[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur strukturellen Konditionierung einer Walze.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur strukturellen Konditionierung einer
Walze unter Durchführung dieses Verfahrens mit einem Druckwerkzeug und mit einem Mittel
zur Rotation einer Walze relativ zum Druckwerkzeug. Ferner betrifft die Erfindung
eine Walze zur Umformung von Werkstoffen.
[0002] In Walzgerüsten angeordnete Walzen dienen zur plastischen Umformung von Werkstoffen.
Die Walzen, insbesondere die Arbeitswalzen von Walzgerüsten zum Warm- oder Kaltwalzen
von Metallbändern stehen beim Walzvorgang vorzugsweise mit dem Walzballen in direktem
Kontakt zur Oberfläche des Werkstoffs und dienen der Formgebung des Walzprodukts durch
eine Übertragung von Druck. Walzen werden beispielsweise bei der Herstellung von Metallbändern
und Metallfolien eingesetzt, wobei Werkstoffe wie Aluminium, Stahl oder deren Legierungen
und NE-Metalle umgeformt werden.
[0003] Entsprechend werden an die Struktur der Walzen hohe Anforderungen gestellt. Neben
einer hohen Oberflächenqualität, beispielsweise einer homogenen, fehlerfreien Oberfläche
oder einer definierten Oberflächenrauigkeit, müssen die mechanischen Eigenschaften
der Walzen beispielsweise für das Abwalzen unterschiedlicher Werkstoffe, insbesondere
auch harten und dünnen Werkstoffen, ausgelegt sein. Unregelmäßigkeiten im zu walzenden
Werkstoff können die Walzen, insbesondere die Arbeitswalzen stark beanspruchen. Problematisch
ist beispielsweise, wenn es zur Faltenbildung, d.h. zu Materialdoppelungen im Walzspalt
beim Walzen kommt. Dies kann beispielsweise beim Anwickeln und Einstecken des Bandanfangs
in den Walzspalt passieren. Durch Materialdoppelungen entstehen Verdickungen im zu
walzenden Band, welche beim Walzen die Arbeitswalzen in der Form beschädigen können,
dass beispielsweise in anschließend gewalzten Bandbereichen Abdrücke dieser Materialdoppelungen
zu erkennen sind. Besonders problematisch sind diese Beschädigungen daher, wenn es
sich beispielsweise um Arbeitswalzen von Fertigwalzstichen handelt. Es ist insofern
notwendig Arbeitswalzen bereitzustellen, die unempfindlich gegen entsprechende Fehler
sind.
[0004] Ausschlaggebend für die Qualität der Struktur der Walzen und damit für ein zuverlässiges
Walzergebnis ist nicht nur die Oberflächenhärte, sondern auch die Eigenspannung des
Materials der Walze. Diese ergibt sich aus dem Spannungsverlauf des Materials der
Walze in radialer Richtung, d.h. in der Tiefe des Materials.
[0005] Eine gewisse Oberflächenhärte und Eigenspannung werden gewöhnlicherweise soweit möglich
bei der Herstellung der Walze eingestellt. Problematisch ist allerdings, dass die
Walzen nach einer gewissen Nutzungsdauer einem Verschleiß unterliegen und daher regelmäßig
nachgeschliffen werden müssen. Damit verändern sich sowohl die Oberflächenhärte als
auch die Eigenspannung des Materials der Walzen. Dies kann dazu führen, dass wieder
Walzfehler entstehen und die Walzen ausgetauscht bzw. neu selektiert und anderen Arbeitsschritten,
z.B. Vorwalzschritten zugeordnet werden müssen. Auch bei neu hergestellten Walzen
kann das Problem auftreten, dass diese Variationen von Walze zu Walze und/oder über
die Ballenlänge der Walze in der Oberflächenhärte und Eigenspannung aufweisen. Damit
müssen neu eingesetzte Walzen ebenfalls vorsortiert werden und sind ggf. zunächst
nur für bestimmte Arbeitsschritte geeignet, beispielsweise für einen Vorwalzschritt
oder für Walzstiche mit geringen Stichabnahmen.
[0006] Daher ist die Handhabung von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen in einem Walzwerk
relativ aufwändig. Sowohl neue, als auch gebrauchte und nachgeschliffene Arbeitswalzen
müssen in Hinblick auf die Oberflächenqualität bzw. Härte regelmäßig geprüft und im
Hinblick auf die Eignung für bestimmte Walzstiche neu eingeordnet werden. Beispielsweise
können nur bestimmte Walzen mit einer bestimmten Oberflächenhärte und einem spezifischen
oberflächennahen Eigenspannungsprofil für einen Walzstich mit hoher Abnahme oder einem
letzten, oberflächengebenden Walzstich geeignet sein. Andere Walzen erreichen die
Oberflächenhärte und das Eigenspannungsprofil in den Randschichten nicht und neigen
weiterhin zu den beschriebenen Walzfehlern.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung
einer Walze anzugeben, mit welchem die Materialeigenschaften einer Walze prozesssicher
und gleichmäßig eingestellt werden können. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens und eine vorteilhafte Walze vorgeschlagen werden.
[0008] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem eine Walze und mindestens ein
Druckwerkzeug relativ zueinander rotiert werden, bei dem die Walze mittels des mindestens
einen Druckwerkzeugs, welches mindestens ein Druckelement aufweist, lokal über das
mindestens eine Druckelement mit einem Druck beaufschlagt wird, und bei dem das mindestens
eine Druckwerkzeug und die Arbeitswalze in axialer Richtung der Arbeitswalze relativ
zueinander unter einem Vorschub bewegt werden, so dass zumindest ein Flächenabschnitt
der Walze über das mindestens eine Druckelement mit einem Druck beaufschlagt wird.
[0009] Im Weiteren wird stets ein Druckwerkzeug mit einem Druckelement genannt. Dabei sind
jeweils das mindestens eine Druckwerkzeug und das mindestens eine Druckelement gemeint.
