Walzen ist ein Metallbearbeitungsverfahren, bei dem Metallmaterial durch ein oder mehrere Walzenpaare geführt wird, um die Dicke zu verringern, die Gleichmäßigkeit zu verbessern oder eine gewünschte mechanische Eigenschaft zu erzielen.Bei den in der Walztechnik verwendeten Werkstoffen handelt es sich in erster Linie um Metalle und Legierungen, die aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften, ihrer thermischen Stabilität und ihrer Eignung für die vorgesehene Anwendung ausgewählt werden.Zu den gängigen Werkstoffen gehören Stahl, Aluminium, Kupfer und Titan sowie spezielle Legierungen wie Edelstahl und Superlegierungen auf Nickelbasis.Diese Werkstoffe werden nach ihrer Fähigkeit ausgewählt, den hohen Drücken und Temperaturen beim Walzen standzuhalten, sowie nach den Anforderungen der Endanwendung, wie Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Stahl:
- Stahl ist aufgrund seiner Vielseitigkeit, Festigkeit und Verfügbarkeit der am häufigsten verwendete Werkstoff in der Walztechnik.Er kann in verschiedene Formen gewalzt werden, z. B. in Bleche, Platten und Strukturformen.
- Zu den verwendeten Stahlarten gehören Kohlenstoffstahl, legierter Stahl und Edelstahl.Kohlenstoffstahl wird in der Regel für allgemeine Anwendungen verwendet, während legierter Stahl für bessere mechanische Eigenschaften gewählt wird.Rostfreier Stahl wird wegen seiner Korrosionsbeständigkeit bevorzugt.
- Das Walzen von Stahl erfordert eine präzise Steuerung von Temperatur und Druck, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften und Oberflächengüte zu erzielen.
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Aluminium:
- Aluminium ist ein weiteres beliebtes Walzmaterial, das für sein geringes Gewicht, seine Korrosionsbeständigkeit und seine hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit bekannt ist.
- Es wird häufig zu dünnen Blechen oder Folien für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Verpackungsindustrie gewalzt.
- Beim Aluminiumwalzen kommen sowohl Warm- als auch Kaltwalzverfahren zum Einsatz, wobei durch das Kaltwalzen dünnere Bleche und eine bessere Oberflächenbeschaffenheit erzielt werden.
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Kupfer:
- Kupfer wird wegen seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit und Formbarkeit häufig gewalzt.Es wird üblicherweise zu Blechen, Streifen und Folien für elektrische und elektronische Anwendungen gewalzt.
- Kupferlegierungen, wie Messing und Bronze, werden ebenfalls gewalzt, um bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
- Das Walzen von Kupfer erfordert eine sorgfältige Temperaturkontrolle, um Kaltverfestigung zu verhindern und eine gleichmäßige Dicke zu gewährleisten.
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Titan:
- Titan wird beim Walzen wegen seiner hohen Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht, seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner Biokompatibilität geschätzt.Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der chemischen Industrie verwendet.
- Das Walzen von Titan ist aufgrund seiner hohen Festigkeit und geringen Wärmeleitfähigkeit eine Herausforderung, die spezielle Anlagen und Verfahren erfordert.
- Es werden sowohl Warm- als auch Kaltwalzverfahren eingesetzt, wobei das Warmwalzen für größere Dickenreduzierungen gebräuchlicher ist.
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Spezialisierte Legierungen:
- Superlegierungen auf Nickelbasis und andere Hochleistungslegierungen werden beim Walzen für Anwendungen verwendet, die extreme Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern, z. B. in Düsentriebwerken und Gasturbinen.
- Diese Werkstoffe sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Kaltverfestigung schwer zu walzen und erfordern oft fortschrittliche Walztechniken und -anlagen.
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Überlegungen zur Materialauswahl:
- Die Wahl des Walzmaterials hängt von der geplanten Anwendung, den erforderlichen mechanischen Eigenschaften und den Verarbeitungsbedingungen ab.
- Faktoren wie thermische Stabilität, Duktilität und Beständigkeit gegen Verformung unter hohem Druck sind entscheidend für die Auswahl des geeigneten Werkstoffs.
Wenn die Hersteller die Eigenschaften und Anwendungen dieser Werkstoffe kennen, können sie den Walzprozess optimieren, um hochwertige Produkte herzustellen, die auf die spezifischen Anforderungen der Industrie zugeschnitten sind.
Zusammenfassende Tabelle:
| Werkstoff | Wichtige Eigenschaften | Gängige Anwendungen |
|---|---|---|
| Stahl | Vielseitig, stark, korrosionsbeständig | Bleche, Platten, Strukturformen |
| Aluminium | Leicht, korrosionsbeständig | Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Verpackung |
| Kupfer | Ausgezeichnete Leitfähigkeit, verformbar | Elektrische und elektronische Anwendungen |
| Titan | Hohe Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht, biokompatibel | Luft- und Raumfahrt, Medizin, chemische Industrie |
| Legierungen | Extreme Festigkeit, Hitzebeständigkeit | Düsentriebwerke, Gasturbinen |
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