Wie viel wissen Sie über kaltgewalzten Edelstahl?

Dabei handelt es sich um einen Prozess, der Metalle durch Veränderung ihrer Struktur härtet und häufig zur Bearbeitung von Edelstahl eingesetzt wird. Es gibt viele Einsatzmöglichkeiten für kaltgewalzten Edelstahl als Rohstoff in der Medizin-, Luft- und Raumfahrttechnik sowie im Automobilbau. Lesen Sie weiter, um mehr über kaltgewalzten Stahl, seine Herstellung und seine Verwendungsmöglichkeiten zu erfahren.

Was ist kaltgewalzter Edelstahl?

Kaltgewalzter Stahl, manchmal auch als CRS abgekürzt, ist als äußerst duktiles Material bekannt und eignet sich ideal für Anwendungen, bei denen Präzision erforderlich ist. Es wird in vielen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in Haushaltsgeräten, Möbeln, Schließfächern und Aktenschränken. Im Bauwesen wird CRS häufig für den Bau von Garagen, Stahlschuppen und anderen Industriegebäuden verwendet.

Kaltwalzen ist eine Technik, mit der die Festigkeit von Stahl erhöht wird, ohne dass dabei hohe Temperaturen zum Einsatz kommen. Anstelle von Hitze wird mechanischer Stress ausgeübt, wodurch die Form des Metalls verändert werden kann. Dieser als Kaltverfestigung bezeichnete Prozess kann die Zugfestigkeit eines Stahlbauteils um bis zu 20 % erhöhen und seine Oberflächenbeschaffenheit verbessern.

Beim Kaltwalzen kommt es bei mechanischer Beanspruchung des Metalls zu einer dauerhaften Veränderung der kristallinen Struktur des Metalls. Neben der Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit verbessert das Kaltwalzen auch die Maßhaltigkeit, was die Festigkeit erhöht und oft auch die Korrosionsbeständigkeit verbessert.

Kaltgewalzte Edelstahlspulen können präzise gefertigt werden, was eine Produktion mit engen Toleranzen ermöglicht. Dieser Kaltverfestigungsprozess des Stahls durch Kaltwalzen wird durchgeführt, um verschiedene Härtegrade zu erzeugen, z. B. viertel-, halb- und vollhart. Der Umfang der Kaltumformung hängt jeweils von der gewünschten Härte ab, wobei die Reduzierung (bis zu 50 %) die Streckgrenze erhöht und gleichzeitig die Duktilität verringert. Einfache Biegeaufgaben sind beispielsweise mit Viertelhart möglich. Halbhart ermöglicht eine Biegung im Winkel von 90- Grad, während ganz hart bis zu 45 Grad gebogen werden kann, ohne zu brechen. Diese Art von Metall findet aufgrund seiner Fähigkeit, ohne Bruchgefahr gebogen zu werden, in verschiedenen Anwendungen Verwendung.

Zu den üblicherweise kaltgewalzten Edelstahlsorten gehören:

Austenitischem Edelstahl

Ferritischer Edelstahl

Martensitischer Edelstahl

Ausscheidungshärtender Edelstahl

Wie funktioniert ein Kaltwalzwerk?

Der Prozess des Kaltwalzens einer Metalllegierung beginnt mit einem Blech- oder Bandcoil, das dann durch Walzen geführt wird, um es unter hohem Druck knapp unter seine endgültige Zugfestigkeit zu komprimieren und zu quetschen. Das Ausmaß der Kompression kann angepasst werden, um dem fertigen Stück unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Härteeigenschaften zu verleihen. Mittels Kaltreduktion wird das Metall dünner gemacht, indem es mehrere Tandemwalzgerüste durchläuft, deren vertikale Walzen von leistungsstarken Motoren angetrieben werden, die eine extreme Kompression ausüben.

