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(11) | EP 4 008 446 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | VERFAHREN ZUR OBERFLÄCHENTEXTURIERUNG VON WALZEN |
| (57) Es wird ein Verfahren zur Oberflächentexturierung von Walzen (10) vorgeschlagen,
wobei in eine Oberfläche (11) der Walze (10) Vertiefungen (1) eingebracht werden,
wobei die Vertiefungen (1) in einer pseudo-stochastischen Verteilung (2) auf der Oberfläche
(11) angeordnet werden, wobei die Verteilung (2) unter der Einschränkung, dass eine
Autokorrelation (3) der Verteilung (2) ein regelmäßiges Muster aufweist, numerisch
erstellt wird. Weiterhin werden eine Walze (10), ein Metallprodukt (100) und eine
Oberfläche eines Metallprodukts (100) vorgeschlagen.
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[0001] Die vorliegende Erfindung geht aus vom Oberflächentexturieren von Walzen, insbesondere von Dressierwalzen, zum Bearbeiten von Metallprodukten wie beispielsweise Stahlflachprodukten, vorzugsweise Stahlband oder Stahlbleche.
[0002] Das Oberflächentexturieren von Walzen, insbesondere von Dressierwalzen ist Stand der Technik. Texturierungsverfahren sind beispielsweise Kugelstrahlen (SBT), elektrische Funkenentladung (EDT), Chromplattierung (ECD) und Laser- oder Elektronenstrahlbeschuss (LT bzw. EBT). SBT, EDT und ECD sind sogenannte stochastische Verfahren, bei denen die Oberflächenstrukturen in der Fläche zufällig angeordnet sind. Beim ECD-Verfahren entstehen auf der Walzenoberfläche halbkugelförmige Erhebungen mit unterschiedlichen Radien. Bei SBT und EDT werden in die Walze Oberflächenstrukturen in Form von Kratern eingebracht und die Kraterränder können beispielsweise durch einen Feinschliff auf ein definiertes Niveau gebracht werden. Das EDT-Verfahren mit einem vorzugsweise sogenannten Superfinish liefert eine besonders vorteilhafte Walzenoberfläche. Die zufällige laterale Anordnung der Oberflächenstrukturen bewirkt eine Richtungsunabhängigkeit oder Isotropie. LT und EBT sind sogenannte deterministische Verfahren, bei welchen sich die Möglichkeit bietet, die laterale Lage und topografische Form der Oberflächenstrukturen durch Elektronen- oder Laserstrahlbeschuss zielgerichtet bzw. gerichtet einzustellen. Bei einer regelmäßigen Abfolge der Oberflächenstrukturen sind diese im Wesentlichen richtungsabhängig und damit anisotrop. Werden deterministische Verfahren insbesondere mittels eines mathematischen Zufallsgenerator gesteuert, so spricht man von einer pseudostochastischen Oberflächenstruktur.
[0003] Prinzipiell hängt die Entscheidung des Texturierverfahrens von den Anforderungen als auch den prozessualen Randbedingungen bei der Herstellung ab. Sind Metallprodukte zu bearbeiten, welche insbesondere für Umformprozesse eine hohe Rauheit erfordern, aber die mechanischen Eigenschaften der Metallflachprodukte nur einen geringer Dressiergrad zulassen, so sind Dressierwalze mit hohem Rauheitsübertrag vorteilhaft. Für eine geringere Rauheit trotz hoher Walzkräfte bedarf es Dressierwalzen mit geringem Übertrag.
[0004] Beim Dressieren mit flüssigen Medien (Dressiermittel/Walzöle) verändern diese in Kombination mit der Oberflächenstruktur der Dressierwalze und Prozessparametern, wie zum Beispiel der Geschwindigkeit den Rauheitsübertrag. Tendenziell erfolgt ein geringer Rauheitsübertrag, da sich die Oberflächenstrukturen weniger durch Abriebpartikel zusetzen, sondern diese vielmehr das flüssige Medium besser speichern und damit die Oberflächenstruktur zusetzen.
[0005] Eine stochastische Walzenoberfläche mit geschlossenen und offenen Oberflächenstrukturen verhält sich zum Beispiel anders als eine deterministische Walzenoberfläche mit nur offenen oder nur geschlossenen Oberflächenstrukturen. Die Auswahl der Walzenoberfläche hängt von den geschilderten Randbedingungen ab.
