1. Charakteristik der Walzverformung von Edelstahlblechen
Das Material der Magnetabschirmung ist 1Crl8Ni9, die Materialstärke beträgt 0,2–0,3 mm. Es handelt sich um ein modifiziertes Edelstahlblech. 1Crl8Ni9 ist ein austenitischer Edelstahl mit den Eigenschaften Zähigkeit, Härte, Klebrigkeit und starker Kaltverfestigung. Während des Nachwalzprozesses wandelt sich die Austenitstruktur mit zunehmendem Umformgrad kontinuierlich in Martensit um. Dies erschwert den Walzformprozess.
Zu den häufigsten Fehlern bei wiedergewalzten Edelstahlblechen gehören Falten, Narben, Risse und Brüche.
2 Ursachen und Korrekturmethoden von Falten
2.1 Faltenbildung am Flansch
Beim Durchlauf des Blechmaterials durch die Form wird der Flanschbereich nicht nur von der Niederhalterkraft, sondern auch von radialen und tangentialen Zugspannungen beeinflusst. Bei hohen tangentialen Druckspannungen kann es im Flanschbereich zu plastischer Instabilität und damit zu tangentialer Biegung kommen. Dies führt zu einer leichten Wellenbildung im Flanschbereich, der sogenannten Flanschfaltenbildung. Ursache für Flanschfalten ist eine zu geringe Niederhalterkraft und ein ungeeigneter Matrizenradius. Bei zu geringer Niederhalterkraft verdickt sich der äußere Blechrand aufgrund der Druck- und Radialzugkräfte in Rundungs- und Vertikalrichtung. Beim Nachwalzen von Edelstahlblechen können Walzstangen hinzugefügt oder die Niederhalterkraft angepasst werden, um dieses Problem zu beheben. Die Niederhalterkraft beim Nachwalzen von Bestar-Stahlblechen beträgt 0,3–0,5 MPa. Die Größe des Matrizenradius beeinflusst die Qualität der Walzteile maßgeblich. Da der Radius der Rundung die inneren Spannungen des Blechs und die erforderliche Niederhalterkraft, die Faltenbildung, die Wandstärkenreduzierung und die Anzahl der Nachwalzvorgänge beeinflussen kann, ist Folgendes zu beachten: Je kleiner der Rundungsradius, desto höher die im Blech erzeugten inneren Spannungen, desto größer die erforderliche Niederhalterkraft und desto ausgeprägter die Faltenbildung an den Walzteilen. Je größer der Rundungsradius, desto geringer die erforderliche Niederhalterkraft. Der komprimierte Bereich des Blechs verringert sich, und der Bereich der Kompressionskraft in Umfangsrichtung vergrößert sich. Dadurch vergrößert sich der Umfang der Flanschfalten am Walzteil. Daher sollte die Rundung sorgfältig poliert werden, um eine glattere Oberfläche zu erzielen und die Entstehung von Flanschfalten zu vermeiden.
2.2 Wandfalten
Die Wandfalten der nachgewalzten Edelstahlblechteile entstehen hauptsächlich durch das Nachwalzen der Flanschfalten an die Walzwand. Abhilfe schafft eine geeignete Anpassung des Walzspalts bei gleichzeitiger Vorspannung senkrecht zur Walzrichtung.
3 Narben
3.1 Narbenreparatur
Beim Durchlaufen der abgerundeten Ecken der Matrize können kleine Schleifspuren, sogenannte Kratzer, entstehen. Da an den abgerundeten Ecken die maximale Verformungskraft im Blechmaterial wirkt und Edelstahlblech während des Verformungsprozesses hochviskos ist, verstärkt sich dieser Defekt mit der Zeit. Er führt zu Kratzern und beeinträchtigt die Oberflächenglätte der Produkte. Auch an den Arbeitsflächen des Stempels und der konkaven Formen können Kratzer, Poren, Dellen usw. auftreten. Im Produktionsprozess lässt sich dieses Problem durch Verchromen des Stempels, Anpassen des Walzspalts und Verwendung geeigneter Schmierstoffe beheben.
3.2 Kratzer durch Schimmelbildung
Da die Oberflächenrauheit der Arbeitsflächen und Rundungen der Stempel- und Formhohlräume nicht den Anforderungen entspricht und die Spalten zwischen den Formen aufgrund mangelhafter Montage ungleichmäßig sind, bilden sich häufig helle Stellen auf der Produktoberfläche, sogenannte Kratzer. Dieser Mangel lässt sich durch eine Formmodifikation beheben.
4Risse und Brüche
4.1 Bodenstart
Beim Nachwalzen ist Rissbildung am Produktboden ein häufiger Fehler. Um dies zu vermeiden, sollten die Eckradien der konvexen und konkaven Formen vergrößert, die Anpresskraft des Niederhalters reduziert, die Schmierung verstärkt und die Arbeitsfläche der nachgewalzten und konkaven Werkzeuge nachbearbeitet werden.
4.2 Untere Vertiefung
Solange das nachgewalzte Teil noch nicht gerissen ist, wird das Material im Bereich der Stempelkehle durch das Nachwalzen eingeschnürt, und die Unterseite des Produkts weist aufgrund von Restspannungen nach Abschluss der Bearbeitung eine Delle auf. Abhilfe schafft die Anpassung des Kehlradius der konvexen und konkaven Formen, um einen optimalen Spannungszustand des Blechs während des Walzprozesses zu gewährleisten.
5. Auswahl der Schmierstoffe
Bei der Auswahl von Schmierstoffen für Edelstahl sollten zunächst zwei Punkte beachtet werden: (1) Der Schmierstoff sollte eine gewisse relative thermische Stabilität aufweisen und auch bei Erwärmung während des Walzprozesses eine gute Schmierwirkung beibehalten. (2) Bei steigender Temperatur während des Walzprozesses sollte der Schmierstoff gleichmäßig auf der Oberfläche des Walzrohlings und der Form haften, ohne sich anzusammeln oder einen dicken Film zu bilden.
Edelstahl kann mit Hilfe von Walzöl, Emulsionen mit hochkonzentrierten Füllstoffen, pulverförmigen Graphitsuspensionen usw. nachgewalzt werden. Nach langjähriger praktischer Anwendung hat Bestar Steel gute Ergebnisse durch das Auftragen von Walzöl auf die nachgewalzte Oberfläche des Rohlings erzielt.
Das Walzformen von Edelstahlblechen ist ein relativ komplexer Prozess. Es ist notwendig, die Formgebungseigenschaften und Einflussfaktoren sorgfältig zu untersuchen und im tatsächlichen Produktionsprozess Erfahrungen zu sammeln, um entsprechende Maßnahmen zur Beseitigung verschiedener Mängel und zur Verbesserung der Produktqualität zu ergreifen.
Veröffentlichungsdatum: 11. Januar 2024