EP3254773A1 - Verfahren und vorrichtung zur strukturellen konditionierung einer walze - Google Patents

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EP3254773A1
EP3254773A1 EP17174057.4A EP17174057A EP3254773A1 EP 3254773 A1 EP3254773 A1 EP 3254773A1 EP 17174057 A EP17174057 A EP 17174057A EP 3254773 A1 EP3254773 A1 EP 3254773A1
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EP
European Patent Office
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roller
pressure
rolling
tool
roll
Prior art date
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EP17174057.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3254773B1 (de
Inventor
Dr. Stephan Draese
Jan Hendrik HOLTZ
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Speira GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hydro Aluminium Rolled Products GmbH filed Critical Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
Publication of EP3254773A1 publication Critical patent/EP3254773A1/de
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Publication of EP3254773B1 publication Critical patent/EP3254773B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution
    • B24B39/045—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/021—Rolls for sheets or strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B28/00—Maintaining rolls or rolling equipment in effective condition
    • B21B28/02—Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B2003/001—Aluminium or its alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2267/00—Roll parameters
    • B21B2267/26—Hardness of the roll surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005—Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same

Definitions

  • the invention relates to a method for the structural conditioning of a roll. Furthermore, the invention relates to a device for structurally conditioning a roller by carrying out this method with a pressure tool and with a means for rotating a roller relative to the pressure tool. Furthermore, the invention relates to a roll for forming materials.
  • Rollers arranged in rolling stands serve for the plastic deformation of materials.
  • the rolls, in particular the work rolls of rolling stands for hot or cold rolling of metal strips are preferably in rolling contact with the roll bale in direct contact with the surface of the material and serve to shape the rolled product by a transfer of pressure.
  • Rollers are used for example in the production of metal strips and metal foils, wherein materials such as aluminum, steel or their alloys and non-ferrous metals are transformed.
  • the mechanical properties of the rollers for example, for the rolling of different materials, especially hard and thin materials must be designed. Irregularities in the material to be rolled can stress the rollers, in particular the work rolls. For example, it is problematic when it comes to wrinkling, ie to material doublings in the nip during rolling. This can happen, for example, when winding and inserting the beginning of the tape in the nip.
  • Material doublings result in thickening in the strip to be rolled, which can damage the work rolls in the mold during rolling, for example, in subsequently rolled strip areas These material duplications are recognizable. This damage is therefore particularly problematic, if it concerns, for example, work rolls of finish rolling passes. It is therefore necessary to provide work rolls which are insensitive to corresponding defects.
  • a certain surface hardness and residual stress are usually set as much as possible in the production of the roll.
  • the problem is that the rollers are subject to wear after a certain period of use and therefore must be reground regularly. This changes both the surface hardness and the residual stress of the material of the rolls. This can lead to rolling defects again occurring and the rolls exchanged or newly selected and used for other work steps, e.g. Pre-rolling steps must be assigned. Even with newly manufactured rolls, the problem may arise that they have variations from roll to roll and / or over the bale length of the roll in the surface hardness and residual stress. Thus, newly inserted rollers must also be presorted and are initially only suitable for certain operations, for example, for a roughing step or for rolling passes with small Stichaburing.
  • rollers in particular of work rolls in a rolling mill
  • Both new and used and reground work rolls must be regularly checked for surface quality or hardness and re-classified for suitability for specific rolling passes.
  • surface quality or hardness and re-classified for suitability for specific rolling passes For example, only certain rollers with a certain surface hardness and a specific near-surface residual stress profile for a high-rate or a final, surface-giving rolling pass Walzstich be suitable. Other rollers do not achieve the surface hardness and the residual stress profile in the surface layers and continue to tend to the described rolling defects.
  • the present invention has for its object to provide a method for treating a roller, with which the material properties of a roll can be set process-reliable and uniform.
  • an apparatus for carrying out the method and an advantageous roller to be proposed is proposed.
  • the object is achieved by a method in which a roller and at least one pressure tool are rotated relative to each other, in which the roller by means of the at least one pressure tool, which has at least one pressure element is applied locally via the at least one pressure element with a pressure, and in which the at least one pressure tool and the work roll are moved in the axial direction of the work roll relative to one another under a feed, so that at least one surface section of the roll is acted upon by the at least one pressure element with a pressure.
  • a pressure tool with a pressure element is always mentioned.
  • the at least one pressure tool and the at least one pressure element are meant.
  • the roller Since the roller is pressurized locally by the pressure element, not only the surface hardness can be adjusted by work hardening of the surface layers.