[0006] Der Vorteil des EDT-Texturierverfahrens gegenüber beispielsweise SBT oder ECD besteht darin, dass die Funkenentladung dort stattfindet, wo noch kein Funkenübersprung stattgefunden hat. Nach einer ausreichenden Texturierungsdauer bildet sich so eine lückenfreie, im Wesentlichen homogene Walzenoberflächenstruktur. Im Falle eines stochastischen Texturierverfahrens, welches verfahrensbedingt keine Rückkopplung, Steuerung oder Beeinflussung der Punktdichte vornimmt, beispielsweise SBT oder ECD, kann es zur Ausbildung von lokalen Inhomogenitäten kommen. Ähnliches ist bei der Erzeugung von pseudo-stochastischen Texturierungen mittels deterministisch steuerbarer Strukturerzeugung, beispielsweise LT oder EBT, zu beobachten. Bei der Generierung einer pseudo-stochastischen Oberflächenstruktur unter alleiniger Verwendung eines Zufallsgenerators, welcher den Prozess steuert, entstehen zwangsläufig Flecken, da dem Zufallsgenerator die Information fehlt, ob in Bereichen der Walzenoberfläche schon eine ausreichend hohe Punktdichte vorhanden ist oder nicht. Der Zufallsgenerator gibt willkürlich ein Signal. Gerade bei geringen Punktdichten, aber auch im umgekehrten Fall bei hohen Punktdichten, treten so unerwünschte Inhomogenitäten entlang der Oberfläche der Walze auf. Diese sind unerwünscht beim Dressieren der zu bearbeitenden Metallprodukte und können Inhomogenitäten auf der Oberfläche des Metallprodukts erzeugen, welche zu punktuell abweichendem Materialverhalten in nachgelagerten Verarbeitungsprozessen führen können.
[0007] Ferner wird bei Umformprozessen des Metallproduktes eine möglichst gleichmäßige Verteilung von Vertiefungen auf der Oberfläche des Metallprodukts zur Aufnahme von Abriebpartikeln im Umformprozess benötigt. Sind diese nicht vorhanden, besteht die Gefahr der Bildung sogenannter Kaltaufschweißungen (Galling) auf den Werkzeugen zum Umformen. Ferner kann es zu Kratzern oder Abdrücken auf der Oberfläche des umgeformten Metallproduktes kommen. Bei einer stochastischen Rauheitstopografie sind Unterbrechungen der Verteilung von Vertiefungen entlang der Oberfläche durch deren Isotropie naturgegeben, bei einer deterministischen Rauheitstopografie muss nicht zwingend in bestimmten Richtungen eine Unterbrechung existieren. Schließlich weisen Metallprodukte mit einer stochastischen Rauheitstopografie ein gleichmäßiges und mattes Erscheinungsbild auf.
[0008] Problematisch bei der Erstellung von stochastischen Rauheitstopografien ist die Gefahr der Entstehung von zusammenhängenden Bereichen ohne Vertiefungen oder von Bereichen mit zusammenhängenden Vertiefungen. Solche Bereiche können zur Entstehung von Kratzern und Abdrücken bei der Bearbeitung des Metallproduktes führen. Ferner sind diese Bereiche als Flecken deutlich wahrnehmbar und sorgen so für ein unerwünschtes Erscheinungsbild, welche beispielsweise für die Weiterverarbeitung ein Ausschusskriterium sein können, insbesondere beim Lackieren.
[0009] Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Oberflächentexturierung von Walzen zum Konditionieren von Oberflächen von Metallprodukten zur Verfügung zu stellen, welches die geschilderten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern das Entstehen von zusammenhängenden Bereichen ohne Vertiefungen oder von Bereichen mit zusammenhängenden Vertiefungen verringert.
[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Oberflächentexturierung von Walzen, wobei in eine Oberfläche der Walze Vertiefungen eingebracht werden, wobei die Vertiefungen in einer pseudo-stochastischen Verteilung auf der Oberfläche angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung unter der Einschränkung, dass eine Autokorrelation der Verteilung ein regelmäßiges Muster aufweist, numerisch erstellt wird.
