EP4705538A1 - Arbeitswalze zum walzen eines metallischen gutes, walzgerüst, metallisches band, verfahren zur herstellung einer arbeitswalze sowie verwendung einer arbeitswalze - Google Patents

Arbeitswalze zum walzen eines metallischen gutes, walzgerüst, metallisches band, verfahren zur herstellung einer arbeitswalze sowie verwendung einer arbeitswalze

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EP4705538A1
EP4705538A1 EP24728037.3A EP24728037A EP4705538A1 EP 4705538 A1 EP4705538 A1 EP 4705538A1 EP 24728037 A EP24728037 A EP 24728037A EP 4705538 A1 EP4705538 A1 EP 4705538A1
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EP24728037.3A
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Roland Müller-Jena
Thomas Wirtz
Andreas Fürst-Pitz
Walter Wengenroth
Matthias VOGD
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SMS Group GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitswalze zum Walzen eines metallischen Gutes, insbesondere zum Walzen eines metallischen Bandes, aufweisend: - einen Grundkörper aus Metall; und - eine zumindest bereichsweise auf dem Grundkörper angeordnete Verschleißschutzschicht, wobei die Verschleißschutzschicht eine thermische Spritzschutzschicht ist; wobei die Verschleißschutzschicht einen Anteil von Wolframcarbid (WC) von größer oder gleich 10 Gew.-% aufweist und einen Anteil von Diwolframcarbid (W2C) von kleiner oder gleich 50 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 33 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% oder kleiner oder gleich 5 Gew.-%.

Description

Anmelder : SMS group GmbH
Arbeitswalze zum Walzen eines metallischen Gutes, Walzgerüst, metallisches Band, Verfahren zur Herstellung einer Arbeitswalze sowie Verwendung einer Arbeitswalze
Die Erfindung betrifft eine Arbeitswalze zum Walzen eines metallischen Gutes, insbesondere zum Walzen eines metallischen Bandes, aufweisend einen Grundkörper aus Metall und eine zumindest bereichsweise auf dem Grundkörper angeordnete Verschleißschutzschicht, wobei die Verschleißschutzschicht eine thermische Spritzschutzschicht ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Walzgerüst.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein metallisches Band, welches mittels einer Arbeitswalze kaltgewalzt ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Arbeitswalze.
Die Erfindung betrifft außerdem noch eine Verwendung einer Arbeitswalze .
Gattungsgemäße Arbeitswalzen bzw. Verfahren zur Herstellung derartiger Arbeitswalzen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Um die Lebensdauer gattungsgemäßer Arbeitswalzen erhöhen zu können, sind derartige Arbeitswalzen an ihrer Oberfläche mit einer geeigneten Verschleißschutzschicht versehen, mittels welcher gleichzeitig ermöglicht werden kann, eine definierte Oberflächentextur auf einem Band zu erzeugen .
Für die konkrete Aus führung einer Verschleißschutzschicht sind verschiedene Einflussgrößen zu beachten, da eine Verschleißschutzschicht in Kombination mit einer hohen Belastung in einem Wal zprozess ebenfalls verschiedene Verschleißmerkmale auf zeigen kann .
In der Regel umfasst eine geeignete Verschleißschutzschicht eine Hartchrombeschichtung, welche j edoch auch zu Mikrorissbildungen neigt , was sich wiederum nachteilig auf die Lebensdauer und die Korrosionsbeständigkeit auswirken kann . Bei der Herstellung der vorbekannten Verschleißschutzschichten aus Chrom, insbesondere bei der Herstellung von Hartchromschichten, wird bislang ein sechswertiges Chrom ( Cr- 6 ) verwendet . Es gilt inzwischen als erwiesen, dass Cr- 6 krebserregend ist und/oder mutagen wirkt .
Es existieren unterschiedliche Methoden, wie eine Verschleißschutzschicht an einer Arbeitswal ze aufgebracht werden kann .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .
Nach einem ersten Aspekt löst die Aufgabe der Erfindung eine Arbeitswal ze zum Wal zen eines metallischen Gutes , insbesondere zum Wal zen eines metallischen Bandes , aufweisend einen Grundkörper aus Metall und eine zumindest bereichsweise auf dem Grundkörper angeordnete Verschleißschutzschicht , wobei die Verschleißschutzschicht eine thermische Spritzschutzschicht ist , und wobei die Verschleißschutzschicht einen Anteil von Wol f ramcarbid (WC ) von größer oder gleich 10 Gew . -% aufweist und einen Anteil von Diwol f ramcarbid (W2C ) von kleiner oder gleich 50 Gew . -% aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 33 Gew . -% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.- % oder kleiner oder gleich 5 Gew.-%.