[0010] Da die Walze über das Druckelement lokal mit Druck beaufschlagt wird, kann nicht
nur die Oberflächenhärte durch eine Kaltverfestigung der Randschichten eingestellt
werden. Darüber hinaus kann auch definiert die Eigenspannung des Materials oberflächennah
beeinflusst werden. Es wurde erkannt, dass die homogene und definierte Einstellung
der oberflächennahen Druckeigenspannungen des Walzballens bis zu einer Tiefe von etwa
0,2 bis 0,3 mm die Eigenschaften der Walze entscheidend verändern kann. Das erfindungsgemäße
Verfahren stellt dies reproduzierbar sicher. Dies steht im Gegensatz zu sonst im Zusammenhang
mit Walzen üblichen Härteverfahren, beispielsweise dem induktiven Vorschubhärten.
Beim induktiven Vorschubhärten kann zwar eine Härtung des Walzballens über ein schrittweises,
induktives Glühen und anschließendes Abschrecken erreicht werden, eine definierte
Einstellung der Eigenspannung in den Randschichten bzw. oberflächennahen Bereichen
des Walzballens kann hierdurch aber nicht erzielt werden. Dies gilt grundsätzlich
auch für das "total-barrel-hardening"-Verfahren, bei welchem der gesamte Walzballen
geglüht und abgeschreckt wird. Gleichzeitig kann über die Kaltverformung der Oberfläche
mittels des beschriebenen Verfahrens auch eine besonders glatte Oberfläche mit geringer
Rauigkeit eingestellt werden.
[0011] Das Druckelement beaufschlagt die Walze lokal mit einem Druck. Die Walze und das
Druckwerkzeug werden relativ zueinander rotiert. Gleichzeitig wird das Druckwerkzeug
zumindest entlang eines Abschnitts der Walze zumindest teilweise in axialer Richtung
der Walze bewegt. Somit kann ein flächiger Abschnitt der Walze konditioniert werden.
Die relative Bewegung des Druckwerkzeugs kann hierbei beispielsweise parallel zur
Walzenachse verlaufen. Um einen gleichmäßigen Druck aufzubauen, kann das Druckwerkzeug
beispielsweise der Kontur der Oberfläche der Walze bereichsweise folgen. Denkbar sind
aber auch andere Möglichkeiten, über den Konturverlauf der Walze einen konstanten
Druck aufzubauen. Vorzugsweise wird die Walze feststehend rotiert und das Druckwerkzeug
in axialer Richtung der Walze bewegt.
[0012] Dadurch, dass die Beaufschlagung mit Druck in einem kleinflächigen Wirkbereich lokalisiert
ist, können sehr genau definierte Verfahrensbedingungen eingestellt werden. Gleichzeitig
wird der lokalisierte Wirkbereich mittels der Kombination von Rotation und Vorschub
über einen Abschnitt der Arbeitswalze bewegt. Somit können die Materialeigenschaften,
insbesondere die Oberflächenhärte über eine Verfestigung der Randschichten und der
Verlauf der Eigenspannung in oberflächennahen Bereichen besonders gleichmäßig über
den konditionierten Flächenabschnitt der Walze eingestellt werden.
[0013] Das hier beschriebene Verfahren vereint somit vorteilhaft eine Einstellung der Oberflächenhärte
durch eine Kaltverfestigung der Randschichten sowie eine Einstellung der Eigenspannung
in oberflächennahen Bereichen, also den Randschichten mit der Bereitstellung einer
besonders gleichmäßigen Oberfläche, wobei diese Eigenschaften sehr homogen und prozesssicher
erreicht werden können.
[0014] Besonders vorteilhaft ist eine Konditionierung der Arbeitsfläche, d.h. des Ballens
einer Arbeitswalze. Die Walzoberflächen beispielweise von Arbeitswalzen unterliegen
beim Einsatz hohen Materialanforderungen, welche mittels des beschriebenen Verfahrens
eingestellt werden können. Der konditionierte Flächenabschnitt kann sich auch im Wesentlichen
über die gesamte Oberfläche der Arbeitswalze erstrecken. Neben dem Ballen einer Walze
bzw. einer Arbeitswalze können zusätzlich auch Lagerflächen konditioniert werden.
[0015] Es ist möglich, die Materialeigenschaften bereits verwendeter und beispielsweise
zur Weiterbenutzung abgeschliffener Walzen einzustellen. Es hat sich herausgestellt,
dass mit dem beschriebenen Verfahren eine Oberflächenhärte, insbesondere in dem Ballen
einer Arbeitswalze eingestellt werden kann, welche ähnlich der Oberflächenhärte im
Neuzustand der Walzen ist oder diese Oberflächenhärte sogar übertrifft. Gleichzeitig
wird die Eigenspannung in der oberflächennahen Randschicht erhöht, so dass ein Abdrücken
von Oberflächenmustern, beispielsweise bei Materialdopplungen, unterdrückt werden
kann. Wie bereits ausgeführt unterliegen Walzen, welche sich im Neuzustand befinden,
oft ebenfalls starken Schwankungen in der Härte und der Eigenspannung. Durch eine
Konditionierung mit dem beschriebenen Verfahren können daher auch neue Walzen im Hinblick
auf die mechanischen Eigenschaften gleichmäßig eingestellt werden, was die Selektierung
der Walzen für die Walzstiche erleichtert.
[0016] Insbesondere umfasst das Druckwerkzeug ein Festwalzwerkzeug bzw. in dem Verfahren
wird ein Festwalzprozess vorgenommen. Das Festwalzen ist von den Methoden Glattwalzen
und Rollieren zu unterscheiden. Das Glattwalzen umfasst die Einstellung einer hohen
Oberflächengüte in Bezug auf die Glattheit der Oberfläche, wobei das Material bezüglich
der Oberflächenhärte und der oberflächennahen Eigenspannung nicht oder nur wenig beeinflusst
wird. Beim Rollieren wird die Oberfläche der Arbeitswalze durch feines Spanen mit
gerauten Werkzeugflächen abgetragen. Beim Festwalzen handelt es sich dagegen nicht
um einen spanabhebenden Prozess. Es wird eine Oberflächenhärtung und Erhöhung der
Eigenspannung in den oberflächennahen Bereichen hinein bewirkt.
