock durch eine oder mehrere rotierende Walzen komprimiert wird, wodurch seine Dicke verringert und er in die gewünschte Form gebracht wird. Walzen wird häufig zur Herstellung von Stahlplatten, Blechen, Rohren und Metallprofilen verwendet. Walzen kann auch zur Herstellung von poröse Metallbleche, hergestellt aus Metallpulver als Rohmaterial.
Abhängig von der Temperatur, bei der das Metall verarbeitet wird, kann das Walzen in Warmwalzen und Kaltwalzen unterteilt werden:
Was ist Warmwalzen?
Das Warmwalzen erfolgt oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls. Bei hohen Temperaturen wird das Metall weicher und lässt sich leichter in größere Größen formen. Warmgewalzter Stahl wird typischerweise zur Herstellung dickerer Platten und Strukturkomponenten verwendet.
Vorteile des Warmwalzens
- Hohe Verarbeitungseffizienz: Metall verformt sich bei hohen Temperaturen leichter, was eine Formgebung im großen Maßstab und eine hohe Produktionseffizienz ermöglicht.
- Niedrige Kosten: Beim Warmwalzen ist keine aufwändige Nachbearbeitung erforderlich, wodurch die Stückkosten geringer sind und sich das Produkt für die Massenproduktion eignet.
- Gute Materialduktilität: Bei hohen Temperaturen wird Metall weicher und biegsamer, wodurch beim Walzen möglicherweise innere Defekte (wie etwa Poren) reduziert werden.
- Einheitliche Struktur: Durch Warmwalzen werden Gussfehler beseitigt, was zu gleichmäßigeren Materialeigenschaften führt und ideal für die Herstellung von Strukturen ist, die Zähigkeit und Schlagfestigkeit erfordern.
Nachteile des Warmwalzens
- Geringere Maßgenauigkeit: Aufgrund der Schrumpfung beim Abkühlen nach dem Warmwalzen ist die Kontrolle über Dicke und Abmessungen weniger präzise.
- Raue Oberfläche: Durch Oxidation entsteht typischerweise Zunder auf der Oberfläche, was die Oberflächenqualität mindert und eine weitere Behandlung (z. B. Beizen) erforderlich machen kann.
- Geringere Stärke: Warmgewalzte Materialien weisen im Allgemeinen eine geringere Festigkeit auf und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen eher eine hohe Duktilität als eine hohe Festigkeit erforderlich ist.
Anwendungen des Warmwalzens
- Baukonstruktionen: Wird für Strukturkomponenten wie Balken und Säulen verwendet, die eine hohe Zähigkeit und Tragfähigkeit erfordern.
- Brücken- und Schiffbau: Wird in Teilen angewendet, die hohen Belastungen und Stößen standhalten müssen, wie etwa Brückenplatten und Schiffsrümpfe.
- Schwere Maschinen: Wird in großen mechanischen Komponenten wie Achsen, Lagern und Zahnrädern verwendet.
- Rohrleitungen und Druckbehälter: Dieses Material eignet sich für Öl- und Gaspipelines, chemische Geräte und andere Komponenten, bei denen keine hohe Präzision hinsichtlich Oberfläche und Abmessungen erforderlich ist.
Das Warmwalzen eignet sich optimal zur Herstellung von Strukturkomponenten und großen Bauteilen und wird häufig in Bereichen eingesetzt, in denen hohe Zähigkeit, Tragfähigkeit und geringe Anforderungen an die Oberflächengüte unabdingbar sind.
Was ist Kaltwalzen?
Kaltwalzen wird unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls durchgeführt. Kaltwalzen sorgt für höhere Maßgenauigkeit und eine glattere Oberfläche, aber da der Prozess bei Raumtemperatur durchgeführt wird, nehmen Härte und Festigkeit des Metalls zu, was einen höheren Walzdruck erfordert.