[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein pseudo-stochastisches Texturieren der Oberfläche, so dass eine mit der texturierten Walze gewalzte und dadurch konditionierte Oberfläche eines Metallprodukts die Vorteile einer stochastischen Rauheitstopografie aufweist. Gleichzeitig kann dadurch das Entstehen von zusammenhängenden Bereichen ohne Vertiefungen oder von Bereichen mit zusammenhängenden Vertiefungen deutlich verringert werden. Pseudo-stochastisch verteilt im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Verteilung nicht vollständig stochastisch, also zufällig bestimmt ist. Die Verteilung unter der Einschränkung, dass eine Autokorrelation der Verteilung ein regelmäßiges Muster aufweist, numerisch erstellt wird, ermöglicht eine gute Steuerung der pseudo-stochastischen Verteilung. Vorteilhaft an der Einschränkung der pseudo-stochastischen Verteilung über die Autokorrelation ist insbesondere, dass das Erstellen der Verteilung damit computerimplementiert durchgeführt werden kann.
[0012] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Autokorrelation eine Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm aufweist. Das heißt, dass Strukturen auf der texturierten Walze in der Größenordnung von mindestens 0,7 µm bis 1000 µm erfasst werden können. Mit einer so texturierten Walze ist ein sehr gleichmäßig strukturiertes Konditionieren beispielsweise von Metallprodukten, insbesondere von Stahlflachprodukten möglich. Die Abstände sich wiederholender Strukturen sind groß genug, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer isotropen Rauhigkeitstopografie gesprochen werden kann.
[0014] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine Intensität einer ersten Ordnung der Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der Autokorrelation aufweist. Je geringer die Intensität der ersten Ordnung im Vergleich zum Hauptmaximum ist, desto größer ist die Streuung der Anordnung der Vertiefungen. Entspricht die Intensität der ersten Ordnung der Autokorrelation maximal ein Zehntel der Intensität des Hauptmaximums der Autokorrelation, so kann im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer stochastischen Rauhigkeitstopografie gesprochen werden.
[0015] Vertiefungen können zumindest teilweise mit unterschiedlichen Tiefen eingebracht werden, wobei die Tiefen einer Tiefenverteilung folgend eingebracht werden, wobei die Tiefenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine erste weitere Autokorrelation der Tiefenverteilung ein regelmäßiges erstes weiteres Muster aufweist, numerisch erstellt wird. Dies ermöglicht eine weiter verbesserte pseudo-stochastische Rauheitstopografie. Tiefe einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die größte Ausdehnung der Vertiefung auf der Walze in Richtung der Rotationsachse der Walze. Denkbar ist, dass die Vertiefungen einen Tiefenverlauf aufweisen. Ein Tiefenverlauf im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche der Walze verändernde Ausdehnung der Vertiefung auf der Walze in Richtung der Rotationsachse der Walze.
[0016] Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass die erste weitere Autokorrelation eine Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm aufweist und/oder wobei eine erste weitere Intensität einer ersten Ordnung der ersten weiteren Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der ersten weiteren Autokorrelation aufweist.
[0017] Vertiefungen können zumindest teilweise mit unterschiedlich großen Breiten und/oder mit unterschiedlich großen zu den jeweiligen Breiten orthogonal angeordneten Längen eingebracht werden, wobei die Breiten einer Breitenverteilung folgend eingebracht werden und/oder wobei die Längen einer Längenverteilung folgend eingebracht werden, wobei die Breitenverteilung und/oder die Längenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine zweite weitere Autokorrelation der Breitenverteilung bzw. ein regelmäßiges zweites weiteres Muster aufweist bzw. eine dritte weitere Autokorrelation der Längenverteilung bzw. ein regelmäßiges drittes weiteres Muster aufweist, numerisch erstellt wird. Dies ermöglicht eine noch bessere pseudo-stochastische Rauheitstopografie. Eine Länge einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Vertiefung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche der Walze. Eine Breite einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Vertiefung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche der Walze und orthogonal zur Länge der Vertiefung. Denkbar ist, dass die Vertiefungen bezogen auf die Haupterstreckungsebene der Oberfläche der Walze, insbesondere in Richtung der Rotationsachse der Walze, als I-förmig, oval, rund, rechteckig oder quadratisch oder als Kombination daraus eingebracht werden.
[0018] Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass die zweite weitere Autokorrelation eine Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm aufweist und/oder wobei die dritte weitere Autokorrelation eine Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm aufweist und/oder wobei eine zweite weitere Intensität einer ersten Ordnung der zweiten weiteren Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der zweiten weiteren Autokorrelation aufweist und/oder wobei eine dritte weitere Intensität einer ersten Ordnung der dritten weiteren Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der dritten weiteren Autokorrelation aufweist.