[0017] Bevorzugt wird gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens eine Arbeitswalze
eines Walzgerüsts zum Warm- oder Kaltwalzen von Metallbändern, insbesondere von Metallbändern
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung konditioniert. Es hat sich gezeigt, dass
hierdurch Arbeitswalzen gezielt für bestimmte Walzbereiche, z.B. Vorwalzstiche oder
Fertigwalzstiche vor- oder aufbereitet werden können. Die entsprechend konditionierten
Arbeitswalzen zeigen deutlich weniger Probleme in Bezug auf das Abdrücken von Oberflächenmustern
bei einer vorhergehenden Faltenbildung oder Materialdoppelung, beispielsweise beim
Anwickeln oder Einfädeln des Bandes oder der Folie im Walzspalt im weiteren Walzprozess.
[0018] Mit dem beschriebenen Verfahren wird vorzugsweise eine zumindest teilweise oder sämtlich
aus Stahl bestehende Arbeitswalze konditioniert. Hierbei kann die Oberfläche der Arbeitswalze
vorzugsweise teilweise aus martensitischem Stahl bestehen. Insbesondere martensitischer
Stahl ist aufgrund seiner Festigkeitseigenschaften für die Verwendung in Arbeitswalzen
geeignet und kann mit dem beschriebenen Verfahren vorteilhaft in Gefüge und Eigenspannung
eingestellt werden.
[0019] In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich ein oberflächenabtragender
Prozess an der Walze durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise
mit einer Einglättung der Walze, wie diese üblicherweise in gewissen Intervallen im
Walzbetrieb vorgenommen wird, kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Schleifen
oder ein Fräsen der Walzenoberfläche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert
vorgenommen werden. Der oberflächenabtragende Prozess kann vor oder nach der Verwendung
des Druckwerkzeugs vorgenommen werden. Bevorzugt wird der oberflächenabtragende Prozess
nach der Verwendung des Druckwerkzeugs vorgenommen, um die Oberfläche der Walze zur
Durchführung von nachfolgenden Walzprozessen vorzubereiten. Vorteilhaft in Bezug auf
die Prozesszeiten ist es, einen oberflächenabtragenden Prozess simultan mit der Behandlung
durch das Druckwerkzeug durchzuführen, beispielsweise kann ein Schleifwerkzeug oder
Fräswerkzeug neben dem Druckwerkzeug angeordnet werden und gleichzeitig mit dem Vorschub
bewegt werden, um die Walze zu bearbeiten.
[0020] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein mit einem Druck beaufschlagtes
Druckelement umfassend eine drehbare Kugel oder eine drehbare zylindrische Rolle verwendet.
Die Kugel oder Rolle besteht insbesondere aus einem Hartmetall oder einer Keramik.
Durch die drehbare Anordnung wird eine geringe Abnutzung sowohl des Druckelements
als auch der Walzoberfläche erreicht und eine höhere Oberflächengüte erzielt. Die
Kugel oder die Rolle kann in einem Gehäuse angeordnet sein und an einer Seite des
Gehäuses im Kontakt mit der Walze stehen, während die Kugel oder Rolle von der gegenüberliegenden
Seite mit einem Druck, welcher hydraulisch oder pneumatisch erzeugt wird, beaufschlagt
wird. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit gegeben, einen kontrollierbaren Druck
auf die Oberfläche der Walze auszuüben. Gleichzeitig bieten Kugeln oder Rollen eine
sehr kleine Wirkfläche, welche im Kontakt mit der Walze steht, wodurch ein sehr hoher
Druck auf die Oberfläche der Walze, beispielsweise der Arbeitsfläche einer Arbeitswalze
ausgeübt werden kann und damit eine hohe Eindringtiefe der Gefügeänderung des Stahls
gewährleistet wird.
[0021] Kleinere Durchmesser der Kugel oder Rolle führen hierbei zu höherem Druck auf die
Oberfläche der Walze. Gleichzeitig nimmt jedoch die Prozessgeschwindigkeit tendenziell
mit kleineren Durchmessern ab, da geringere Vorschübe verwendet werden müssen. Um
eine tiefgehende Einstellung der Eigenspannung bei hohen Prozessgeschwindigkeiten
zu erreichen, beträgt der Durchmesser der Kugel oder der Rolle vorzugsweise 3 - 30
mm. Weiter haben sich Durchmesser der Kugel oder der Rolle von 6-13 mm als vorteilhaft
für die Prozessführung erwiesen. Beträgt der Durchmesser hierbei mindestens 10 mm,
können bereits sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten erreicht werden.
[0022] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Druckelement mit einem Druck
von mindestens 100 bar beaufschlagt. Mit einem solchen Mindestdruck kann bereits eine
große Eindringtiefe zur Einstellung der Eigenspannung der Walze erreicht und auch
größere Oberflächenhärten erreicht werden. Dieser Druck liegt am Druckelement an.
Der Druck, mit welcher über das Druckelement die Oberfläche der Walze beaufschlagt
wird, kann je nach Dimensionierung des Druckelements deutlich höher sein.
[0023] Für höhere Anforderungen an die Konditionierung der Walze können auch höhere Drücke
eingesetzt werden. Insbesondere wird das Druckelement mit einem Druck von mindestens
200 bar oder mindestens 300 bar beaufschlagt. Beträgt der Druck am Druckelement mindestens
400 bar, kann eine weitere signifikante Steigerung der Oberflächenhärte sowie der
oberflächennahen Eigenspannung erreicht werden. Als eine Obergrenze könnte ein Druck
von 1000 bar angesehen werden, da davon ausgegangen wird, dass in diesem Bereich in
der Praxis Walzen konditioniert werden. Grundsätzlich sind auch höhere Drücke denkbar.
[0024] Der Druck auf das Druckelement kann von einer Hydraulikeinrichtung, beispielsweise
unter Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit, bereitgestellt werden.
[0025] In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Schmierstoff für das Druckwerkzeug
und die Walze verwendet. Dadurch wird der Verschleiß des Druckelements und der Walze
verringert und eine höhere Oberflächenqualität erzielt. Hierbei kann beispielsweise
eine Schleifemulsion als Schmierstoff verwendet werden. Insbesondere wird eine solche
Schleifemulsion in der Bereitstellung des Drucks am Druckelement in einer Hydraulikeinrichtung
verwendet. Damit wird durch das Anlegen eines Drucks das Druckwerkzeug gleichzeitig
mit Schmierstoff versorgt. Zusätzlich entstehen dann auch keine Verschmutzungen auf
der Walze, welche nachgelagerte Prozesse stören oder behindern. Das erfindungsgemäße
Verfahren lässt sich so leicht in die bestehenden, die Oberflächen der Walzen bearbeitenden
Prozesse, wie das Schleifen der Walzen, und die dazu notwendigen Vorrichtungen integrieren.