Vorteile des Kaltwalzens
- Hohe Präzision: Kaltgewalzte Produkte weisen eine hohe Maßgenauigkeit und eine strenge Dickenkontrolle auf, weshalb sie sich für Anwendungen mit strengen Größenanforderungen eignen.
- Hervorragende Oberflächenqualität: Die Oberflächen kaltgewalzter Materialien sind glatt und optisch ansprechend, weshalb sie sich für Anwendungen eignen, die keine weitere Oberflächenbehandlung erfordern.
- Erhöhte Stärke: Beim Kaltwalzprozess werden metallische Werkstoffe einer Kaltverfestigung unterzogen, die ihre Festigkeit und Härte erhöht und sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen sie erheblichen Belastungen ausgesetzt sind.
- Reduzierter Verformungsgrad: Durch Kaltwalzen können geringere Verformungsgrade erreicht werden, was den Abfall reduziert und die Materialausnutzung verbessert.
Nachteile des Kaltwalzens
- Geringere Duktilität: Beim Kaltwalzen kann die Duktilität und Zähigkeit des Materials abnehmen, was die Umformung erschwert.
- Hoher Verarbeitungsdruck: Beim Kaltwalzen ist ein hoher Walzdruck bei Raumtemperatur erforderlich, was zu einem erhöhten Anlagenverschleiß führen kann.
- Höhere Kosten: Im Vergleich zum Warmwalzen sind die Produktionskosten beim Kaltwalzen üblicherweise höher, insbesondere bei der Kleinserienfertigung.
- Begrenzter Dickenbereich: Kaltgewalzte Produkte sind im Allgemeinen dünner und eignen sich typischerweise für die Herstellung dünner Bleche und Streifen, nicht aber für dickere Materialien.
Anwendungen des Kaltwalzens
- Automobilindustrie: Wird für Karosserieteile und Präzisionsteile verwendet, die eine hohe Genauigkeit und gute Oberflächenqualität erfordern.
- Haushaltsgeräte: Dieses Unternehmen stellt Gehäuse für Haushaltsgeräte, Kühlschrankverkleidungen, Waschmaschinenaußenseiten usw. her, bei denen es auf ein ansprechendes Aussehen und eine gute Oberflächenbeschaffenheit ankommt.
- Präzisionsmaschinen: Herstellung hochfester und hochpräziser Komponenten wie Lager und Verbindungselemente.
- Architektonische Dekoration: Geeignet für Edelstahlbleche zur Verwendung in Dekorationsmaterialien und im Innen-/Außenausbau.
| Besonderheit | Warmgewalzte Edelstahlplatte | Kaltgewalzte Edelstahlplatte |
| Produktionsprozess | Bei hohen Temperaturen gewalzt, meist über der Rekristallisationstemperatur | Bei Raumtemperatur weiter aus warmgewalzten Platten gewalzt |
| Oberflächenqualität | Raue Oberfläche mit Schuppen und ungleichmäßiger Textur | Glatte Oberfläche mit hoher Ebenheit, behandelt durch Glühen und Beizen |
| Dicke und Maßgenauigkeit | Schlechte Dickenkontrolle mit größeren Toleranzen, geeignet für dickere Platten (im Allgemeinen über 3 mm) | Hohe Dickenpräzision, geeignet für dünnere Platten (normalerweise unter 3 mm) |
| Mechanische Eigenschaften | Bessere Zähigkeit, geeignet für Strukturkomponenten, die großen Stößen und Zugkräften standhalten müssen | Höhere Härte und Festigkeit, spröder, geeignet für hochfeste Anwendungen |
| Anwendungen | Wird häufig in Strukturen wie Gebäuden, Brücken und Rohrleitungen verwendet, bei denen die Oberflächenqualität nicht kritisch ist | Weit verbreitet in Haushaltsgeräten, im Automobilbau, bei Präzisionsinstrumenten und in Dekorationsmaterialien, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern |
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