Derart geringe Anteile an Wolfram-Ausscheidungen, insbesondere in Form von Diwolf ramcarbid (W2C) , in der Verschleißschutzschicht wirken sich besonders günstig auf deren Eigenschaften aus, wie nachstehend noch ausführlicher erläutert ist, insbesondere aus der Tabelle 1 entnommen werden kann, wobei die in Tabelle 1 aufgeführten Wolfram-Ausscheidungen als Wolfram-Ausscheidungen in Form von Diwolf ramcarbid (W2C) zu verstehen sind.
Darüber hinaus ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Verschleißschutzschicht einen Anteil von elementarem Wolfram (W) von kleiner oder gleich 50 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 33 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% oder kleiner oder gleich 5 Gew.-%.
Allein auch schon ein derart geringer Anteil an elementarem Wolfram (W) ist unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfin- dung vorteilhaft, da hierdurch gattungsgemäße Verschleißschutzschichten ebenfalls äußerst günstig weiterentwickelt werden können .
Für weitere vorteilhafte Werte für den Gewichtsanteil der Wolfram-Ausscheidungen in der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 1 verwiesen.
Wolfram-Ausscheidungen in Form von elementarem Wolfram (W) und/oder Diwolf ramcarbid (W2C) können durch Degradierung von Wolf ramcarbid (WC) entstehen.
Insbesondere spielen hierbei der Eintrag von Druck, Temperatur in Verbindung mit den erforderlichen Prozesszeiten, in welcher das Ausgangsmaterial für die Verschleißschutzschicht verarbeitet wird, eine maßgebliche Rolle bei der Ausscheidung von Diwolf- ramcarbid (W2C) und/oder von elementarem Wolfram (W) , wobei Wolf- ramcarbid (WC) zuerst zu Diwolf ramcarbid (W2C) und anschließend letzterer zu elementarem Wolfram (W) degradiert, abhängig von den physikalischen Größen Druck und Temperatur.
Insofern sind bei der Herstellung der Verschleißschutzschicht kürzer Prozesszeiten und/oder geringere Temperaturen vorteilhaft, um eine Degradierung von Wolf ramcarbid (WC) möglichst zu reduzieren oder idealerweise zur Gänze zu vermeiden, wobei die Degradation von Wolf ramcarbid (WC) insbesondere ab 550 °C und mehr erfolgt.
Denn es gilt vorliegend, je schneller der thermische Spritzvorgang erfolgt, insbesondere weil die Partikel kühler sind und/oder die Aufheizzeit der Partikel geringer ist, desto geringer ist die Wolfram-Ausscheidung innerhalb der Verschleißschutzschicht .
Angestrebt wird ein möglichst geringer Anteil an Wolfram-Ausscheidungen, welche idealerweise in einem zu vernachlässigenden Umfang an der Verschleißschutzschicht vorliegen.
Bevorzugt liegt das Ausgangsmaterial für die Verschleißschutzschicht als ein pulverförmiges Partikelgemisch aus Hartphasen- Partikeln und Matrix-Partikeln vor, wobei die Hartphasen-Parti- kel Wolf ramcarbid (WC) aufweisen.
Tab. 1: Wolfram-Ausscheidungen (elementares Wolfram und/oder Diwolf ramcarbid W2C) in der Verschleißschutzschicht (Gew.-%) : Versprödung, Verschleißresistenz, Bruchzähigkeit, Haftzugbeständigkeit, Lebensdauer, Härte und Schichthaftung jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Wolfram-Ausscheidungen in der Verschleißschutzschicht, insbesondere in Form von elementarem Wolfram (W) und/oder Diwolf- ramcarbid (W2C) , können zu einer Versprödung der Verschleißschutzschicht beitragen, wodurch die Verschleißresistenz der Verschleißschutzschicht, die Bruchzähigkeit der Verschleißschutzschicht und/oder die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht mit steigendem Anteil von Wolfram-Ausscheidungen reduziert werden können. Insgesamt kann ein höherer Anteil von Wolfram-Ausscheidungen in der Verschleißschutzschicht somit deren Lebensdauer reduzieren.
Hierbei ist jedoch auch zu beachten, dass ein höherer „Gew.-%"- Anteil etwa von Wolfram-Ausscheidungen die Härte der Verschleißschutzschicht erhöhen kann.