Diese Walzwerke machen die warmgewalzten, gebeizten Coils dünner. Nach dem Durchlauf durch die Walzen nimmt die Festigkeit zu, ist aber auch spröde. Anschließend ist ein Glühen bei höherer Temperatur erforderlich, um den Stahl weicher zu machen und die Bearbeitung zu erleichtern. Dadurch wird das Metall formbarer, sodass es für den Einsatz in vielen Anwendungen gebogen und geformt werden kann.

Bei einer weiteren Methode des Kaltwalzens wird das Band in einem Reversierwalzwerk zwischen Dornen hin und her geführt und dabei bei jedem Durchgang die Dicke reduziert, bis die gewünschte Dicke erreicht ist. Durch Kaltwalzen kann die Metalldicke um 60 bis 80 Prozent reduziert werden, so dass es anschließend zur Herstellung von Konsumgütern oder anderen Produkten verwendet werden kann.

Können auch andere Metalle als Stahl von einem Kaltwalzwerk profitieren?

Obwohl das Kaltwalzen am häufigsten bei Stahl eingesetzt wird, können viele Legierungen und Metalle auch kaltgewalzt werden, um ihre kristalline Zusammensetzung zu verändern. Wenn sie bei Temperaturen unterhalb des Rekristallisationspunkts gewalzt werden, entstehen bleibende Defekte. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Kristalle innerhalb der Metallstruktur bewegen, was die Härte und Zugfestigkeit des Metalls erhöht.

Neben Edelstahl können auch Titan, Aluminiumlegierungen und Nickellegierungen kaltgewalzt werden. Das Kaltwalzen von Metallen wie Edelstahlspulen erhöht die Festigkeit und Oberflächengüte, verringert jedoch die Duktilität. Wenn das Metall geglüht wird, kann es nach dem Glühen vielfältig verwendet werden. Gleiches gilt für kaltgezogenen oder gewalzten Metalldraht.

Kaltumformmethoden für die Fertigung

TIEFZEICHNEN

Beim Tiefziehen von Metall muss ein gerolltes Coil durch ein Loch oder eine Matrize gestanzt werden. Stempel und Matrize müssen in ihren Abmessungen übereinstimmen, letztere müssen jedoch etwas Spiel haben, damit das Material leichter passieren kann. Jeder Ziehvorgang wird einzeln durchgeführt und führt dazu, dass der Durchmesser abnimmt und gleichzeitig die Höhe oder Tiefe des Teils zunimmt. Dadurch wird sichergestellt, dass es zu einer Rekristallisation kommt, wenn sich die Metallform ändert. Die durch diesen Prozess hergestellten Produkte können von Batteriegehäusen bis hin zu implantierbaren medizinischen Geräten, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Verteidigungsartikeln für Flugzeuge reichen.

KALTEXTRUSION

Auch wenn das Strangpressen noch eine relativ neue Metallbearbeitungstechnik ist, handelt es sich dennoch um einen wichtigen und vielseitigen Herstellungsprozess. Kaltfließpressen erzeugen ein Produkt mit konstantem Querschnitt, indem ein Materialstück bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur durch eine Düse gepresst wird. Es können Zinn, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Blei, Stahl und andere Metalle extrudiert werden.

PRÄZISIONSSTEMPFEN

Eine flache Metallbandspule wird durch Metallstanzen in verschiedene Formen gebracht. Dies ist ein weiteres Herstellungsverfahren, das sich ideal für die Herstellung von Metallprodukten mit engen Toleranzen eignet. An diesem komplexen Prozess sind eine Reihe unterschiedlicher Metallumformtechniken beteiligt, darunter Stanzen, Prägen, Lochen, Stanzen und Biegen.

ROLLFORMEN

Bei diesem Verfahren wird ein langer Metallstreifen (in der Regel gewickelter Stahl) durch Rollensätze geführt, von denen jede einen Teil der Biegung durchführt, bis das gewünschte Querschnittsprofil erreicht ist.

Kaltgewalzte Stahlspule