  • the residual stress of the material can also be defined near the surface. It has been recognized that the homogeneous and defined adjustment of the near-surface residual compressive stresses of the roll bale to a depth of about 0.2 to 0.3 mm can significantly change the properties of the roll.
  • the inventive method ensures this reproducible. This is in contrast to otherwise usual in connection with rollers Hardening process, for example inductive feed hardening.
  • inductive feed hardening hardening of the roll bale can be achieved via a stepwise, inductive annealing and subsequent quenching, a defined adjustment of the residual stress in the surface layers or near-surface areas of the roll bale can not be achieved thereby.
  • This also applies in principle to the "total barrel hardening" process, in which the entire rolled bale is annealed and quenched.
  • a particularly smooth surface with low roughness can be set via the cold deformation of the surface by means of the described method.
  • the pressure element acts on the roller locally with a pressure.
  • the roller and the pressure tool are rotated relative to each other.
  • the printing tool is moved at least partially along a portion of the roller at least partially in the axial direction of the roller.
  • the relative movement of the pressure tool can in this case for example run parallel to the roll axis.
  • the printing tool for example, the area of the surface of the roller follow in areas. Conceivable, however, are other ways to build a constant pressure on the contour of the roller.
  • the roller is fixedly rotated and moves the pressure tool in the axial direction of the roller.
  • the method described here thus advantageously combines an adjustment of the surface hardness by work hardening of the surface layers and an adjustment of the residual stress in near-surface regions, ie the edge layers with the provision of a particularly uniform surface, these properties can be achieved very homogeneous and reliable process.
  • a conditioning of the work surface i. bale of a stripper.
  • the rolling surfaces, for example, of work rolls are subject to the use of high material requirements, which can be adjusted by the method described.
  • the conditioned surface portion may also extend substantially over the entire surface of the work roll.
  • the bale of a roll or a work roll can also be conditioned storage areas.
  • the pressure tool comprises a deep rolling tool or in the method, a deep rolling process is performed.
  • the deep rolling is to be distinguished from the methods of smooth rolling and rolling.
  • the smooth rolling includes the Setting a high surface quality with respect to the smoothness of the surface, wherein the material with respect to the surface hardness and the near-surface residual stress is not or only slightly affected.
  • the surface of the work roll is removed by fine machining with roughened tool surfaces.
  • this is not a machining process. It is a surface hardening and increasing the residual stress in the near-surface areas inside causes.
  • a work roll of a rolling stand is conditioned for hot or cold rolling of metal strips, in particular metal strips of aluminum or an aluminum alloy. It has been found that work rolls are thereby targeted for specific rolling ranges, e.g. Vorwalzstiche or finish rolling passes can be prepared or prepared.
  • the correspondingly conditioned work rolls exhibit significantly fewer problems with respect to the printing of surface patterns in a previous wrinkling or material doubling, for example, when winding or threading the tape or the film in the nip in the further rolling process.
  • an at least partially or all of steel existing work roll is conditioned.
  • the surface of the work roll may preferably be partially made of martensitic steel.
  • martensitic steel is suitable because of its strength properties for use in work rolls and can be advantageously adjusted by the method described in structure and residual stress.
  • a surface-removing process is additionally performed on the roller.
  • the method according to the invention can, for example, be combined with a smoothing of the roll, as is usually carried out at certain intervals during the rolling operation.
  • grinding or milling of the roll surface can be combined with the method according to the invention.
  • the surface-removing process can be performed before or after using the printing tool.
  • the surface-removing process is performed to prepare the surface of the roll for performing subsequent rolling processes.
  • a grinding tool or milling tool may be placed adjacent to the printing tool and moved simultaneously with the feed to machine the roller.
  • a pressurized pressure element comprising a rotatable ball or a rotatable cylindrical roller.
  • the ball or roller consists in particular of a hard metal or a ceramic.
  • the ball or roller may be disposed in a housing and be in contact with the roller on one side of the housing while the ball or roller is acted upon from the opposite side with a pressure which is generated hydraulically or pneumatically. This provides a simple way to exert a controllable pressure on the surface of the roller.
  • balls or rollers provide a very small effective area, which is in contact with the roller, whereby a very high pressure on the surface of the roller, such as the working surface of a work roll can be exercised and thus a high penetration depth of structural change of the steel is ensured.
  • the diameter of the ball or roller is preferably 3 - 30 mm. Further, diameter of the ball or roller of 6-13 mm have been found to be advantageous for process control. If the diameter is at least 10 mm, very high process speeds can already be achieved.