Weiterhin kann der Anteil von Wolfram-Ausscheidungen innerhalb der Verschleißschutzschicht einen Einfluss auf eine Schichthaftung zwischen benachbarten, insbesondere übereinander angeordneten, und nicht gleichzeitig auf getragenen individuellen Schichten der Verschleißschutzschicht haben, wobei die Schichthaftung mit einem steigenden Anteil von Wolfram-Ausscheidungen abnehmen kann.
Insofern ist darauf zu achten, dass die Verschleißschutzschicht einen ausgewogenen „Gew . -/"-Anteil an Wolfram-Ausscheidungen aufweist .
Allein mittels des Anteils an Wolf ram-Aus Scheidungen, insbe son- dere der Ausscheidungen von elementarem Wolfram (W) und/oder Diwolf ramcarbid (W2C) , kann eine gattungsgemäße Arbeitswalze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Bevorzugt weist die Verschleißschutzschicht einen Chromanteil von kleiner oder gleich 90 Gew . - % auf , bevorzugt von kleiner oder gleich 60 Gew . -% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 Gew . -% .
Für weitere vorteilhafte Werte für den Chromanteil der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 2 verwiesen .
Die vorliegende Verschleißschutzschicht dient dem Verschleißschutz der Arbeitswal ze .
I st die Verschleißschutzschicht wie vorgeschlagen ausgeführt , kann einerseits eine verbesserte Verschleißbeständigkeit des Grundkörpers der Arbeitswal ze gewährleistet werden .
Andererseits kann die Gefahr von kritischen karzinogenen und/oder mutagenen Wechselwirkungen mit Lebewesen, insbesondere Arbeits- bzw . Bedienpersonal ausgeschlossen oder zumindest signi fikant reduziert werden .
Durch die hier vorgeschlagene Verschleißschutzschicht kann die Arbeitswal ze , aber speziell auch die Verschleißschutzschicht an sich, möglichst frei , bevorzugt zur Gänze , ohne bisher für Verschleißschutzschichten überwiegend erforderlichen Chrom, insbesondere Hartchrom, bereitgestellt werden, und zwar bei zumindest gleichbleibenden oder sogar verbesserten qualitativen Eigenschaften, wie etwa einer verbesserte Oberflächengüte , einer verbesserte Lebensdauer und weiterer verbesserter Eigenschaften der Arbeitswal ze , wie nachstehend noch aus führlicher beschrieben ist .
Jedenfalls gelingt es mit der Verschleißschutzschicht eine möglichst langlebige gleichbleibende Rauheit an der Arbeitswal zenoberfläche zu gewährleisten, welche hinsichtlich eines Wal zprozesses gewünschte Zielgrößen für das zu wal zende metallische Gut möglichst lang gleichbleibend beeinflusst , wie insbesondere die Rauheit und Textur oder Glattheit einer zu produzierenden metallischen Gutoberfläche , insbesondere eines zu produzierenden metallischen Bandes .
Insbesondere löst eine entsprechend ausgestaltete Verschleißschutzschicht für eine Arbeitswal ze allein schon für sich die Aufgabe der Erfindung .
Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein..." , „zwei..." usw . im Regel fall als mindes- tens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei..." usw . , sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt , dass etwa dort nur „genau ein..." , „genau zwei..." usw . gemeint sein soll .
An dieser Stelle sei noch erwähnt , dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen sei , dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .
Vorzugsweise soll hierbei ein niedrigerer Nickelgehalt eingestellt werden, insbesondere ein Nickelanteil von kleiner oder gleich 90 Gew . -% aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 60 Gew . -% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 Gew.-%, da die Verschleißbeständigkeit mit zunehmenden Ni- ckelgehalt abnimmt.
Für weitere vorteilhafte Werte für den Nickelanteil der Ver- schleißschut zschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 2 verwiesen.
Weitere Merkmale, Effekte bzw. Vor- oder Nachteile können aus der Darstellung folgender Tabelle 2 entnommen werden:
Tab. 2: Chrom- und/oder Nickel-Anteil (Gew.-%) : Druckeigenspan- nungen und Verschleißbeständigkeit (Bewertung jeweils zwischen
0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich ( 0 ) und größtmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : k-g) sowie neutral ( 0 ) und bestmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : n-b ) )
Wie der Tabelle 2 zu entnehmen ist , kann mit größerem Chromanteil und/oder kleinerem Nickelanteil die Verschleißbeständigkeit der Verschleißschutzschicht verbessert werden, wobei mutagene und/oder karzinogene Einflüsse auf die Umwelt durch kleineren Chromanteil und kleineren Nickelanteil verbessert oder vermieden werden können .
