EP3254773B1 - Verfahren und vorrichtung zur strukturellen konditionierung einer walze - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur strukturellen konditionierung einer walze Download PDF

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EP3254773B1
EP3254773B1 EP17174057.4A EP17174057A EP3254773B1 EP 3254773 B1 EP3254773 B1 EP 3254773B1 EP 17174057 A EP17174057 A EP 17174057A EP 3254773 B1 EP3254773 B1 EP 3254773B1
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EP
European Patent Office
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roll
pressure
roller
tool
hardness
Prior art date
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EP17174057.4A
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EP3254773A1 (de
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Stephan Draese
Jan Hendrik HOLTZ
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Speira GmbH
Original Assignee
Speira GmbH
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Publication date
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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 structural conditioning of a roll.
  • the invention further relates to a device for the structural conditioning of a roller by carrying out this method with a pressure tool and with a means for rotating a roller relative to the pressure tool.
  • the invention also relates to a roller for forming materials.
  • German patent application DE 10 2013 105 399 A1 discloses a generic device and a method for conditioning a roll surface, with a conditioning tool mechanically removing dirt, in particular a coating, from the surface of a roll.
  • Rolls arranged in roll stands are used for the plastic deformation of materials.
  • the rolls in particular the work rolls of roll stands for hot or cold rolling of metal strips, are preferably in direct contact with the roll body and the surface of the material and are used to shape the rolled product by transferring pressure.
  • Rollers are used, for example, in the production of metal strips and metal foils, with materials such as aluminum, steel or their alloys and non-ferrous metals being formed.
  • the mechanical properties of the rollers must be designed, for example, for rolling different materials, especially hard and thin materials. Irregularities in the material to be rolled can put a lot of strain on the rolls, especially the work rolls. It is problematic, for example, when creases form, ie material is doubled in the roll gap during rolling. This can happen, for example, when the beginning of the strip is being wound up and inserted into the roll gap.
  • Material doubling causes thickening in the to rolling strip, which can damage the work rolls during rolling in such a way that, for example, imprints of this material doubling can be seen in subsequently rolled strip areas. This damage is therefore particularly problematic when it comes to work rolls from finishing rolling passes, for example. In this respect, it is necessary to provide work rolls that are insensitive to corresponding errors.
  • the decisive factor for the quality of the structure of the rolls and thus for a reliable rolling result is not only the surface hardness, but also the internal stress of the roll material. This results from the stress profile of the roll material in the radial direction, i.e. in the depth of the material.
  • a certain surface hardness and internal stress are usually set as far as possible during manufacture of the roll.
  • the problem is that the rollers are subject to wear after a certain period of use and therefore have to be regularly reground. This changes both the surface hardness and the internal stress of the roll material. This can lead to rolling defects occurring again and the rolls having to be replaced or reselected and assigned to other work steps, e.g. pre-rolling steps. Even with newly manufactured rolls, the problem can arise that these have variations in surface hardness and internal stress from roll to roll and/or over the barrel length of the roll. This means that newly used rolls must also be pre-sorted and may initially only be suitable for certain work steps, for example for a pre-rolling step or for rolling passes with low pass reductions.
  • the present invention is based on the object of specifying a method for treating a roll, with which the material properties of a roll can be adjusted in a process-reliable and uniform manner. Furthermore, a device for carrying out the method and an advantageous roller are to be proposed.
  • a roller and at least one pressure tool are rotated relative to one another, in which the roller is subjected to pressure locally via the at least one pressure element by means of the at least one pressure tool, which has at least one pressure element and in which the at least one pressure tool and the work roll are moved relative to one another in the axial direction of the work roll with a feed, so that at least one surface section of the roll is subjected to pressure via the at least one pressure element, so that a deep rolling process is carried out.
  • a pressure tool with a pressure element is always mentioned below.
  • the at least one pressure tool and the at least one pressure element are meant in each case.
  • the roller Since the roller is subjected to local pressure via the pressure element, not only the surface hardness can be adjusted by strain hardening of the surface layers.
  • the residual stress of the material close to the surface can also be influenced in a defined manner. It was recognized that the homogeneous and defined adjustment of the compressive residual stresses near the surface of the roll body down to a depth of about 0.2 to 0.3 mm can decisively change the properties of the roll.