[0019] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Erstellen der Verteilung die Verteilung auf ein Vorhandensein unerwünscht strukturierter Bereiche kontrolliert wird, wobei bei Vorhandensein von unerwünscht strukturierten Bereichen die Verteilung in den unerwünscht strukturierten Bereichen neu erstellt wird. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass keine unvorteilhaften Flecken auf einem Metallprodukt, welches mit der texturierten Walze gewalzt wird, entstehen. Das erneute Erstellen der Verteilung innerhalb der unerwünscht strukturierten Bereiche ist mit nur wenig Aufwand verbunden. Unerwünscht strukturierte Bereiche können beispielsweise zusammenhängende Bereichen ohne Vertiefungen, Bereiche mit zusammenhängenden Vertiefungen oder anisotrope Bereiche sein.
[0020] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zu Strukturelementen angeordnete weitere Vertiefungen stochastisch verteilt angeordnet auf der Oberfläche der Walze eingebracht werden, wobei die Vertiefungen zwischen den Strukturelementen eingebracht werden. Dies ermöglicht ein funktionelles Strukturieren der Oberfläche eines mit der texturierten Walze gewalzten Metallproduktes unter Beibehaltung der Vorteile der stochastischen Rauheitstopografie. Denkbar ist beispielsweise, dass die Strukturelemente zum Einwalzen von Schmiermitteltaschen in das Metallprodukt zum Transport von Schmiermittel beim Umformprozessen dienen.
[0021] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vertiefungen mittels eines Lasertexturierverfahrens oder mit Hilfe eines Teilchenstrahls eingebracht werden. Lasertexturierverfahren und Texturierverfahren mit Hilfe eines Teilchenstrahls sind sehr gut zu steuern und erzeugen hervorragende Ergebnisse. Denkbar ist, dass der Teilchenstrahl ein Elektronenstrahl und/oder ein Ionen-Strahl ist.
[0022] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist eine Walze, insbesondere Dressierwalze, wobei die Walze eine mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche oberflächentexturierte Oberfläche aufweist.
[0023] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist ein Metallprodukt, wobei das Metallprodukt mit einer erfindungsgemäßen Walze bearbeitet ist.
[0024] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist eine Oberfläche eines Metallprodukts, insbesondere die Oberfläche des Metallprodukts, welche mit einer erfindungsgemäßen Walze bearbeitet ist, wobei Erhebungen und/oder Vertiefungen in einer pseudo-stochastischen Verteilung auf der Oberfläche des Metallprodukts angeordnet sind, wobei die Vertiefungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Tiefen und/oder Erhebungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Höhen eingebracht sind, wobei die Tiefen einer Tiefenverteilung folgend und/oder die Höhen einer Höhenverteilung folgend eingebracht sind, wobei die Tiefenverteilung und/oder die Höhenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine Autokorrelation der Tiefenverteilung und/oder Höhenverteilung ein regelmäßiges weiteres Muster mit einer Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm und/oder wobei eine Intensität einer ersten Ordnung der Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der Autokorrelation aufweist.
[0025] Tiefe einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die größte Ausdehnung der Vertiefung auf der Oberfläche in Dickenrichtung des Metallprodukts. Denkbar ist, dass die Vertiefungen einen Tiefenverlauf aufweisen. Ein Tiefenverlauf im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche des Metallprodukts verändernde Ausdehnung der Vertiefung auf der Oberfläche in Dickenrichtung des Metallprodukts.
