Sie benötigen starkes, dünnes und flexibles Aluminium für Ihr Projekt? Das Walzverfahren macht dies möglich. Mit diesem Verfahren wird Aluminium in Bleche und Platten verwandelt, die in Autos, Gebäuden und Verpackungen verwendet werden. Schauen wir uns an, wie das Verfahren funktioniert.
Die Idee ist einfach, aber die Ergebnisse sind beeindruckend. Wenn Sie die Grundlagen des Aluminiumwalzens kennen, können Sie bessere Entscheidungen treffen und Ihr Projekt reibungsloser abschließen. Hier erfahren Sie Schritt für Schritt, wie es funktioniert.
Was ist Aluminiumwalzen?
Beim Aluminiumwalzen werden Aluminiumbarren oder -brammen mithilfe rotierender Walzen in dünnere Formen gepresst. Je nach Walzverfahren liegt das Aluminium zunächst in großen Blöcken vor, die entweder erhitzt werden oder bei Raumtemperatur bleiben. Wenn die Walzen nach unten drücken, quetschen und dehnen sie das Metall und verwandeln es in flache Bleche mit genauer Dicke und Größe.
Das Verfahren funktioniert nach dem Prinzip der plastischen Verformung. Die Kraft übersteigt die Streckgrenze des Metalls, wenn das Aluminium zwischen den Walzen durchläuft. Dadurch wird die innere Struktur gedehnt und gestaucht, was zu einer dauerhaften Formveränderung führt. Durch das Walzen wird nicht nur die Dicke verringert, sondern auch die Kornstruktur verbessert. Dadurch wird das Aluminium fester und erhält eine bessere Oberflächenqualität.
Arten von Walzverfahren
Das Walzen von Aluminium kann je nach Zielsetzung bei unterschiedlichen Temperaturen erfolgen. Jedes Verfahren verändert das Aluminium auf seine eigene Weise und macht es für andere Zwecke geeignet.
Warmwalzen von Aluminium
Das Warmwalzen erfolgt bei sehr hohen Temperaturen, in der Regel über 400 °C. Das ist höher als der Rekristallisationspunkt von Aluminium. Bei dieser Hitze wird das Aluminium weich und lässt sich leicht formen. Große Brammen oder Barren werden zunächst in einem Ofen erhitzt. Anschließend werden sie durch Walzen geführt, die ihre Dicke schrittweise verringern.
Mit diesem Verfahren lassen sich in einem einzigen Arbeitsgang erhebliche Veränderungen in Größe und Form erzielen. Es verbessert auch die innere Struktur des Metalls, indem es kleine Lücken beseitigt und es flexibler macht. Warmgewalztes Aluminium dient oft als Grundlage für weitere Schritte wie Kaltwalzen oder andere Veredelungsarbeiten. Es wird häufig für Bleche, Autoteile und Teile für die Luft- und Raumfahrt verwendet, bei denen Festigkeit und leichte Verformbarkeit gefragt sind.
Kaltwalzen von Aluminium
Das Kaltwalzen findet nach dem Warmwalzen bei Raumtemperatur statt. In diesem Stadium ist das Aluminium bereits dünner und leichter zu bearbeiten. Die Kaltwalzen pressen das Metall erneut, um es noch dünner, glatter und maßgenauer zu machen.
Da keine Hitze verwendet wird, wird das Aluminium durch Kaltverfestigung stärker. Das Ergebnis ist ein Material mit höherer Festigkeit, besserer Oberflächengüte und genauerer Größenkontrolle. Kaltgewalztes Aluminium wird häufig dort eingesetzt, wo Genauigkeit und Aussehen von entscheidender Bedeutung sind, z. B. in der Elektronik, bei Verpackungsfolien und Dekorblechen.
Wie funktioniert der Prozess des Aluminiumwalzens?
Der Aluminiumwalzprozess erfolgt in einer Reihe von kontrollierten Schritten. Jeder Schritt bringt das Material auf die richtige Dicke, Festigkeit und Oberflächenbeschaffenheit.
Schritt 1: Vorbereiten von Aluminiumbarren oder -brammen
Das Verfahren beginnt mit großen geschmolzenen Aluminiumblöcken oder -brammen. Diese Blöcke sind dick und schwer und nicht für die industrielle Verwendung geeignet. Vor dem Walzen werden sie von den Arbeitern auf Oberflächenfehler untersucht und raue Kanten abgeschnitten. In einigen Fällen wird eine Oberflächenschicht abgetragen, um eine saubere und glatte Oberfläche zu erhalten.
Schritt 2: Heizen und Konditionieren vor dem Rollen
Beim Warmwalzen werden die Brammen in großen Öfen auf mehr als 400 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird das Aluminium weicher und lässt sich leichter formen. Eine sorgfältige Kontrolle ist unerlässlich. Das Metall muss oberhalb seines Rekristallisationspunktes, aber unterhalb seines Schmelzpunktes bleiben. Durch das Erhitzen in diesem Bereich wird die Kornstruktur verbessert und die inneren Spannungen werden verringert, so dass das Walzen weicher wird.
