Walzen von Metallen: Der umfassende Leitfaden zu Prozessen, Typen und Anwendungen

Walzen ist ein Umformverfahren zur Dickenreduzierung und Dickengleichmäßigung. Metallband läuft durch ein oder mehrere Walzenpaare. Einteilung nach Temperatur: Warmwalzen (über Rekristallisationstemperatur) vs. Kaltwalzen (darunter).

Definition

Metallumformung durch Durchlauf zwischen Walzenpaaren für gleichmäßige/reduzierte Dicke. Warm- & Kaltwalzen. Warmwalzen: höchster Durchsatz aller Fertigungsverfahren. Kaltwalzen: höchster Durchsatz aller Kaltumformverfahren. Walzenpaare in Gerüsten (Roll Stands) → Walzwerke. Stahl → Profilstahl (I-Träger, Winkel, U-Profile), Stabstahl, Schienen. Integrierte Walzwerke: Halbfabrikate → Fertigprodukte.

Arbeitsprinzip

Material zwischen Walzenpaaren → Dickenreduzierung bei konstanter Breite. Fokus auf Querschnittsveränderung des Blocks/Barrens. Länge nimmt zu, Dicke ab, Breite konstant.

Warm- vs. Kaltwalzen

Warmwalzen

Über Rekristallisationstemperatur → keine Verfestigung.

Kaltwalzen

Unter Rekristallisationstemperatur (Raumtemperatur). → +20 % Festigkeit (Verfestigung), bessere Oberfläche, engere Toleranzen.

Anwendungen

Warmgewalzt

• Bleche, einfache Profile (Schienen)
• LKW-Rahmen, Rohre, Kupplungsscheiben, Räder, Warmwassertanks
• Landmaschinen, Bänder, Hallenbau, Stanzteile, Waggons, Leitplanken, Türen, Regale, Scheiben

Kaltgewalzt

• Möbel, Schränke, Tische, Stühle, Motorradauspuff, PC-Gehäuse, Haushaltsgeräte, Stahlfässer, Rohre, Scharniere, Leuchten, Regale, Behälter, Ventilatoren, Pfannen, Elektronikschränke, Rasenmäher, Bauprodukte

Nahezu alle Alltagsprodukte durchlaufen Warm- oder Kaltwalzen.

Walzverfahren

• Walzbiegen (Roll Bending)
• Walzenprofilieren (Roll Forming)
• Flachwalzen (Flat Rolling)
• Ringwalzen (Ring Rolling)
• Profilwalzen (Structural Shape Rolling)
• Kontrolliertes Walzen (Controlled Rolling)
• Schmiedewalzen (Forge Rolling)

Walzenwerktypen

• Zweiwalzenwerk (Two-High)
• Dreiwalzenwerk (Three-High)
• Vierwalzenwerk (Four-High)
• Straßenwalzwerk (Tandem)
• Clusterrwalzenwerk (Cluster / Sendzimir)

Schmierung beim Walzen

Reibung Walze/Metall → Schmierung kritisch. Reibung auch nötig (Vorschub). Richtiges Schmiermittel wählen.

• Kaltwalzen Stahl: Niedrigviskose Flüssigkeiten (Paraffin). Für NE-Metalle (Al, Cu, Legierungen) → vermeidet Beizen bei Nachbehandlung.
• Warmwalzen: Oft nur Wasserflut (Dampf, Zunderabschreckung). Graphitfett als Schmiermittel.

Walzmängel (Defects)

• Randrisse (Edge Cracking)
• Falten (Folds)
• Alligatoring (Schuppenbildung)
• Zunderbildung (Scale Formation)

Ursache: Hohe Walzkräfte.