  • the pressure element is subjected to a pressure of at least 100 bar. With such a minimum pressure already a large penetration depth for adjusting the residual stress of the roller can be achieved and greater surface hardness can be achieved. This pressure is applied to the pressure element.
  • the pressure with which the surface of the roller is acted upon via the pressure element can be significantly higher depending on the dimensioning of the pressure element.
  • the pressure element is subjected to a pressure of at least 200 bar or at least 300 bar. If the pressure at the pressure element is at least 400 bar, a further significant increase in the surface hardness and the near-surface residual stress can be achieved. As an upper limit, a pressure of 1000 bar could be considered, as it is assumed that in this area in practice rollers are conditioned. Basically, higher pressures are conceivable.
  • the pressure on the pressure element can be provided by a hydraulic device, for example by using a hydraulic fluid.
  • a lubricant for the pressure tool and the roller is used.
  • a grinding emulsion can be used as a lubricant.
  • such a grinding emulsion is used in providing the pressure on the pressure element used a hydraulic device.
  • the pressure tool is simultaneously supplied with lubricant.
  • no dirt on the roller which interfere with downstream processes or hinder.
  • the method according to the invention can thus be easily integrated into the existing processes which process the surfaces of the rolls, such as the grinding of the rolls, and the devices necessary for this purpose.
  • a feed of 0.01 mm to 4 mm, preferably 0.1 to 0.4 mm per revolution of the roller is used.
  • the feed rate is determined by the speed of the print tool in relation to the roller and set relative to the rotation of the roller to the print tool. It has been found that with the mentioned range for the feed a particularly uniform and deep-acting influence of the residual stress can be achieved with a simultaneously high surface quality. For a higher production speed, the feed is in particular at least 0.2 mm / revolution.
  • the exposed areas for the diameter of the ball or roller of the pressure element, the feed and the pressure can be advantageously combined.
  • a ball diameter of 3-16 mm, a feed of 0.1-0.4 mm / rev at a pressure of 100-450 bar has been found.
  • Further preferred combinations of ball diameter d, pressure and feed are shown as a function of the hardness difference ⁇ HLE to be achieved in the following Table 1.
  • the measured values for the hardness according to Leeb are determined according to DIN 50156. A distinction is made according to DIN 50156 between the impact device types D / DC, DL, S and E and marks the measured value with the respective impact device type. Measurements of low hardness ranges are usually made with impact type D / DC and labeled HLD or HLDC ( ⁇ 500 HLD). For high Leeb hardness values, impact type E or S is used. The hardness values given in HLE are around or above 800 HLE.
  • HLE for differences in Leeb hardness, this is always given as HLE, although at lower absolute values, a type D impactor and thus HLD would be indicated.
  • the HLE value for difference values therefore essentially stands for difference values which are measured with another type of impact device, for example with a percussion device D.
  • an increase in the Leeb hardness of the surface of at least 10 HLE is effected in the processed portion of the roll.
  • the Leeb hardness can be easily determined with a rebound hardness test.
  • An increase of 10 HLE can give already used rollers a surface hardness equal to or greater than that of the delivery condition. It has been found that an increase of at least 25 HLE or at least 35 HLE a variety of already used reels suitable for various rolling passes, even critical rolling passes power. With the described method even hardness increases of at least 40 HLE can be introduced.
  • a hardness test of the roller is additionally performed.
  • a hardness test can be carried out by static methods to determine the Brinell, Vickers or Rockwell hardness.
  • the Leeb hardness can be determined.
  • Hardness testing can be done before and / or after conditioning with the pressure tool. Also conceivable is a hardness test during conditioning.
  • a device for conditioning a roller comprising at least one pressure tool, which in particular comprises a deep rolling tool, and means for rotating a roller relative to the pressure tool, wherein the at least one pressure tool has at least one pressure element, the at least one pressure element is adapted to locally apply a pressure to the roller, and means for moving the pressure tool relative to the work roll in the axial direction of the work roll are provided under a feed.
  • conditioning of a roller with the device advantageously combines adjustment of the surface hardness by work hardening of the edge layers and adjustment of the residual stress in the near-surface regions with the provision of a particularly uniform surface, wherein these properties are achieved homogeneously and reliably can be.
  • the method can be carried out in a simple manner.
  • At least one means for carrying out a surface-removing process is provided.
  • the conditioning of a roller can be combined with a pressure tool, for example with a smoothing of the roller. Grinding or milling of the roll surface may as well combined with conditioning.