[0026] In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Vorschub von 0,01 mm bis 4 mm, vorzugsweise
0,1 - 0,4 mm pro Umdrehung der Walze verwendet. Der Vorschub wird anhand der Geschwindigkeit
des Druckwerkzeugs in Relation zur Walze bestimmt und in Bezug zu der Rotation der
Walze zum Druckwerkzeug gesetzt. Es hat sich herausgestellt, dass mit dem genannten
Bereich für den Vorschub eine besonders gleichmäßige und tief wirkende Beeinflussung
der Eigenspannung bei einer gleichzeitig hohen Oberflächengüte erreicht werden kann.
Für eine höhere Produktionsgeschwindigkeit beträgt der Vorschub insbesondere mindestens
0,2 mm/Umdrehung.
[0027] Als Drehzahl für die relative Rotation von Walze und Druckwerkzeug hat sich ein Bereich
von 100 - 250 Umdrehungen/Minute als vorteilhaft herausgestellt. Dieser Bereich erlaubt
eine gleichmäßige Behandlung unter hohen Prozessgeschwindigkeiten.
[0028] Die herausgestellten Bereiche für den Durchmesser der Kugel oder Rolle des Druckelements,
des Vorschubs und des Drucks können vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Als
eine besonders hervorzuhebende Kombination hat sich ein Kugeldurchmesser von 3-16
mm, ein Vorschub von 0,1- 0,4 mm/Umdrehung bei einem Druck von 100 - 450 bar herausgestellt.
Weitere bevorzugte Kombinationen von Kugeldurchmesser d, Druck und Vorschub sind in
Abhängigkeit des zu erzielenden Härteunterschieds Δ HLE in der nachfolgenden Tab.1
dargestellt.
[0029] Die Messwerte für die Härte nach Leeb werden gemäß DIN 50156 bestimmt. Man unterscheidet
gemäß DIN 50156 zwischen den Schlaggerätetypen D/DC, DL, S und E und kennzeichnet
den Messwert mit dem jeweiligen Schlaggerätetyp. Messungen niedriger Härtebereiche
werden üblicherweise mit dem Schlaggerätetyp D/DC durchgeführt und mit HLD bzw. HLDC
gekennzeichnet (< 500 HLD). Bei hohen Leeb-Härtewerten, wird der Schlaggerätetyp E
oder S verwendet. Die in HLE angegebenen Härtewerte liegen um oder oberhalb von 800
HLE.
Tabelle 1
Δ HLE/ Δ HLD |
d Kugel (mm) |
Druck (bar) |
Vorschub (mm/U) |
10 |
3 - 10 |
100-160 |
0,2-0,3 |
20 |
3 - 10 |
250-330 |
0,2-0,3 |
25 |
10 - 16 |
220-290 |
0,2-0,3 |
30 |
10 - 16 |
300-380 |
0,3-0,5 |
35 |
10 - 16 |
320-400 |
0,2-0,3 |
40 |
10 - 16 |
350-450 |
0,2-0,3 |
[0030] Im Weiteren wird der Einfachheit halber bei Differenzen der Leeb-Härte diese immer
als HLE angegeben, obwohl bei niedrigeren absoluten Werten ein Schlaggerät vom Typ
D und damit HLD anzugeben wäre. Der HLE-Wert steht bei Differenzwerten daher im Wesentlichen
auf für Differenzwerte, welche mit einem anderen Schlaggerätetyp, beispielsweise mit
einem Schlaggerätetyp D, gemessen werden.
In einer nächsten Ausgestaltung des Verfahrens wird im bearbeiteten Abschnitt der
Walze eine Steigerung der Leeb-Härte der Oberfläche von mindestens 10 HLE bewirkt.
Die Leeb-Härte kann auf einfache Weise mit einer Rückprall-Härteprüfung festgestellt
werden. Eine Steigerung von 10 HLE kann bereits verwendeten Walzen eine Oberflächenhärte
verleihen, welche gleich groß oder größer ist als die des Auslieferungszustandes.
Es hat sich herausgestellt, dass eine Steigerung von mindestens 25 HLE oder mindestens
35 HLE eine Vielzahl von bereits verwendeten Walzen wieder für verschiedene Walzstiche,
auch kritische Walzstiche geeignet macht. Mit dem beschriebenen Verfahren können sogar
Härtesteigungen von mindestens 40 HLE eingebracht werden.
[0031] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich eine Härteprüfung
der Walze vorgenommen. Eine Härteprüfung kann über statische Methoden zur Ermittlung
der Brinell-, Vickers- oder Rockwell-Härte durchgeführt werden. Als dynamische Härteprüfung
kann die Leeb-Härte ermittelt werden. Eine Härteprüfung kann vor und/oder nach der
Konditionierung mit dem Druckwerkzeug erfolgen. Denkbar ist auch eine Härteprüfung
während der Konditionierung.
[0032] Gemäß einer nächsten Lehre wird die oben genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung
zur Konditionierung einer Walze gelöst, umfassend mindestens ein Druckwerkzeug, welches
insbesondere ein Festwalzwerkzeug umfasst, und Mittel zur Rotation einer Walze relativ
zum Druckwerkzeug, wobei das mindestens eine Druckwerkzeug mindestens ein Druckelement
aufweist, das mindestens eine Druckelement dafür eingerichtet ist, die Walze lokal
mit einem Druck zu beaufschlagen, und Mittel zur Bewegung des Druckwerkzeugs relativ
zur Arbeitswalze in axialer Richtung der Arbeitswalze unter einem Vorschub vorgesehen
sind.
[0033] Wie bereits zum oben beschriebenen Verfahren herausgestellt, vereint eine Konditionierung
einer Walze mit der Vorrichtung vorteilhaft eine Einstellung der Oberflächenhärte
durch eine Kaltverfestigung der Randschichten sowie eine Einstellung der Eigenspannung
in den oberflächennahen Bereichen mit der Bereitstellung einer besonders gleichmäßigen
Oberfläche, wobei diese Eigenschaften homogen und prozesssicher erreicht werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Verfahren auf einfache Weise durchgeführt
werden.