Beim Kaltwalzen wird keine Wärme verwendet. Stattdessen kann das Aluminium gereinigt oder behandelt werden, um Oxide, Öle oder andere Oberflächenverunreinigungen zu entfernen. Dieser Schritt sorgt für eine glatte Oberfläche und verhindert, dass sich Unregelmäßigkeiten in das fertige Blech übertragen.
Schritt 3: Walzen in mehreren Durchgängen
Die Brammen werden dann durch Walzwerke mit großen rotierenden Walzen geschickt. Die gewünschte Dicke wird nicht in einem Durchgang erreicht. Stattdessen durchläuft das Aluminium mehrere Durchgänge, wobei die Walzen es jedes Mal dünner pressen und in Blechform bringen.
Beim Warmwalzen erfolgen diese Stiche, während das Metall heiß bleibt. Wenn das Material zu stark abkühlt, muss es möglicherweise wieder erwärmt werden. Beim Kaltwalzen sind die Abtragungen pro Durchgang geringer. Dadurch wird das Blech genauer in der Größe und erhält eine glattere Oberfläche.
Schritt 4: Kühlung und Nachbehandlungen
Nach dem Walzen wird das Aluminium unter kontrollierten Bedingungen abgekühlt. Einige Produkte werden schnell abgeschreckt, um ihre Festigkeit zu erhalten, während andere langsamer abgekühlt werden, um Spannungen abzubauen.
Nach dem Abkühlen können weitere Behandlungen folgen. Das Glühen wird häufig eingesetzt, um die beim Kaltwalzen verloren gegangene Flexibilität wiederherzustellen, indem die Kornstruktur neu gebildet wird. Die Bleche können auch einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, z. B. Besäumen, Reinigen oder Beschichten, um sie für ihre endgültige Verwendung vorzubereiten.
Klassifizierung gewalzter Aluminiumprodukte
Gewalztes Aluminium gibt es in vielen Formen, von denen jede für einen bestimmten Zweck bestimmt ist. Die Dicke, die Art der Legierung und die Oberflächenbeschaffenheit entscheiden darüber, wie das Material in der Bau-, Verpackungs-, Transport- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden kann.
Die Spurweite verstehen: Von der Folie zum Blech
Die Dicke von gewalztem Aluminium wird in Gauge oder Millimetern gemessen. Aluminiumfolie ist in der Regel an der dünnsten Stelle weniger als 0,2 mm dick. Sie wird häufig für Lebensmittelverpackungen, Isolierung und Elektronik verwendet.
Dünnblech aus Aluminium reicht von 0,2 mm bis etwa 6 mm. Es wird häufig für Karosseriebleche, Gebäudefassaden und Gerätegehäuse verwendet. Die Bleche sind leicht, aber dennoch stabil, was sie für alltägliche Produkte praktisch macht.
Aluminiumplatten sind dicker, im Allgemeinen über 6 mm. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau und im Schwermaschinenbau verwendet. Bleche bieten eine höhere Steifigkeit und Haltbarkeit und eignen sich daher für Teile, die hohen Belastungen oder schwierigen Umgebungen ausgesetzt sind.
Standardlegierungen und ihre Anwendungen nach dem Walzen
Gewalzte Aluminiumprodukte werden selten aus reinem Aluminium hergestellt. Zur Verbesserung der Leistung werden Legierungen hinzugefügt.
- Die 1xxx-Serie enthält fast reines Aluminium. Es ist weich und korrosionsbeständig, was es für chemische Geräte und Folien interessant macht.
- Die Serie 3xxx enthält Mangan. Sie hat eine höhere Festigkeit und wird häufig für Dächer, Abdeckungen und Getränkedosen verwendet.
- Die Serie 5xxx enthält Magnesium. Sie bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit und mittlere Festigkeit und wird häufig in der Schifffahrts- und Transportindustrie verwendet.
- Die Serie 6xxx kombiniert Magnesium und Silizium. Sie bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit, was sie zu einem beliebten Werkstoff für Automobilbleche und Strukturteile macht.
- Die Serien 2xxx und 7xxx bieten eine sehr hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. Sie werden häufig in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich eingesetzt, wo die Leistung unter Belastung entscheidend ist.
Oberflächenveredelung nach dem Walzen
Nach dem Walzen muss Aluminium häufig oberflächenbehandelt werden. Die Veredelung verbessert das Aussehen, die Festigkeit und die Leistung des Materials. Verschiedene Verfahren schützen das Metall und bereiten es für spezielle Anwendungen vor.
Mechanische Oberflächen
Mechanische Veredelungen verändern die Oberfläche mit physikalischen Methoden. Zu den Standardtechniken gehören Bürsten, Schleifen und Kugelstrahlen.
Bürsten erzeugt ein mattes, einheitliches Aussehen, das häufig für Geräte und dekorative Platten verwendet wird. Durch das Schleifen wird die Oberfläche geglättet und für Beschichtungen oder weitere Behandlungen vorbereitet. Kugelstrahlen reinigt und stärkt die Oberfläche, indem es sie mit kleinen Schleifpartikeln trifft.