  • a surface-removing tool may be placed adjacent to the printing tool and moved simultaneously with the feed to machine the roller.
  • the means for carrying out a surface-removing process are preferably arranged next to the printing tool such that the surface-removing process can be carried out after the conditioning process.
  • the means for performing a surface-removing process are thus arranged in the direction of movement behind the pressure tool or the deep rolling tool.
  • the pressure element has a rotatable ball or a rotatable cylindrical roller.
  • the ball or roller consists in particular of a hard metal or a ceramic.
  • the ball or roller may be disposed in a housing and in contact with the roller on one side of the housing while the ball or roller is pressurized from the opposite side, for example hydraulically or pneumatically. This provides an easy way to apply an easily adjustable pressure locally on the surface of the roller.
  • balls or rollers provide a very small effective area which is in contact with the roller, resulting in a very high pressure on the surface of the roller.
  • the diameter of the ball or roller is in particular 3 to 30 mm or 3 to 16 mm. Further, diameter of the ball or the role of 6 - 13 mm have been found to be advantageous for the process control. If the diameter is at least 10 mm, very high process speeds can already be achieved.
  • a pressure source is provided which is adapted to the pressure element with a pressure of at least 100 bar apply.
  • a pressure of at least 200 or at least 300 bar may be provided. If the pressure at the pressure element is at least 400 bar, a further significant increase in the surface hardness and the residual stress can be achieved. As an upper limit in practice can be considered here about 1000 bar. However, higher values are also conceivable.
  • the pressure on the pressure element can be provided for example by a hydraulic device.
  • the above-mentioned object is achieved with a roller, in particular a work roll for forming materials, in that the roller has at least one surface section, preferably a bale, which has been treated by a method according to the invention.
  • the conditioning combines the setting of the surface hardness by cold work hardening of the surface layers and adjustment of the residual stress down to the depth of the material with the provision of a particularly smooth and uniform surface, whereby these properties are made particularly homogeneous.
  • a specific structure and specific mechanical properties of the roll are set. These properties optimize the roll for different rolling processes.
  • the roller preferably has conditioned working surfaces which are in direct contact with the rolling stock. This is especially true for the bale of a work roll.
  • the treatment with the method gives a particularly uniform distribution of the mechanical surface hardness within the treated section.
  • the Leeb hardness of the surface of the roller has a maximum standard deviation of 15 HLE, in particular a maximum standard deviation of 7.5 HLE.
  • the standard deviation is a measure of the distribution of hardness at different points of the surface of the mean hardness of the surface.
  • the treated section to be considered may be the rolling surface, ie the bale of the roller.
  • at least 5 measuring points, in particular at least 10 measuring points should be used. With corresponding standard deviations of the Leeb hardness, a particularly uniform and process-reliable rolling result is achieved.
  • the roller is designed as a work roll for the rolling of strips or foils of metal, aluminum or an aluminum alloy.
  • the films or bands are preferably made of aluminum, aluminum alloys, but may also consist of steel.
  • the treated areas of the roll may have a Leeb hardness of at least 500 HLD. Higher hardnesses are also possible, so Leeb hardnesses of at least 830 HLE or at least 850 HLE can be provided.
  • a preferred range for work rolls for rolling aluminum or aluminum alloy tapes or sheets is seen to be between 830 HLE and 880 HLE since these treated rolls are insensitive to surface patterning due to material doubling of the respective metal tapes or films, yet with good process speed can be brought into this state using the method according to the invention.
  • the treated areas of the roll may have undergone an increase in Leeb hardness of at least 10 HLE. Larger increases of at least 25 HLE or at least 35 HLE are also possible. Preferably, the increase in Leeb hardness is between 10 HLE and 50 HLE.
  • Fig.1 shows a schematic representation of a device 2 for carrying out the method.
  • a roller 4 is conditioned with the device 2.
  • a means 6 for rotating the roller 4 is provided, which allows the roller 4 to rotate along a roller axis 8 and thus relative to a pressure tool 10.
  • the pressure tool 10 has at least one pressure element 12, wherein the work roll 4 is acted upon by the pressure tool 10 via the pressure element 12 locally with a pressure.
  • a pressure 14 is applied to the pressure element 12, which pressure is transmitted to the roller 4 in the form of a pressure 16.
  • the pressure can be generated hydraulically or pneumatically.
  • the pressure is applied to the roller 4 only locally at the contact point to the pressure element 12.