[0034] In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist mindestens ein Mittel zur Durchführung
eines oberflächenabtragenden Prozesses vorgesehen. Damit kann die Konditionierung
einer Walze mit einem Druckwerkzeug beispielsweise mit einer Einglättung der Walze
kombiniert werden. Ein Schleifen oder ein Fräsen der Walzenoberfläche kann ebenso
kombiniert mit der Konditionierung vorgenommen werden. Beispielsweise kann ein oberflächenabtragendes
Werkzeug neben dem Druckwerkzeug angeordnet werden und gleichzeitig mit dem Vorschub
bewegt werden, um die Walze zu bearbeiten. Bevorzugt sind die Mittel zur Durchführung
eines oberflächenabtragenden Prozesses in diesem Fall derart neben dem Druckwerkzeug
angeordnet, dass der oberflächenabtragende Prozess nach dem Prozess der Konditionierung
vorgenommen werden kann. Beispielsweise sind die Mittel zur Durchführung eines oberflächenabtragenden
Prozesses also in Bewegungsrichtung hinter dem Druckwerkzeug bzw. dem Festwalzwerkzeug
angeordnet.
[0035] In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung weist das Druckelement eine drehbare
Kugel oder eine drehbare zylindrische Rolle auf. Die Kugel oder Rolle besteht insbesondere
aus einem Hartmetall oder einer Keramik. Durch die drehbare Anordnung wird eine geringe
Abnutzung sowohl des Druckelements als auch der Walzoberfläche erreicht und eine höhere
Oberflächengüte erzielt. Die Kugel oder die Rolle kann in einem Gehäuse angeordnet
sein und an einer Seite des Gehäuses im Kontakt mit der Walze stehen, während die
Kugel oder Rolle von der gegenüberliegenden Seite mit Druck beaufschlagt wird, beispielsweise
hydraulisch oder pneumatisch. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit gegeben, einen
einfach einstellbaren Druck lokal auf die Oberfläche der Walze auszuüben. Gleichzeitig
bieten Kugeln oder Rollen eine sehr kleine Wirkfläche, welche im Kontakt mit der Walze
steht, wodurch ein sehr hoher Druck auf die Oberfläche der Walze resultiert.
[0036] Der Durchmesser der Kugel oder der Rolle beträgt insbesondere 3 - 30 mm oder 3 bis
16 mm. Weiter haben sich Durchmesser der Kugel oder der Rolle von 6 - 13 mm als vorteilhaft
für die Prozessführung erwiesen. Beträgt der Durchmesser hierbei mindestens 10 mm,
können bereits sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten erreicht werden.
[0037] In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Druckquelle vorgesehen, die dazu eingerichtet
ist, das Druckelement mit einem Druck von mindestens 100 bar zu beaufschlagen. Für
weitergehende Konditionierungen kann auch ein Druck von mindestens 200 oder mindestens
300 bar vorgesehen sein. Beträgt der Druck am Druckelement mindestens 400 bar, kann
eine weitere signifikante Steigerung der Oberflächenhärte sowie der Eigenspannung
erreicht werden. Als Obergrenze in der Praxis kann hier etwa 1000 bar angesehen werden.
Denkbar sind aber auch höhere Werte.
[0038] Der Druck auf das Druckelement kann beispielsweise von einer Hydraulikeinrichtung
bereitgestellt werden.
[0039] Gemäß einer weiteren Lehre wird die oben genannte Aufgabe mit einer Walze, insbesondere
einer Arbeitswalze zur Umformung von Werkstoffen dadurch gelöst, dass die Walze mindestens
einen Flächenabschnitt, vorzugsweise einen Ballen aufweist, welcher mit einem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelt worden ist. Wie zum Verfahren bereits ausgeführt, wird durch die
Konditionierung eine Einstellung der Oberflächenhärte durch eine Kaltverfestigung
der Randschichten sowie eine Einstellung der Eigenspannung bis in die Tiefe des Materials
mit der Bereitstellung einer besonders glatten und gleichmäßigen Oberfläche, wobei
diese Eigenschaften besonders homogen ausgebildet werden, kombiniert. Damit werden
mit der Konditionierung eine spezifische Struktur sowie spezifische mechanische Eigenschaften
der Walze eingestellt. Diese Eigenschaften optimieren die Walze für verschiedene Walzprozesse.
Bevorzugt weist die Walze insofern konditionierte Arbeitsflächen auf, welche direkt
mit dem Walzgut im Kontakt stehen. Dies gilt insbesondere für den Ballen einer Arbeitswalze.
[0040] Die Behandlung mit dem Verfahren ergibt eine besonders gleichmäßige Verteilung der
mechanischen Oberflächenhärte innerhalb des behandelten Abschnitts. Gemäß einer Ausgestaltung
der Walze wird dies darin deutlich, dass innerhalb des konditionierten Flächenabschnitts
die Leeb-Härte der Oberfläche der Walze eine maximale Standardabweichung von 15 HLE,
insbesondere eine maximale Standardabweichung von 7,5 HLE, aufweist. Die Standardabweichung
ist ein Maß für die Streuung der Härte an verschiedenen Punkten der Oberfläche von
der mittleren Härte der Oberfläche. Als Maß für die Härte wird die Leeb-Härte herangezogen,
wie diese mit einer dynamischen Härteprüfung erfolgen kann. Bei dem zu betrachtenden,
behandelten Abschnitt kann es sich um die Walzoberfläche, also den Ballen der Walze,
handeln. Zur Ermittlung der Standardabweichung sollten zumindest 5 Messpunkte, insbesondere
mindestens 10 Messpunkte herangezogen werden. Mit entsprechenden Standardabweichungen
der Leeb-Härte wird ein besonders gleichmäßiges und prozesssicheres Walzergebnis erreicht.
[0041] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Walze als Arbeitswalze für das Walzen
von Bändern oder Folien aus Metall, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.
Bei Folien oder Bändern ergeben sich hohe Anforderungen an die Walzqualität, welche
durch die Arbeitswalze bereitgestellt werden können. Die Folien oder Bänder bestehen
vorzugsweise aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, können aber auch aus Stahl bestehen.