  • the method according to the invention ensures this in a reproducible manner. This is in contrast to the hardening processes that are otherwise customary in connection with rollers, for example inductive feed hardening.
  • hardening of the roll body can be achieved by stepwise, inductive annealing and subsequent quenching, but a defined setting of the internal stress in the surface layers or areas close to the surface of the roll body cannot be achieved in this way. In principle, this also applies to the "total barrel hardening" process, in which the entire barrel is annealed and quenched. At the same time, a particularly smooth surface with little roughness can also be set by cold-forming the surface using the method described.
  • the pressure element applies pressure locally to the roller.
  • the roller and the pressure tool are rotated relative to each other.
  • the pressure tool is moved at least partially along a section of the roller in the axial direction of the roller.
  • a flat section of the roller can thus be conditioned.
  • the relative movement of the pressure tool can, for example, run parallel to the roller axis.
  • the pressure tool can, for example, follow the contour of the surface of the roller in some areas.
  • the Roller rotates fixed and moves the pressure tool in the axial direction of the roller.
  • the method described here thus advantageously combines adjustment of the surface hardness by strain hardening of the surface layers and adjustment of the internal stress in areas close to the surface, i.e. the surface layers, with the provision of a particularly uniform surface, with these properties being able to be achieved very homogeneously and reliably.
  • Conditioning of the working surface i.e. the barrel of a working roll
  • the rolling surfaces of work rolls are subject to high material requirements during use, which can be adjusted using the method described.
  • the conditioned surface portion can also extend substantially over the entire surface of the work roll.
  • bearing surfaces can also be conditioned.
  • rollers that have already been used and, for example, that have been ground down for further use It is possible to adjust the material properties of rollers that have already been used and, for example, that have been ground down for further use. It has been found that with the method described, a surface hardness can be set, in particular in the barrel of a work roll, which is similar to the surface hardness when the rolls are new or even exceeds this surface hardness. At the same time, the internal stress in the surface layer is increased, so that a Imprints of surface patterns, for example in the case of material doubling, can be suppressed. As already explained, rollers that are in new condition are often also subject to strong fluctuations in hardness and internal stress. By conditioning with the method described, new rolls can therefore also be adjusted uniformly with regard to the mechanical properties, which makes it easier to select the rolls for the rolling passes.
  • the pressure tool comprises a deep-rolling tool or a deep-rolling process is carried out in the method.
  • Deep rolling is to be distinguished from burnishing and burnishing methods. Smooth rolling involves setting a high surface quality in terms of the smoothness of the surface, with the material being little or not affected in terms of surface hardness and residual stress near the surface. During burnishing, the surface of the work roll is removed by fine machining with roughened tool surfaces. Deep rolling, on the other hand, is not a machining process. A surface hardening and an increase in the internal stress in the areas close to the surface are brought about.
  • a work roll of a roll stand for hot or cold rolling of metal strips is preferably conditioned. It has been shown that work rolls can be specifically prepared or prepared for specific rolling areas, e.g. roughing passes or finishing passes.
  • the appropriately conditioned work rolls show significantly fewer problems with regard to the imprinting of surface patterns in the event of prior wrinkling or material doubling, for example when winding or threading the strip or foil in the roll gap in the further rolling process.
  • a work roll consisting at least partially or entirely of steel is preferably conditioned.
  • the Surface of the work roll preferably partially made of martensitic steel. Due to its strength properties, martensitic steel in particular is suitable for use in work rolls and can be advantageously adjusted in structure and residual stress using the method described.
  • a surface-removing process is also carried out 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 rolling operation.
  • the roller surface can be ground or milled in combination with the method according to the invention.
  • the surface removal process can be carried out before or after using the printing tool.
  • the surface-removing process is preferably carried out after the pressure tool has been used, in order to prepare the surface of the roll for carrying out subsequent rolling processes. In terms of process times, it is advantageous to carry out a surface-removing process simultaneously with the treatment by the pressure tool.
  • a grinding tool or milling tool can be arranged next to the pressure tool and moved at the same time as the feed in order to machine the roller.
  • a pressure-loaded 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. Due to the rotatable arrangement, less wear is achieved on both the pressure element and the roller surface and a higher surface quality is achieved.
  • the ball or roller may be placed in a housing and in contact with the roller on one side of the housing, while the ball or roller is subjected to pressure generated hydraulically or pneumatically from the opposite side. This provides an easy way to apply controllable pressure to the surface of the roller.