  • a means for moving the pressure tool 10 relative to the roller 4 is provided, which moves the pressure tool 10 under a feed 18 at least along a portion of the roller 4, wherein the portion of the roller 4 is acted upon by the pressure element 12 with a pressure.
  • a section of the roller 4 for example the rolling surface or the bearing surface, is thus successively conditioned with a very high pressure 16.
  • the conditioning of a roller 4 combines a setting of the surface hardness by a work hardening of the surface layers and an adjustment of the residual stress down to the depth of the material. At the same time a particularly smooth and uniform surface is provided. These properties are achieved homogeneously and reliably over the conditioned section.
  • a surface-removing process on the roller 4 can in principle be carried out with the device 2.
  • a surface-removing process for example grinding or milling, may be performed on the roll 4 to prepare the surface of the roll for performing subsequent rolling processes.
  • Fig. 2 shows to illustrate the principle of a schematic representation of a printing tool 10 with a pressure element 12, as they can be used in a method described herein or a device
  • the pressure element 12 is formed as a ball and is arranged in a housing 20.
  • the pressure 14 is provided by a hydraulic device, not shown, and transmitted in the housing 20 to the pressure element 12 with a liquid which comprises, for example, a grinding emulsion as a lubricant.
  • the diameter of the spherical pressure element 12 defines a very small contact surface for the roller 4, whereby the local pressure 16 exerted on the roller 4 can be substantially higher than the pressure 14. which rests on the pressure element 12.
  • the surface hardness is made by a work hardening of the surface layers and an adjustment of the residual stress down to the depth of the material.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a roll 4 ', which is designed here as a work roll of a rolling stand and has been conditioned by a method according to the invention.
  • the work roll 4 ' has as areas with different functions a bale 22, a pin 24 and a linkage 26.
  • the bale 22 has a rolling surface which is usually in direct contact with the material to be rolled in work rolls. Therefore, the structure of the bale 22 is particularly important to the rolling result, so that adjustment of surface hardness and residual stress by conditioning the bale 22 is advantageous.
  • the pin 24 can offer surfaces for conditioning.
  • the surfaces 24a - 24f individually or in combination serve as storage areas and therefore an adjustment of surface hardness and residual stress can be made by a conditioning.
  • any sections of the surface that are subject to corresponding structural requirements can be conditioned. It may also be conditioned to substantially the entire surface of the work roll 4 '.
  • Test series were carried out on various work rolls to investigate the effect of the method or the device with regard to the surface hardness.
  • the work rolls were designed for rolling foils or strips of aluminum or aluminum alloys.
  • the Leeb hardness of the surface was measured before and after conditioning.
  • To determine the Leeb hardness was Measuring instrument with the designation Eqotip 2 (R) with an impactor E, as distributed on the filing date by the company Proceq SA (R).
  • the conditioning causes a uniform increase in hardness.
  • Fig. 4 the increase in Leeb hardness is plotted as a function of the pressure.
  • An increase of 10 HLE can be expected from about 150 bar with a 13mm ball. Increases of at least 25 HLE or at least 35 HLE are also possible. At 400 bar pressure an increase of about 40 HLE was introduced with identical ball.
  • the Leeb hardness was determined at different positions a - q of the conditioned bale.
  • the first position a was 25 mm away from the edge of the ball.
  • the distance between the other positions was 100 mm in each case.
  • the results of this are recorded in Tab. 4, together with the calculated standard deviation of the Leeb hardness around the mean.
  • the unit of hardness is also HLE here.

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Abstract

Die Aufgabe, ein Verfahren zur Konditionierung einer Arbeitswalze anzugeben, mit welchem die Materialeigenschaften einer Arbeitswalze prozesssicher und gleichmäßig eingestellt werden können, 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 ein Festwalzprozess vorgenommen wird.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Im Weiteren wird stets ein Druckwerkzeug mit einem Druckelement genannt. Dabei sind jeweils das mindestens eine Druckwerkzeug und das mindestens eine Druckelement gemeint.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Druck auf das Druckelement kann von einer Hydraulikeinrichtung, beispielsweise unter Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit, bereitgestellt werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Druck auf das Druckelement kann beispielsweise von einer Hydraulikeinrichtung bereitgestellt werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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
  • Auch in dieser Versuchsreihe wurde eine deutliche Steigerung der Oberflächenhärte festgestellt, mit welcher die Arbeitswalzen wieder für verschiedene Einsatzzwecke konditioniert sind.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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.

Claims (15)

  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.
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