Hoeveel weet u over koudgewalst roestvrij staal?

Het is een proces dat metalen verhardt door hun structuur te veranderen, en wordt vaak gebruikt om roestvrij staal te verwerken. Er zijn veel toepassingen voor koudgewalst roestvrij staal als grondstof in de medische, ruimtevaart- en autotechniek. Lees verder voor meer informatie over koudgewalst staal, hoe het wordt geproduceerd en waarvoor het kan worden gebruikt.

Wat is koudgewalst roestvrij staal?

Koud gerold staal, soms afgekort tot CRS, staat bekend als een extreem ductiel materiaal en is ideaal voor toepassingen waarbij precisie noodzakelijk is. Het wordt in veel toepassingen gebruikt, zoals huishoudelijke apparaten, meubels, kluisjes en archiefkasten. In bouwtoepassingen wordt CRS vaak gebruikt voor het bouwen van garages, stalen loodsen en andere industriële gebouwen.

Koudwalsen is een techniek die wordt gebruikt om de sterkte van staal te vergroten zonder gebruik te maken van hoge temperaturen. In plaats van warmte wordt mechanische spanning uitgeoefend, waardoor de vorm van het metaal kan worden gewijzigd. Dit proces, bekend als spanningsharden, kan de treksterkte van een stalen onderdeel met maximaal 20% verhogen en de oppervlakteafwerking verbeteren.

Tijdens het koudwalsproces, wanneer het metaal onder mechanische spanning wordt gezet, veroorzaakt dit een permanente verandering in de kristallijne structuur van het metaal. Naast het verbeteren van de oppervlakteafwerking verbetert koudwalsen ook de maatnauwkeurigheid, waardoor de sterkte toeneemt en vaak de corrosieweerstand wordt verbeterd.

Koudgewalste roestvrijstalen rollen kunnen met precisie worden vervaardigd, waardoor productie met nauwe toleranties mogelijk is. Dit hardingsproces van het staal door middel van koudwalsen wordt uitgevoerd om verschillende temperatuurniveaus te creëren, zoals kwart-, half- en volledig hard. De hoeveelheid koud werk op elk hangt af van de gewenste hardheid, waarbij een reductie (tot 50%) het vloeipunt verhoogt terwijl de ductiliteit afneemt. Met kwarthard zijn bijvoorbeeld eenvoudige buigwerkzaamheden mogelijk. Halfhard maakt een hoekbuiging van 90-graden mogelijk, terwijl volledig hard in een hoek van 45 graden kan worden gebogen zonder te breken. Dit type metaal wordt in verschillende toepassingen gebruikt vanwege het vermogen om te buigen zonder risico op breuk.

Roestvrij staalsoorten die gewoonlijk koudgewalst worden, zijn onder meer:

Austenitisch roestvrij staal

Ferritisch roestvrij staal

Martensitisch roestvrij staal

Neerslaghardend roestvrij staal

Hoe werkt een koudwalserij?

Het proces van het koudwalsen van een metaallegering begint met plaatmetaal of stripspiraal, die vervolgens door rollen worden gevoerd om het onder hoge druk samen te drukken en te persen, net onder de uiteindelijke treksterkte. De hoeveelheid compressie kan worden aangepast om het voltooide stuk verschillende mechanische en hardheidseigenschappen te geven. Koude reductie wordt gebruikt om het metaal dunner te maken door door meerdere tandemwalsinstallaties te gaan, die verticale walsen hebben die worden aangedreven door krachtige motoren die extreme compressie toepassen.

Deze molens maken de warmgewalste, ingelegde rollen dunner. Nadat het door de rollen is gegaan, wordt het sterker, maar is het ook bros. Om het staal vervolgens zachter te maken en makkelijker te bewerken, is gloeien op een hogere temperatuur noodzakelijk. Dit maakt het metaal beter kneedbaar, zodat het kan worden gebogen en gevormd voor gebruik in veel toepassingen.

Als een andere methode van koudwalsen laat een omkeermolen de strip heen en weer tussen de doornen bewegen, waarbij de dikte ervan bij elke doorgang wordt verminderd totdat de gewenste dikte is bereikt. Koudwalsen kan de metaaldikte met 60 tot 80 procent verminderen, zodat het vervolgens kan worden gebruikt voor de productie van consumptiegoederen of andere producten.

Kunnen andere metalen dan staal profiteren van een koudwalserij?

Ondanks het feit dat koudwalsen het meest gebruikt wordt bij staal, kunnen veel legeringen en metalen ook koudgewalst worden om hun kristallijne samenstelling te veranderen. Als ze worden gewalst bij temperaturen onder het herkristallisatiepunt, ontwikkelen zich permanente defecten. Bijgevolg is het minder waarschijnlijk dat de kristallen binnen de metaalstructuur bewegen, wat de hardheid en treksterkte van het metaal vergroot.

Naast roestvrij staal kunnen ook titanium, aluminiumlegeringen en nikkellegeringen koudgewalst worden. Koudwalsen van metalen, zoals roestvrijstalen spiraal, verhoogt de sterkte en oppervlakteafwerking, maar vermindert de ductiliteit. Wanneer het metaal is uitgegloeid, kan het na het uitgloeien op veel verschillende manieren worden gebruikt. Hetzelfde geldt voor metaaldraad die koudgetrokken of gewalst is.

Koude werkmethoden voor productie

DIEPE TREK

Bij dieptrekmetaal moet een opgerolde spoel door een gat of matrijs worden geslagen. De afmetingen van de stempel en de matrijs moeten overeenkomen, maar waarbij de laatste enige speling heeft voor een gemakkelijkere doorgang van het materiaal. Elke trekbewerking wordt afzonderlijk uitgevoerd en zorgt ervoor dat de diameter afneemt terwijl de hoogte of diepte van het onderdeel toeneemt. Dit zorgt ervoor dat herkristallisatie plaatsvindt wanneer de metaalvorm verandert. Producten die via dit proces worden gevormd, kunnen variëren van batterijbehuizingen tot implanteerbare medische apparaten, ruimtevaartcomponenten en defensieartikelen voor vliegtuigen.

KOUDE EXTRUSIE

Hoewel extrusie nog steeds een relatief nieuwe metaalbewerkingstechniek is, is het een belangrijk en veelzijdig productieproces. Koude extrusie produceert een product met een constante dwarsdoorsnede door een prop materiaal door een matrijs te persen bij kamertemperatuur of enigszins verhoogde temperaturen. Tin, aluminiumlegeringen, koper, lood, staal en andere metalen kunnen worden geëxtrudeerd.

PRECISIE STEMPEL

Een platte metalen striprol wordt omgezet in verschillende vormen door middel van metaalstansen, een ander productieproces dat ideaal is voor het produceren van metalen producten met nauwe toleranties. Bij dit complexe proces zijn een aantal verschillende metaalvormtechnieken betrokken, waaronder ponsen, munten, doorboren, stansen en buigen.

ROLVORMING

Het proces omvat het leiden van een lange strook metaal (meestal opgerold staal) door sets rollen, die elk een deel van de bocht uitvoeren, totdat het gewenste dwarsdoorsnedeprofiel is bereikt.

Koudgewalste stalen spiraal