  • balls or rollers offer a very small Active surface, which is in contact with the roll, whereby a very high pressure can be exerted on the surface of the roll, for example the working surface of a work roll, and thus a high penetration depth of the structural change in the steel is ensured.
  • the diameter of the ball or the roller is preferably 3 - 30 mm. Ball or roller diameters of 6 - 13 mm have also proven to be advantageous for process control. If the diameter is at least 10 mm, very high process speeds can be achieved.
  • the pressure element is subjected to a pressure of at least 100 bar. With such a minimum pressure, it is already possible to achieve a great depth of penetration for adjusting the internal stress of the roller and greater surface hardnesses can also be achieved. This pressure is applied to the pressure element.
  • the pressure with which the surface of the roller is acted upon by 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 on the pressure element is at least 400 bar, a further significant increase in surface hardness and residual stress near the surface can be achieved.
  • a pressure of 1000 bar could be regarded as an upper limit, since it is assumed that rollers are conditioned in this range in practice. In principle, higher pressures are also conceivable.
  • the pressure on the pressure element can be provided by a hydraulic device, for example using a hydraulic fluid.
  • a lubricant is used for the pressure tool and the roller. This reduces wear on the pressure element and roller and achieves a higher surface quality.
  • a grinding emulsion can be used as a lubricant.
  • such a grinding emulsion is used in providing the pressure on the pressure element in a hydraulic device.
  • the pressure tool is supplied with lubricant at the same time.
  • the method according to the invention can thus be easily integrated into the existing processes that treat the surfaces of the rolls, such as grinding the rolls, and the devices required for this.
  • a feed of 0.01 mm to 4 mm, preferably 0.1 to 0.4 mm, is used per revolution of the roller.
  • the feed is determined by the speed of the die in relation to the platen and is related to the rotation of the platen to the die. It has been found that with the range mentioned for the feed, a particularly uniform and deep-acting influencing of the internal 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.
  • a range of 100-250 revolutions/minute has proven to be advantageous as the rotational speed for the relative rotation of roller and printing tool. This range allows uniform treatment at high process speeds.
  • the exposed ranges for the diameter of the ball or roller of the pressure element, the feed and the pressure can advantageously with each other be combined.
  • a ball diameter of 3 - 16 mm, a feed of 0.1 - 0.4 mm/revolution at a pressure of 100 - 450 bar has proven to be a particularly noteworthy combination.
  • Further preferred combinations of ball diameter d , pressure and feed are shown in Table 1 below depending on the hardness difference ⁇ HLE to be achieved.
  • the measured values for the Leeb hardness are determined according to DIN 50156. According to DIN 50156, a distinction is made between the impact device types D/DC, DL, S and E and the measured value is marked with the respective impact device type. Measurements of lower hardness ranges are usually carried out with the impact device type D/DC and marked with HLD or HLDC ( ⁇ 500 HLD). For high Leeb hardness values, impact device type E or S is used. The hardness values given in HLE are around or above 800 HLE.
  • HLE Leeb hardness
  • the Leeb hardness of the surface is increased by at least 10 HLE in the machined section of the roll.
  • Leeb Hardness can be easily determined using a rebound hardness test.
  • An increase of 10 HLE can already be used a reel Give 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 makes a large number of rollers already in use suitable again for various roller passes, including critical roller passes. With the method described, even hardness gradients of at least 40 HLE can be introduced.
  • a hardness test of the roll is also carried out.
  • a hardness test can be carried out using static methods to determine the Brinell, Vickers or Rockwell hardness.
  • the Leeb hardness can be determined as a dynamic hardness test.
  • a hardness test can be carried out before and/or after conditioning with the pressure tool. A hardness test during conditioning is also conceivable.
  • conditioning a roller with the device advantageously combines adjustment of the surface hardness by strain hardening of the surface layers and adjustment of the internal stress in the areas near the surface with the provision of a particularly uniform surface, with these properties being achieved homogeneously and reliably can become.
  • 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 with a pressure tool can be combined with a smoothing of the roller, for example. Grinding or milling of the roll surface can also be combined with conditioning.
  • a surface-removing tool can be placed next to the pressure tool and moved simultaneously with the feed to machine the roll.
  • the means for carrying out a surface-removing process are preferably arranged next to the pressure tool in such a way that the surface-removing process can be carried out after the conditioning process.
