Kaltwalzen

Kaltwalzen ist das Verfahren zur Verringerung der Dicke von Metallblechen oder Bändern durch Walzen zwischen rotierenden Walzen bei Raumtemperatur oder unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls, typischerweise 0,3 bis 0,5 mal die absolute Schmelztemperatur. Anders als beim Warmwalzen, das das Metall erweicht und die Verformung erleichtert, wird das Material beim Kaltwalzen ohne Wärmezufuhr bearbeitet. Die bleibende plastische Verformung entsteht ausschließlich durch mechanischen Druck.

Das Verfahren härtet und verfestigt das Metall durch das, was Metallurgen Verfestigung oder Verformungshärtung nennen. Wenn die kristalline Struktur gestaucht und geschert wird, sammeln sich Versetzungen innerhalb der Körner an, was die Streckgrenze und Zugfestigkeit erhöht, während die Duktilität sinkt. Dies macht kaltgewalzten Stahl erheblich härter und fester als sein warmgewalztes Äquivalent, aber auch spröder. Eine typische Reduktion pro Walzgang liegt zwischen 5 und 20 Prozent der eingehenden Dicke, abhängig vom Metall, seinem Zustand und der Leistung der Maschine.

Kaltwalzen erfordert erhebliche Kraft: Walzwerke brauchen starke Motoren und starre Rahmen, denn der Verformungswiderstand ist deutlich höher als beim Warmwalzen. Das Metall erwärmt sich auch durch innere Reibung während des Prozesses. Die Walzen und der Arbeitsbereich müssen diese Wärmung daher durch Kühlöle oder Wassernebel abführen, um zu verhindern, dass das Material in den Rekristallisationsbereich gelangt. Falls die Temperatur ansteigt, geht die Härtungswirkung verloren und der Prozess wird ineffizient.

Glühen und Fertigstellung

Kaltgewalztes Metall wird mit fortschreitendem Walzen immer härter und schwerer zu verarbeiten. Um weitere Dickenreduktionen zu ermöglichen oder die Verarbeitbarkeit wiederherzustellen, muss das Material regelmäßig angelassen werden, das heißt, es wird erneut erhitzt und langsam abgekühlt, damit die Körner rekristallisieren und innere Spannungen abgebaut werden. Ein mehrstufiger Kaltwalzplan wechselt daher zwischen Walzen und zwischenzeitlichen Glühzyklen ab.

Das Endprodukt des Kaltwalzens ist ein Blech oder Band mit hervorragender Maßgenauigkeit, glatter Oberflächenfinish und hoher Festigkeit. Diese Eigenschaften machen kaltgewalzten Stahl zum bevorzugten Werkstoff für gestanzte Teile, Karosserien, Haushaltsgeräte und Präzisionsteile, bei denen Toleranz und Optik wichtig sind. Der Name spiegelt den grundlegenden Unterschied zum Warmwalzen wider: Das Verfahren wird kalt durchgeführt, mit minimaler Wärmezufuhr, und setzt stattdessen auf mechanische Kraft, um das Metall umzuformen.