Beschichtungen und Schutzschichten
Beschichtungen schützen und verlängern die Lebensdauer von Aluminium. Eloxieren ist ein Standardverfahren, das die natürliche Oxidschicht verdichtet und die Oberfläche komplizierter und verschleißfester macht. Es kann auch Farbe zur Dekoration hinzugefügt werden. Farbbeschichtungen verbessern das Aussehen und den Schutz, insbesondere bei Bau- und Automobilteilen. Pulverbeschichtung sorgt für eine lang anhaltende, starke und gleichmäßige Oberfläche und ist daher für Outdoor-Ausrüstung sehr beliebt.
In raueren Umgebungen, wie in der Schifffahrt oder der chemischen Industrie, sind zusätzliche Schichten erforderlich. Epoxid-Beschichtungen oder Konversionsbeschichtungen bieten eine zusätzliche Barriere gegen Korrosion. Diese Beschichtungen verringern den Wartungsaufwand und verbessern die langfristige Zuverlässigkeit.
Polieren und Glanzwalzen
Polieren macht die Oberfläche glatt und spiegelnd. Feine Schleifmittel beseitigen kleinere Defekte und erzeugen eine spiegelähnliche Oberfläche. Dies wird häufig bei architektonischen Paneelen, Beleuchtungskörpern und dekorativen Verkleidungen verwendet.
Das Glanzwalzen ist eine weitere Möglichkeit, eine reflektierende Oberfläche zu erzeugen. Der letzte Walzgang wird mit hochglanzpolierten Walzen durchgeführt. Durch den Druck und die glatte Oberfläche der Walzen erhält das Aluminium eine glänzende Oberfläche. Diese Methode ist Standard bei Verpackungsfolien, Reflektoren und Produkten für die Inneneinrichtung, bei denen es auf das Aussehen ankommt.
Industrielle Anwendungen von gewalztem Aluminium
Gewalztes Aluminium wird in vielen Branchen eingesetzt, da es leicht, stabil und vielseitig ist. Die Form - Folie, Blech oder Platte - entscheidet über die Anwendung.
Automobilindustrie
In der Automobilindustrie reduziert gewalztes Aluminium das Gewicht des Fahrzeugs bei gleichbleibender Festigkeit. Bleche werden für Karosserieteile, Motorhauben, Türen und Kofferraumdeckel verwendet. Bleche werden für Fahrwerks- und Aufhängungsteile verwendet, bei denen es auf Steifigkeit ankommt. Folien und dünne Bleche kommen in Wärmetauschern und Isolierungen zum Einsatz.
Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrt werden in großem Umfang gewalzte Aluminiumplatten und -bleche verwendet, da sie ein gutes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht aufweisen. Für die Außenhaut von Flugzeugen, Rumpfplatten und Flügelstrukturen werden häufig Legierungen der Serien 2xxx und 7xxx verwendet. Diese Legierungen widerstehen Ermüdung und sind auch unter extremen Bedingungen gut geeignet. Dünnere Bleche werden für Kabinentrennwände, Fußböden und Sitzstrukturen verwendet.
Bauwesen
Aluminiumbleche werden standardmäßig für Bedachungen, Verkleidungen, Vorhangfassaden und Verkleidungen verwendet, da sie korrosionsbeständig und leicht zu formen sind. Bleche werden für Tragwerke, Brücken und große Infrastrukturprojekte verwendet. Aluminium ist witterungsbeständig und hält im Außenbereich länger.
Konsumgüter
Gewalztes Aluminium ist in vielen Konsumgütern enthalten. Folien werden für Lebensmittelverpackungen, zur Isolierung und für Haushaltsaufgaben verwendet. Bleche bilden Geräteteile wie Kühlschränke, Waschmaschinen und Mikrowellengeräte. Glänzend gewalzte Oberflächen werten das Aussehen von Elektronik, Küchengeräten und Dekorationsartikeln auf.
Schlussfolgerung
Das Walzen von Aluminium ist ein flexibles und weit verbreitetes Verfahren. Es verwandelt Rohaluminium in Bleche, Platten und Folien mit genauen Abmessungen, guter Festigkeit und glatten Oberflächen. Gewalztes Aluminium ist leicht, haltbar und leistungsfähig und wird daher in vielen Branchen als zuverlässige Wahl angesehen.
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Hey, ich bin Kevin Lee
In den letzten 10 Jahren bin ich in verschiedene Formen der Blechbearbeitung eingetaucht und teile hier coole Erkenntnisse aus meinen Erfahrungen in verschiedenen Werkstätten.
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Kevin Lee
Ich verfüge über mehr als zehn Jahre Berufserfahrung in der Blechverarbeitung und bin auf Laserschneiden, Biegen, Schweißen und Oberflächenbehandlungstechniken spezialisiert. Als Technischer Direktor bei Shengen bin ich bestrebt, komplexe Fertigungsherausforderungen zu lösen und Innovation und Qualität in jedem Projekt voranzutreiben.