[0026] Vertiefungen auf der Oberfläche des Metallprodukts können zumindest teilweise mit unterschiedlich großen Breiten und/oder mit unterschiedlich großen zu den jeweiligen Breiten orthogonal angeordneten Längen eingebracht sein, wobei die Breiten einer Breitenverteilung folgend eingebracht sind und/oder wobei die Längen einer Längenverteilung folgend eingebracht sind, wobei die Breitenverteilung und/oder die Längenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine zweite Autokorrelation der Breitenverteilung bzw. ein regelmäßiges zweites Muster aufweist bzw. eine dritte Autokorrelation der Längenverteilung bzw. ein regelmäßiges drittes Muster aufweist, eingebracht sind. Eine Länge einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Vertiefung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche des Metallprodukts, beispielsweise quer zur Walzrichtung respektive quer zur Dressierrichtung. Eine Breite einer Vertiefung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Vertiefung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche des Metallprodukts und orthogonal zur Länge der Vertiefung, beispielsweise in Walzrichtung respektive Dressierrichtung. Die Länge der Vertiefung kann alternativ aber auch in Walzrichtung/Dressierrichtung und die Breite der Vertiefung somit quer zur Walzrichtung/Dressierrichtung verlaufen. Alternativ oder zusätzlich sind Erhebungen auf der Oberfläche des Metallprodukts zumindest teilweise mit unterschiedlich großen Breiten und/oder mit unterschiedlich großen zu den jeweiligen Breiten orthogonal angeordneten Längen eingebracht, wobei die Breiten einer Breitenverteilung folgend eingebracht sind und/oder wobei die Längen einer Längenverteilung folgend eingebracht sind, wobei die Breitenverteilung und/oder die Längenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine vierte Autokorrelation der Breitenverteilung bzw. ein regelmäßiges viertes Muster aufweist bzw. eine fünfte Autokorrelation der Längenverteilung bzw. ein regelmäßiges fünftes Muster aufweist, eingebracht sind. Eine Länge einer Erhebung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Erhebung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche des Metallprodukts, beispielsweise in Walzrichtung/Dressierrichtung oder alternativ quer zur Walzrichtung/Dressierrichtung. Eine Breite einer Erhebung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die maximale Ausdehnung der Erhebung parallel zur Haupterstreckungsebene der Oberfläche des Metallprodukts und orthogonal zur Länge der Erhebung, somit beispielsweise quer zur Walzrichtung/Dressierrichtung oder alternativ in Walzrichtung/Dressierrichtung.
[0027] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
[0028] Figur 1 zeigt die Verteilung und die Autokorrelation eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0029] Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Walze gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0030] Figur 3 zeigt schematisch zwei Walzen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Metallprodukt gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0031] In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
[0032] In Figur 1 sind die Verteilung 2 und die Autokorrelation 3 eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ziel des Verfahrens ist es, die Oberfläche 11 einer Walze 10 (siehe Figuren 2 und 3), vorzugsweise einer Dressierwalze, mit Vertiefungen 1 so zu texturieren, dass beim Walzen/Dressieren eines Metallproduktes 100 (siehe Figur 3) eine Struktur, welche Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, in die Oberfläche des Metallproduktes 100 eingewalzt wird, welche die Vorteile einer pseudo-stochastischen Rauhigkeitstopografie aufweist und dabei die Gefahr des Entstehens von zusammenhängenden Bereichen ohne Vertiefungen oder von Bereichen mit zusammenhängenden Vertiefungen verringert. Dazu werden die Vertiefungen 1 in einer pseudo-stochastischen Verteilung 2 auf der Oberfläche 11 der Walze 10 eingebracht. Der Übersichtlichkeit halber ist die in weiß dargestellte örtliche Anordnung der Vertiefungen nicht bezeichnet. Die Verteilung 2 wird dazu numerisch erstellt, das heißt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel, dass die Verteilung nicht vollständig stochastisch bestimmt ist, und dass die Autokorrelation 3 der Verteilung 2 ein regelmäßiges Muster aufweist. In der Autokorrelation 3 sind deutlich das Hauptmaximum 6 und die periodisch angeordneten Maxima erster Ordnung 5 zu erkennen. Die Maxima erster Ordnung 5 weisen eine Intensität von weniger als einem Zehntel der Intensität des Hauptmaximums 6 auf. Die Periodizität 4 der Anordnung der Maxima 5, 6 beträgt beispielsweise zwischen 2 µm und 1000 µm. Die Einschränkung der pseudo-stochastischen Ermittlung der Verteilung 2 führt dazu, dass die Verteilung 2 sehr gleichmäßig und isotrop ist, aber keine Flecken, also große Bereiche ohne Vertiefungen oder große Bereiche mit zusammenhängenden Vertiefungen aufweist.
[0033] In Figur 2 ist schematisch ein Schnitt durch einen Teil einer Walze 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der dargestellte Schnitt schneidet die (nicht dargestellte) Drehachse der Walze 10. Zu erkennen ist die Oberfläche 11 der Walze 10, welche zwei Strukturelemente 7 aufweist. Die Strukturelemente 7 sind als Top-Hat-Profile ausgeführt. Zwischen den Strukturelementen 7 sind die Vertiefungen 1 pseudo-stochastisch angeordnet. Deutlich zu erkennen ist, dass nicht nur die Anordnung der Vertiefungen 1 der pseudo-stochastischen Verteilung folgt, sondern dass die Vertiefungen 1 jeweils unterschiedliche Tiefen und Breiten aufweisen, welche jeweils einer Verteilung, hier ebenfalls pseudo-stochastisch, angeordnet sind. Die Verteilungen der Tiefen und der Breiten weisen jeweils Autokorrelationen mit einer Periodizität zwischen beispielsweise 2 µm und 1000 µm auf. Die Intensitäten der Maxima erster Ordnung der Verteilungen der Tiefen und der Breiten weisen weniger als ein Zehntel der Intensität des jeweiligen Hauptmaximums auf.
