Walzprozess verstehen: Definition, Mechanik, Typen, Vorteile & Anwendungen

Willkommen zurück bei The Mechanical Post! Heute: Was ist Walzen? Funktion, Vor-/Nachteile, Anwendungen.

Was ist Walzprozess?

Walzen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Metall durch Walzenpaare geführt wird → Querschnittsreduzierung und -vereinheitlichung des Werkstücks.

Hauptziel: Dickenreduzierung bei Längenzunahme. Breite/Breite des Bands/Blechs bleibt weitgehend konstant.

Nutzt mechanische Eigenschaft „Plastizität“ der Metalle. Beim Durchlaufen der Walzen erfolgt Druck über Proportionalitätsgrenze hinaus → plastische Verformung → gewünschte Form.

Hauptklassifikation nach Werkstücktemperatur:

Warmwalzen
Kaltwalzen

Warmwalzen

Metallband/-blech wird über Rekristallisationstemperatur erhitzt, dann gewalzt.

Vorteile Warmwalzen

Erhitztes Metall weicher → leichter walzbar
Geringerer Kraftaufwand für Formgebung
Wärmeeinbringung reduziert Werkstoffspannungen

Nachteile Warmwalzen

Geringere Kraft → schlechtere Oberflächenqualität
Heizelement nötig
Höhere Betriebskosten vs. Kaltwalzen

Kaltwalzen

Walzen bei Raumtemperatur.

Vorteile Kaltwalzen

Überlegene Oberflächenqualität
Günstiger als Warmwalzen

Nachteile Kaltwalzen

Hohe Walzkräfte nötig
Kann Eigenspannungen im Material erzeugen

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Typen des Walzprozesses

Walzen gibt es in diversen Formen & Anordnungen je nach Werkstück & gewünschtem Ergebnis:

Querwalzen (Transverse Rolling)
Strangwalzen (Continuous Rolling)
Profilwalzen (Section/Shape Rolling)
Ringwalzen (Ring Rolling)
Gewindewalzen (Thread Rolling)

Querwalzen

Für konische Wellen, Blattfedern etc. Walzen drehen in gleiche Richtung, Metallstab wird quer (transversal) zugeführt.

Strangwalzen

Einfachste Form: Zylindrische Walzen in passender Anordnung. Werkstückvorschub → Dickenabnahme, Längenzunahme, Breite nahezu konstant.

Profilwalzen

Flacher Block wird progressiv in komplexe Form gebogen. Geeignet für geformte Profile: unregelmäßige U-Profile, Leisten.

Ringwalzen

Metallbänder → kreisförmige Ringe via spezieller Walzanordnung.

Spezialform des Warmwalzens: Ringdurchmesser wird vergrößert. Ergebnis: umlaufende Gefügestruktur → bessere mechanische Eigenschaften.

Gewindewalzen

Gewinde werden auf Umfang zylindrischer Werkstücke erzeugt. Einmaliger Durchgang: Walzwerkzeuge pressen gegen Oberfläche → Material verdrängt zu Gewindefuß, verdrängtes Material fließt radial außen → Gewindespitze.