[0042] Die behandelten Bereiche der Walze können eine Leeb-Härte von mindestens 500 HLD
aufweisen. Höhere Härten sind ebenfalls möglich, so können Leeb-Härten von mindestens
830 HLE oder mindestens 850 HLE bereitgestellt werden. Ein bevorzugter Bereich für
Arbeitswalzen zum Walzen von Bändern oder Folien aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
wird zwischen 830 HLE und 880 HLE gesehen, da diese erfindungsgemäß behandelten Walzen
bezüglich des Abdrücken von Oberflächenmustern aufgrund von Materialdoppelung der
entsprechenden Metallbänder oder Folien unempfindlich sind und dennoch mit guter Prozessgeschwindigkeit
unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in diesen Zustand gebracht werden
können.
[0043] Die behandelten Bereiche der Walze können eine Steigerung der Leeb-Härte von mindestens
10 HLE durchlaufen haben. Größere Steigerungen von mindestens 25 HLE oder mindestens
35 HLE sind ebenfalls möglich. Bevorzugt liegt die Steigerung der Leeb-Härte zwischen
10 HLE und 50 HLE.
[0044] Für weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung und der Walze wird auf die obigen Ausführungen
zum Verfahren verwiesen sowie auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 2 zur Durchführung des Verfahrens,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Druckwerkzeugs mit einem Druckelement,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer Arbeitswalze und
- Fig. 4
- ein Diagramm über den erreichten Härteunterschied unter verschiedenen Drücken.
[0045] Fig.1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 2 zur Durchführung des
Verfahrens. Eine Walze 4 wird mit der Vorrichtung 2 konditioniert. Ein Mittel zur
Rotation 6 der Walze 4 ist vorgesehen, welches die Walze 4 entlang einer Walzenachse
8 und damit relativ zu einem Druckwerkzeug 10 rotieren lässt. Das Druckwerkzeug 10
weist mindestens ein Druckelement 12 auf, wobei die Arbeitswalze 4 mittels des Druckwerkzeugs
10 über das Druckelement 12 lokal mit einem Druck beaufschlagt wird. Hierbei liegt
an dem Druckelement 12 ein Druck 14 an, welcher auf die Walze 4 in Form eines Drucks
16 übertragen wird. Der Druck kann hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden.
[0046] Der Druck liegt an der Walze 4 nur lokal an der Kontaktstelle zum Druckelement 12
an. Ein Mittel zur Bewegung des Druckwerkzeugs 10 relativ zur Walze 4 ist vorgesehen,
welches das Druckwerkzeug 10 unter einem Vorschub 18 zumindest entlang eines Abschnitts
der Walze 4 bewegt, wobei der Abschnitt der Walze 4 über das Druckelement 12 mit einem
Druck beaufschlagt wird.
[0047] Durch die gemeinsame Rotationsbewegung und den Vorschub 18 wird somit sukzessive
ein Abschnitt der Walze 4, beispielsweise die Walzoberfläche oder die Lagerfläche,
mit einem sehr hohen Druck 16 konditioniert. Die Konditionierung einer Walze 4 vereint
eine Einstellung der Oberflächenhärte durch eine Kaltverfestigung der Randschichten
sowie eine Einstellung der Eigenspannung bis in die Tiefe des Materials. Gleichzeitig
wird eine besonders glatte und gleichmäßige Oberfläche bereitgestellt. Diese Eigenschaften
werden homogen und prozesssicher über den konditionierten Abschnitt erreicht. Zusätzlich
kann prinzipiell mit der Vorrichtung 2 ein oberflächenabtragender Prozess an der Walze
4 durchgeführt werden. Bevorzugt kann in diesem Fall mit der Vorrichtung 2 nach dem
Konditionieren ein oberflächenabtragender Prozess, beispielsweise ein Schleifen oder
Fräsen, an der Walze 4 durchgeführt werden, um die Oberfläche der Walze zur Durchführung
von nachfolgenden Walzprozessen vorzubereiten.
[0048] Fig. 2 zeigt zur Verdeutlichung des Prinzips eine schematische Darstellung eines
Druckwerkzeugs 10 mit einem Druckelement 12, wie diese in einem hier beschriebenen
Verfahren bzw. einer Vorrichtung 2 verwendet werden können. Das Druckelement 12 ist
als Kugel ausgebildet und ist in einem Gehäuse 20 angeordnet. Der Druck 14 wird von
einer nicht dargestellten Hydraulikeinrichtung bereitgestellt und mit einer Flüssigkeit,
welche beispielsweise eine Schleifemulsion als Schmiermittel umfasst, im Gehäuse 20
auf das Druckelement 12 übertragen.
[0049] Während der Druck 14 auf eine größere Oberfläche des Druckelements 12 wirkt, wird
durch den Durchmesser des kugelförmigen Druckelements 12 eine sehr kleine Kontaktfläche
für die Walze 4 definiert, womit der auf die Walze 4 ausgeübte lokale Druck 16 wesentlich
höher sein kann als der Druck 14, welcher am Druckelement 12 anliegt.
[0050] Durch einen Festwalzprozess mit dem Druckwerkzeug 10 wird die Oberflächenhärte durch
eine Kaltverfestigung der Randschichten sowie eine Einstellung der Eigenspannung bis
in die Tiefe des Materials vorgenommen.
[0051] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Walze 4', die hier als Arbeitswalze
eines Walzgerüsts ausgebildet ist und mit einem erfindungsgemäßen Verfahren konditioniert
worden ist. Die Arbeitswalze 4' weist als Bereiche mit verschiedenen Funktionen einen
Ballen 22, einen Zapfen 24 sowie eine Anlenkung 26 auf.
[0052] Der Ballen 22 weist eine Walzoberfläche auf, welche bei Arbeitswalzen üblicherweise
im direkten Kontakt mit dem zu walzenden Werkstoff steht. Daher ist die Struktur des
Ballens 22 für das Walzergebnis besonders wichtig, so dass eine Einstellung von Oberflächenhärte
und Eigenspannung durch eine Konditionierung des Ballens 22 vorteilhaft ist.
[0053] Auch am Zapfen 24 können sich Flächen zur Konditionierung anbieten. Beispielsweise
können die Flächen 24a - 24f einzeln oder in Kombination als Lagerflächen dienen und
daher auch eine Einstellung von Oberflächenhärte und Eigenspannung durch eine Konditionierung
vorgenommen werden. Gleiches gilt für die Anlenkung 26.