  • the means for carrying out a surface-removing process are therefore arranged behind the pressure tool or the deep-rolling tool in the direction of movement.
  • 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. Due to the rotatable arrangement, less wear is achieved on both the pressure element and the roller surface and a higher surface quality is achieved.
  • the ball or roller may be located in a housing and in contact with the roller on one side of the housing while the ball or roller is pressurized, for example hydraulically or pneumatically, from the opposite side. This provides a simple way of exerting an easily adjustable pressure locally on the surface of the roller.
  • balls or rollers offer a very small effective area that is in contact with the roll, resulting in very high pressure on the surface of the roll.
  • the diameter of the ball or the roller is in particular 3-30 mm or 3-16 mm. Ball or roller diameters of 6 - 13 mm have also proven to be advantageous for process control. If the diameter is at least 10 mm, very high process speeds can be achieved.
  • a pressure source is provided which is set up to apply a pressure of at least 100 bar to the pressure element.
  • a pressure of at least 200 or at least 300 bar can also be provided for further conditioning. If the pressure on the pressure element is at least 400 bar, a further significant increase in surface hardness and internal stress can be achieved. In practice, about 1000 bar can be regarded as the upper limit. However, higher values are also conceivable.
  • the pressure on the pressure element can be provided by a hydraulic device, for example.
  • the above-mentioned object is achieved with a roll, in particular a work roll for forming materials, in that the roll has at least one surface section, preferably a barrel, which has been treated using a method according to the invention.
  • the conditioning combines an adjustment of the surface hardness by strain hardening of the surface layers and an adjustment of the internal stress down to the depth of the material with the provision of a particularly smooth and uniform surface, with these properties being developed particularly homogeneously.
  • a specific structure and specific mechanical properties of the roller are set with the conditioning. These properties optimize the roll for various rolling processes.
  • the roll preferably has conditioned working surfaces which are in direct contact with the rolling stock. This applies in particular to the barrel of a work roll.
  • Treatment with the method results in 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 within the conditioned surface section standard deviation of 15 HLE, in particular a maximum standard deviation of 7.5 HLE.
  • the standard deviation is a measure of the spread of hardness at different points on the surface from the mean hardness of the surface.
  • the Leeb hardness is used as a measure of the hardness, as can be done with a dynamic hardness test.
  • the treated section to be considered can be the roll surface, i.e. the barrel of the roll. At least 5 measuring points, in particular at least 10 measuring points, should be used to determine the standard deviation. With corresponding standard deviations of the Leeb hardness, a particularly uniform and process-reliable rolling result is achieved.
  • the roll is designed as a working roll for rolling strips or foils made of metal, aluminum or an aluminum alloy.
  • foils or strips there are high demands on the rolling quality, which can be provided by the work roll.
  • the foils or strips are preferably made of aluminum, aluminum alloys, but can also be made of steel.
  • the treated areas of the roll can 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 strips or foils made of aluminum or an aluminum alloy is seen between 830 HLE and 880 HLE, since these rolls treated according to the invention are insensitive to the impression of surface patterns due to material doubling of the corresponding metal strips or foils and still have a 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.
  • Major increases of at least 25 HLE or at least 35 HLE are also possible.
  • the increase in Leeb hardness is preferably between 10 HLE and 50 HLE.
  • a roller 4 is conditioned with the device 2 .
  • a means for rotating 6 the roller 4 is provided, which allows the roller 4 to rotate along a roller axis 8 and thus relative to a printing tool 10 .
  • the pressure tool 10 has at least one pressure element 12 , the work roll 4 being subjected to local pressure by means of the pressure tool 10 via the pressure element 12 .
  • 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 point of contact with the pressure element 12 .
  • a means for moving the pressure tool 10 relative to the roller 4 is provided, which the pressure tool 10 under a feed 18 at least is moved along a portion of the roller 4, the portion of the roller 4 being pressurized via the pressure member 12.
  • a section of the roller 4 for example the roller surface or the bearing surface, is successively conditioned with a very high pressure 16.
  • the conditioning of a roller 4 combines an adjustment of the surface hardness through strain hardening of the surface layers and an adjustment of the internal stress down to the depth of the material. At the same time, a particularly smooth and even surface is provided. These properties are achieved homogeneously and reliably via the conditioned section.