[0034] In Figur 3 sind schematisch zwei Walzen 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Metallprodukt 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die die Oberflächen 11 der Walzen 10 sind mit einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung texturiert.
[0035] Dies führt zu einer sehr vorteilhaften Aufrauhung des Metallproduktes 100, hier eines Stahlflachprodukts, beim Walzen.
[0036] Nicht dargestellt ist die Oberfläche des Metallprodukts (100), wobei Erhebungen und/oder Vertiefungen in einer pseudo-stochastischen Verteilung auf der Oberfläche des Metallprodukts (100) angeordnet sind, wobei die Vertiefungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Tiefen und/oder Erhebungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Höhen eingebracht sind, wobei die Tiefen einer Tiefenverteilung folgend und/oder die Höhen einer Höhenverteilung folgend eingebracht sind, wobei die Tiefenverteilung und/oder die Höhenverteilung bevorzugt unter der Einschränkung, dass eine Autokorrelation der Tiefenverteilung und/oder Höhenverteilung ein regelmäßiges weiteres Muster mit einer Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm und/oder eine Intensität einer ersten Ordnung der Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums der Autokorrelation aufweist.
Bezugszeichenliste
1. Verfahren zur Oberflächentexturierung einer Walze (10), wobei in eine Oberfläche (11)
der Walze (10) Vertiefungen (1) eingebracht werden, wobei die Vertiefungen (1) in
einer pseudo-stochastischen Verteilung (2) auf der Oberfläche (11) angeordnet werden,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung (2) unter der Einschränkung, dass eine Autokorrelation (3) der Verteilung
(2) ein regelmäßiges Muster aufweist, numerisch erstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Autokorrelation (3) eine Periodizität (4) von
2 µm bis 3000 µm aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine Intensität einer ersten Ordnung
(5) der Autokorrelation (3) maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums
(6) der Autokorrelation (3) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Erstellen der Verteilung
(2) die Verteilung (2) auf ein Vorhandensein unerwünscht strukturierter Bereiche kontrolliert
wird, wobei bei Vorhandensein von unerwünscht strukturierten Bereichen die Verteilung
(2) in den unerwünscht strukturierten Bereichen neu erstellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zu Strukturelementen (7)
angeordnete weitere Vertiefungen stochastisch verteilt angeordnet auf der Oberfläche
(11) der Walze (10) eingebracht werden, wobei die Vertiefungen (1) zwischen den Strukturelementen
(7) eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vertiefungen (1) mittels
eines Lasertexturierverfahrens oder mit Hilfe eines Teilchenstrahls eingebracht werden.
7. Walze (10), insbesondere Dressierwalze, wobei die Walze (10) eine mit einem Verfahren
nach einem der vorhergehenden Ansprüche oberflächentexturierte Oberfläche (11) aufweist.
8. Metallprodukt (100), wobei das Metallprodukt (100) mit einer Walze (10) gemäß Anspruch
7 bearbeitet ist.
9. Oberfläche eines Metallprodukts (100), insbesondere nach Anspruch 8, wobei Erhebungen
und/oder Vertiefungen in einer pseudo-stochastischen Verteilung auf der Oberfläche
des Metallprodukts (100) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Tiefen und/oder Erhebungen
zumindest teilweise mit unterschiedlichen Höhen eingebracht sind, wobei die Tiefen
einer Tiefenverteilung folgend und/oder die Höhen einer Höhenverteilung folgend eingebracht
sind, wobei die Tiefenverteilung und/oder die Höhenverteilung bevorzugt unter der
Einschränkung, dass eine Autokorrelation der Tiefenverteilung und/oder Höhenverteilung
ein regelmäßiges weiteres Muster mit einer Periodizität von 2 µm bis 3000 µm, insbesondere
von 5 µm bis 2000 µm, bevorzugt von 10 µm bis 1000 µm und/oder eine Intensität einer
ersten Ordnung der Autokorrelation maximal ein Zehntel einer Intensität eines Hauptmaximums
der Autokorrelation aufweist.