[0054] Prinzipiell können beliebige Abschnitte der Oberfläche, welche entsprechenden Strukturanforderungen
unterliegen, konditioniert werden. Es kann auch im Wesentlichen die gesamte Oberfläche
der Arbeitswalze 4' konditioniert werden.
[0055] Versuchsreihen wurden an verschiedenen Arbeitswalzen vorgenommen, um den Effekt des
Verfahrens bzw. der Vorrichtung im Hinblick auf die Oberflächenhärte zu untersuchen.
Die Arbeitswalzen waren zum Walzen von Folien oder Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
eingerichtet. An bereits gebrauchten und neu eingeglätteten Arbeitswalzen wurde die
Leeb-Härte der Oberfläche vor und nach einer Konditionierung gemessen. Zur Bestimmung
der Leeb-Härte wurde das Messgerät mit der Bezeichnung
Eqotip 2 (R) mit einem Schlagkörper E, wie diese zum Anmeldetag von der Fa.
Proceq SA (R) vertrieben wurden, verwendet.
[0056] Es wurde in einer ersten Versuchsreihe an verschiedenen Abschnitten des Ballens der
Druck am Druckelement von 100 bar bis 400 bar variiert und an drei Positionen die
Leeb-Härte nach DIN 50156 gemessen. Als Druckelement wurde eine Kugel mit einem Durchmesser
von 13 mm verwendet und ein Vorschub von 0,2 mm/Umdrehung bei einer Drehzahl von 125
U/min. Die Ergebnisse dieser Versuchsreiche sind in Tab. 2 und Fig. 4 festgehalten.
Tabelle 2
Druck (bar) |
|
Härte Pos. 1 (HLE) |
Härte Pos. 2 (HLE) |
Härte Pos. 3 (HLE) |
Δ HLE, |
100 |
vorher |
806 |
815 |
811 |
6 |
nachher |
814 |
818 |
819 |
200 |
vorher |
817 |
816 |
820 |
18,3 |
nachher |
836 |
837 |
835 |
300 |
Vorher |
816 |
814 |
815 |
29,3 |
Nachher |
842 |
844 |
847 |
400 |
Vorher |
811 |
807 |
819 |
39,6 |
Nachher |
850 |
855 |
851 |
[0057] Hierbei lässt sich festhalten, dass die Konditionierung eine gleichmäßige Steigerung
der Härte bewirkt. In Fig. 4 ist die Steigerung der Leeb-Härte in Abhängigkeit des
Drucks aufgetragen. Eine Steigerung von 10 HLE kann ab etwa 150 bar bei einer 13mm
Kugel erwartet werden. Steigerungen von mindestens 25 HLE oder mindestens 35 HLE sind
ebenfalls möglich. Bei 400 bar Druck wurde bei identischer Kugel eine Steigerung von
etwa 40 HLE eingebracht.
[0058] Anschließend wurden an zwei gebrauchten Arbeitswalzen mit den Bezeichnungen F87 und
F88 eine Konditionierung des Ballens ebenfalls mit einer 13mm Kugel mit einem Druck
von 400 bar vorgenommen. Die Leeb-Härte vor und nach der Konditionierung ist für drei
Messpunkte, deren Position in Bezug auf die Ballenkante angegeben ist, in Tab. 3 festgehalten.
Tabelle 3
Arbeitswalze |
Drehzahl (U/min) |
Dauer (min) |
|
Härte Pos. 200 mm (HLE) |
Härte Pos. 500 mm (HLE) |
Härte Pos. 800 mm (HLE) |
Härte Pos. 1200 mm (HLE) |
Härte Pos. 1500 mm (HLE) |
F87 |
125 |
64 |
Vorher |
823 |
813 |
814 |
818 |
815 |
125 |
64 |
Nachher |
848 |
842 |
841 |
842 |
837 |
F88 |
200 |
40 |
Vorher |
818 |
817 |
822 |
828 |
828 |
200 |
40 |
Nachher |
848 |
844 |
847 |
846 |
845 |
[0059] Auch in dieser Versuchsreihe wurde eine deutliche Steigerung der Oberflächenhärte
festgestellt, mit welcher die Arbeitswalzen wieder für verschiedene Einsatzzwecke
konditioniert sind.
[0060] Um die Verteilung der erzeugten Härte über die konditionierte Oberfläche zu untersuchen,
wurde an verschiedenen Positionen
a - q des konditionierten Ballens die Leeb-Härte bestimmt. Die erste Position
a war hierbei 25 mm vom Ballenrand entfernt. Der Abstand zwischen den weiteren Positionen
betrug jeweils 100 mm. Dies wurde jeweils umfangsseitig an vier verschiedenen Winkelpositionen
P1 - P4 vorgenommen, zwischen denen die Arbeitswalze jeweils um 90° rotiert wurde. Die Ergebnisse
hiervon sind in Tab. 4 festgehalten, gemeinsam mit der errechneten Standardabweichung
der Leeb-Härte um den Mittelwert. Die Einheit der Härte ist auch hier HLE.
[0061] Die Werte aus Tab. 4 zeigen, dass mit der Konditionierung eine besonders gleichmäßige
Struktur der Arbeitswalze geschaffen wurde. Für die Arbeitswalze F87 liegt die Standardabweichung
der Leeb-Härte unter 15 HLE. Für die Arbeitswalze F88 wurde sogar eine Standardabweichung
unterhalb von 7,5 HLE erreicht.