  • a surface-removing process can be carried out on the roller 4 with the device 2 .
  • a surface-removing process for example grinding or milling, can preferably be carried out on the roll 4 with the device 2 after the conditioning, in order to prepare the surface of the roll for carrying out subsequent rolling processes.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a pressure tool 10 with a pressure element 12, such as can be used in a method or a device 2 described here.
  • the pressure element 12 is designed as a ball and is arranged in a housing 20 .
  • the pressure 14 is provided by a hydraulic device (not shown) and is transmitted to the pressure element 12 in the housing 20 using a liquid which, for example, comprises a grinding emulsion as a lubricant.
  • a very small contact area for the roller 4 is defined by the diameter of the spherical pressure element 12, whereby the local pressure 16 exerted on the roller 4 can be significantly higher than the pressure 14, which rests against the pressure element 12.
  • the surface hardness is achieved through strain hardening of the surface layers and adjustment of the internal 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 roll stand and has been conditioned with a method according to the invention.
  • the work roll 4' has a barrel 22, a journal 24 and a linkage 26 as areas with different functions.
  • the barrel 22 has a rolling surface which, in the case of work rolls, is usually in direct contact with the material to be rolled.
  • the structure of the barrel 22 is therefore particularly important for the rolling result, so that adjusting the surface hardness and internal stress by conditioning the barrel 22 is advantageous.
  • surfaces for conditioning can also be offered on the pin 24 .
  • the surfaces 24a - 24f can be used individually or in combination as bearing surfaces and therefore the surface hardness and internal stress can also be adjusted by conditioning. The same applies to the linkage 26.
  • any sections of the surface that are subject to corresponding structural requirements can be conditioned.
  • Substantially the entire surface of the work roll 4' can also be conditioned.
  • the conditioning causes a uniform increase in hardness.
  • 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 a pressure of 400 bar, an increase of about 40 HLE was introduced with an identical ball.
  • the Leeb hardness was determined at different positions a - q of the conditioned bale.
  • the first position a was 25 mm 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 Table 4, together with the calculated standard deviation of the Leeb hardness around the mean.
  • the unit of hardness is HLE.

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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.
  • Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 105 399 A1 ist eine gattungsgemässe Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren einer Walzenoberfläche bekannt, wobei mit einem Konditionierwerkzeug mechanisch eine Verschmutzung, insbesondere ein Belag, von der Oberfläche einer Walze abgetragen wird.
  • 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.
  • Aus der DE 20 28 022 A1 ist ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Walzen durch Einbringen von Nuten bekannt, wobei die Nuten zum Zurückhalten von flüssigen oder gasförmigen Schmiermitteln dienen.
  • Aus der US 2014/060700 A1 ist ein Verfahren zum spanlosen Rändeln einer Walze bekannt. Mit Hilfe einer Rändelrolle wird eine spezifische Oberflächentopographie auf der Walze erzeugt, die beim anschließenden Walzen auf ein Aluminium-Band übertragen wird, um optische und reibungsspezifische Charakteristiken hervorzurufen.
  • 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 nach Anspruch 1 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, so dass ein Festwalzprozess vorgenommen 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.
  • Erfindungsgemäss 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 auch 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 gemäß Anspruch 9 gelöst.
  • 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.
  • Erfindungsgemäß 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 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 Drückelement 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
    AHLE 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 (14)

  1. Verfahren zur strukturellen Konditionierung einer Walze (4, 4'),
    - bei dem eine Walze und mindestens ein Druckwerkzeug (10) relativ zueinander rotiert werden,
    - bei dem die Walze mittels des mindestens einen Druckwerkzeugs, welches mindestens ein Druckelement (12) 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, so dass
    ein Festwalzprozess vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Arbeitswalze eines Walzgerüsts 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 (4,4') durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein mit einem Druck beaufschlagbares Druckelement (12) 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 (12) 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, wobei mindestens ein Mittel zur Durchführung eines oberflächenabtragenden Prozesses vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Druckwerkzeug ein Festwalzwerkzeug umfasst.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    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.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Druckquelle vorgesehen ist, mit welcher das mindestens eine Druckelement (12) mit einem Druck von mindestens 100 bar beaufschlagt werden kann.
  12. 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.
  13. Walze nach Anspruch 12,
    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.
  14. Walze nach Anspruch 12 oder 13,
    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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