Walzen: Verfahren, Mechanik, Fachbegriffe und industrielle Anwendungen

Walzprozess (Rolling Process)

Erfahren Sie Walzverfahren, Funktionsweise, Fachbegriffe und Anwendungen – mit Diagrammen. Walzen ist Hauptfertigungsverfahren für Bleche und lange Querschnitte (I-Träger, Schienen etc.). Ein Metallumformverfahren: Werkstück wird zwischen Walzensatz komprimiert → Querschnittsreduzierung, Längenzunahme. Hohe Produktionsrate, gute Oberflächenqualität & Gefügestruktur → ideales Verfahren für lange, gleichbleibende Querschnitte. Hohe Anlagenkosten machen es zur Alternativlösung.

Fachbegriffe (Terminologie)

Block / Brammen (Ingot)

Gussstruktur mit Porosität & Lunkern. Wie beim Schmieden. Bei ca. 1200 °C zu Blöcken (Blooms) gewalzt. Beliebige Größe nach Walzanforderung.

Blöcke / Blooms (Blooms)

Erstes Walzprodukt aus Block bei hoher Temperatur. Querschnitt ≥ 230 cm². Weiter zu I-Profilen, Knüppeln (Billets), U-Profilen, Schienen.

Brammen / Slabs (Slabs)

Aus Block im Warmwalzen. Querschnitt ≥ 100 cm², Breite ≥ 3× Dicke. Für Bleche, Bänder, Streifen.

Knüppel / Billets (Billets)

Aus Blooms im Warmwalzen. Querschnitt ≥ 40 cm². Für Rohre, Stäbe, Drähte.

Platten / Plates (Plates)

Aus Brammen weitergewalzt. Dicke > 6 mm.

Bleche / Sheets (Sheets)

Dicke < 6 mm, Breite > 60 cm.

Bänder / Strips (Strips)

Wie Bleche, aber Breite < 60 cm.

Arbeitsprinzip

Wie jedes Metallumformverfahren: Druckkraft durch Walzensatz auf Block/Blöcke etc. → plastische Verformung → Querschnittsreduzierung → Zielform. Walzen zylindrisch, mit Profil der Endform ausgestattet. Warm- & Kaltwalzen möglich.

Warmwalzen: Über Rekristallisationstemperatur. Für große Umformungen. Eigenspannungsfrei, aber schlechte Maßhaltigkeit & Oberfläche durch Zunder.

Kaltwalzen: Unter Rekristallisationstemperatur. Für Endprodukt. Hohe Festigkeit, Maßhaltigkeit, Oberflächengüte.

Walzarten

Gewinde- / Zahnradwalzen (Thread / Gear Rolling)

Gewinde oder Zähne auf Zylinderrohling. Gewindewalzen auf Walzen → gegen Rohling pressen & walzen → Materialverdrängung formt Gewinde. Hohe Festigkeit & Oberfläche, für Massenfertigung (Schrauben, Bolzen).

Profilwalzen (Shape Rolling)

Verschiedene Profile auf Werkstück. Kaum Dickenänderung. I-/T-Profile, Schienen etc.

Ringwalzen (Ring Rolling)

Für Ringe großer Lager, Turbinen. Zwei Walzen (Haupt- & Mitläufer) gleichläufig. Ring rotiert, Walzen rücken zusammen → Durchmesserzunahme. Paar Kantenwalzen hält Ringhöhe konstant (verhindert Höhenfluss). Hohe Genauigkeit & Oberflächenqualität.

Rohrlochen / Durchstoßen (Tube Piercing)

Stationärer Dorn in Rohrmitte. Hohlraum durch Zugspannung in Zylinderstab unter äußerer Druckspannung. Zwei gegenläufige Walzen komprimieren Rohr & pressen gegen Dorn → nahtlose Dickwandrohre.

Schrägwalzen (Skew Rolling)

Kugeln für Kugellager. Rundstab/Draht direkt in speziell geformte Walzen → kontinuierliche Kugelbildung durch Walzaktion. Massenfertigung kleiner Kugeln.

Querwalzen (Transverse Rolling)

Für Konuswellen, Blattfedern. Beide Walzen gleichläufig, Stab quer eingelegt. Walzen mit Konusprofil → konische Kavität im Zylinderwerkstück.

Anwendungen

• Nahtlose Hohlrohre, Stäbe.
• Lange Querschnitte.
• Massenfertigung Gewindeteile (Schrauben, Bolzen).
• Zähne auf Zahnradrohlinge.
• Baustoffe, Dachpaneele, Trennträger, Schienen etc.
• Automobilindustrie: diverse Teile.
• Turbinen-/Lagerringe.
• Stahlbleche, -platten.

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