Tabelle 4
|
|
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
h |
i |
j |
k |
l |
m |
n |
o |
p |
q |
St.abw. |
F87 |
P1 |
840 |
849 |
849 |
848 |
850 |
950 |
851 |
851 |
849 |
848 |
847 |
844 |
845 |
845 |
847 |
851 |
842 |
13,8 |
P2 |
839 |
854 |
850 |
852 |
853 |
851 |
852 |
850 |
852 |
851 |
849 |
848 |
849 |
847 |
848 |
848 |
841 |
|
P3 |
825 |
851 |
851 |
854 |
843 |
848 |
850 |
839 |
839 |
850 |
850 |
843 |
849 |
850 |
849 |
850 |
839 |
|
P4 |
848 |
848 |
857 |
855 |
856 |
855 |
855 |
855 |
851 |
850 |
849 |
850 |
850 |
848 |
845 |
831 |
823 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F88 |
P1 |
828 |
834 |
839 |
849 |
849 |
843 |
843 |
847 |
848 |
848 |
848 |
843 |
848 |
848 |
847 |
844 |
842 |
5,6 |
P2 |
840 |
842 |
845 |
844 |
842 |
845 |
840 |
840 |
839 |
840 |
842 |
844 |
843 |
844 |
834 |
829 |
827 |
|
P3 |
829 |
830 |
849 |
849 |
849 |
851 |
849 |
843 |
848 |
844 |
843 |
841 |
845 |
844 |
842 |
849 |
845 |
|
P4 |
847 |
846 |
847 |
846 |
843 |
844 |
836 |
849 |
848 |
848 |
849 |
850 |
850 |
846 |
847 |
844 |
842 |
|
[0062] In einer weiteren, ausführlichen Versuchsreihe wurden die verschiedenen Verfahrensparameter
für den Kugeldurchmesser
d des Druckelements, den Druck und den Vorschub variiert. Hierbei wurde die Drehzahl
mit 160 U/min konstant gehalten.
[0063] Anhand dieser Versuchsreihe konnten bevorzugte Parameterbereiche herausgestellt werden,
welche die Walzen besonders vorteilhaft konditionieren. Diese können unabhängig von
der Drehzahl herangezogen werden. Die Bereiche sind in Abhängigkeit der gewünschten
Aufhärtung in Δ HLE in Tab. 5 zusammengefasst.
Tabelle 5
Δ HLE |
d Kugel (mm) |
Druck (bar) |
Vorschub (mm/U) |
10 |
3 - 10 |
100-160 |
0,2-0,3 |
20 |
3 - 10 |
250-330 |
0,2-0,3 |
25 |
10 - 16 |
220-290 |
0,2-0,3 |
30 |
10 - 16 |
300-380 |
0,3-0,5 |
35 |
10 - 16 |
320-400 |
0,2-0,3 |
40 |
10 - 16 |
350-450 |
0,2-0,3 |
[0064] Weiter wurde auch der Effekt der Konditionierung an zwei Arbeitswalzenpaaren untersucht,
welche mit Reklamationen in Bezug auf Musterabprägung im Walzprozess aufgefallen waren.
Nach einer Konditionierung dieser Arbeitswalzenpaare mit dem beschriebenen Verfahren
und einem anschließenden Schleifen der Walzenoberfläche konnte erreicht werden, dass
die Arbeitswalzenpaare ohne Reklamationen in Bezug auf die Abprägung von Oberflächenmustern
durch Materialdopplungen betrieben worden konnten.
1. Verfahren zur strukturellen Konditionierung einer Walze,
- bei dem eine Walze und mindestens ein Druckwerkzeug relativ zueinander rotiert werden,
- bei dem die Walze mittels des mindestens einen Druckwerkzeugs, welches mindestens
ein Druckelement aufweist, lokal über das mindestens eine Druckelement mit einem Druck
beaufschlagt wird, und
- bei dem das mindestens eine Druckwerkzeug relativ zur Walze unter einem Vorschub
in axialer Richtung der Walze bewegt wird, so dass zumindest ein Flächenabschnitt
der Walze über das mindestens eine Druckelement mit Druck beaufschlagt wird
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Festwalzprozess vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Arbeitswalze eines Walzgerüst zum Warm- oder Kaltwalzen von Metallbändern oder
-folien, insbesondere Metallbändern oder -folien aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
konditioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich, bevorzugt nach dem Festwalzprozess ein oberflächenabtragender Prozess
an der Walze durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein mit einem Druck beaufschlagbares Druckelement umfassend eine drehbare Kugel oder
eine drehbare zylindrische Rolle verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Kugel oder eine Rolle mit einem Durchmesser von 3 - 30 mm oder 3 bis 16 mm, vorzugsweise
6 bis 13 mm verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckelement mit einem Druck von mindestens 100 bar beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Vorschub von 0,01 mm bis 4 mm/Umdrehung der Walze, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,4
mm/Umdrehung der Walze verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
im bearbeiteten Abschnitt der Walze eine Steigerung der Leeb-Härte der Oberfläche
von mindestens 10 HLE bewirkt wird.
9. Vorrichtung zur strukturellen Konditionierung einer Walze (4), insbesondere einer
Arbeitswalze eines Walzgerüsts unter Durchführung eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 8,
- mit einem Druckwerkzeug (10) und
- mit Mitteln zur Rotation (6) einer Walze (4) relativ zum Druckwerkzeug (10), wobei
- das Druckwerkzeug (10) zumindest ein Druckelement (12) aufweist, das Druckelement
(12) dafür eingerichtet ist, die Walze (4) lokal mit einem Druck zu beaufschlagen,
und
- Mittel (18) zur Durchführung einer relativen Vorschubbewegung des Druckwerkzeugs
(10) in axialer Richtung der Walze (4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckwerkzeug ein Festwalzwerkzeug umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Mittel zur Durchführung eines oberflächenabtragenden Prozesses vorgesehen
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Druckelement (12) mindestens eine drehbare Kugel oder mindestens
eine drehbare zylindrische Rolle aufweist, welche mit einem Druck beaufschlagt werden
kann.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Druckquelle vorgesehen ist, mit welcher das mindestens eine Druckelement (12)
mit einem Druck von mindestens 100 bar beaufschlagt werden kann.
13. Walze, insbesondere Arbeitswalze zur Umformung von Werkstoffen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Walze (4,4') zumindest einen Flächenabschnitt, vorzugsweise einen Ballen (22)
aufweist, welcher mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 behandelt worden
ist.
14. Walze nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des konditionierten Flächenabschnitts die Leeb-Härte der Oberfläche der
Walze (4) eine maximale Standardabweichung von 15 HLE, vorzugsweise eine maximale
Standardabweichung von 7,5 HLE aufweist.
15. Walze nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Walze (4) als Arbeitswalze zum Walzen von Folien oder Bändern, vorzugsweise zum
Walzen von Folien oder Bändern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet
ist.