Versuche haben gezeigt , das s die Auswahl des Chrom-Anteils und/oder des Nickelanteils für die Verschleißschutzschicht einen Einfluss auf die in der Verschleißschutzschicht resultierenden Eigenspannungen haben, wobei im Rahmen dieser Beschreibung unter dem Begri f f Eigenspannung immer eine Druckeigenspannung zu verstehen ist , sofern dies nicht expli zit abweichend klargestellt ist .
Durch das Niveau von Druckeigenspannungen in der Verschleißschutzschicht kann die Verschleißbeständigkeit der Verschleißschutzschicht ebenfalls unterstützt werden . Durch einen Aufbau von Druckeigenspannungen in der Verschleißschutzschicht kann erreicht werden, dass sich die Verschleißschutzschicht auf dem Grundkörper vorteilhaft verklammert , wodurch letztlich auch die Schichtstabilität und/oder die Schichtqualität , insbesondere die Haftzugbeständigkeit verbessert werden kann, so kann die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschut zschicht insbesondre durch einen abnehmenden Nickelanteil vorteilhaft beeinflusst werden .
Weiterhin können etwaig in der Verschleißschutzschicht auftretende Mikrorisse durch Druckeigenspannungen in der Verschleißschutzschicht wieder geschlossen werden, wodurch ein etwaiges Risswachstum der Mikrorisse vorteilhaft reduziert oder verhindert werden kann . In Versuchen konnte gezeigt werden, dass das Niveau der in einer Verschleißschutzschicht beobachtbaren Eigenspannungen mit steigendem Chrom-Anteil in der Verschleißschutzschicht ansteigen kann, während es mit steigendem Nickel-Anteil in der Verschleißschutzschicht absinken kann .
Darüber hinaus ist es vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht eine Außenoberfläche mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von größer oder gleich 0 , 01 pm aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 0 , 5 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1 , 5 pm, und/oder wenn die Verschleißschutzschicht eine Außenoberfläche mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von kleiner oder gleich 17 pm, bevorzugt von kleiner oder gleich 10 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 pm .
Für weitere vorteilhafte Werte für den arithmetischen Mittenrauwert Ra der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 3 verwiesen .
Mittels der hier angegebenen Rauheitswerte kann die Rauheit Ra der Verschleißschutzschicht der vorliegenden Arbeitswal ze auf die Erfordernisse des hiermit zu behandelnden Produkts individuell eingestellt werden, wodurch wiederum die Rauheit Ra an der Produktoberfläche nahezu beliebig bestimmt werden kann, insbesondere die Oberflächenrauheit eines Bandmaterials . Mit anderen Worten kann hierdurch die werksseitige Rauheit Ra der Verschleißschutzschicht des zu verkaufenden Produkts eingestellt werden .
Die Möglichkeit einer spezi fischen Bestimmung einer Oberflächenrauheit eines Produktes ist insbesondere vorteilhaft hinsichtlich diverser Produkteigenschaften, wie der Lackierbarkeit eines Produktes , der Haptik eines Produktes , des Tief zieh- und/oder Pressverhaltens eines Produktes, der Einsteilbarkeit von Walzkräften oder dergleichen. Tab. 3: Arithmetischer Mittenrauwert Ra (gm) an der Außenseite der Verschleißschutzschicht: Einsteilbarkeit der Rauheit eines gewalzten Artikels, Lackierbarkeit eines gewalzten Artikels, Textur eines gewalzten Artikels, Tiefzieh- und Pressverhalten eines gewalzten Artikels, Einsteilbarkeit der Walzkräfte und Po- rosität der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen
0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich ( 0 ) und größtmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : k-g) sowie neutral
( 0 ) und bestmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : n-b ) )
Ferner besteht eine Wechselwirkung zwischen dem arithmetischen Mittenrauwert Ra der Oberfläche der Verschleißschutzschicht und einer erzielbaren Porosität der Verschleißschutzschicht .
Allein mittels der Merkmale hinsichtlich des arithmetischen Mittenrauwert kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Ein kleiner Wert für den arithmetischen Mittenrauwert Ra der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht kann zu einer besseren Textur der Arbeitswal ze und eines mit der Arbeitswal ze gewal zten Bandmaterials und einer vorteilhaften Einsteilbarkeit der Wal zkräfte führen .
Ein mittlerer Wert (vgl . Tabelle 3 ) für den arithmetischen Mittenrauwert Ra der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht können zu optimalen Bedingungen für die Lackierbarkeit eines mit der Arbeitswal ze gewal zten metallischen Gutes beitragen .
Höhere Werte (vgl . Tabelle 3 ) für den arithmetischen Mittenrauwert Ra der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht können ein Tief zieh- und/oder Pressverhalten sowie der Haftung eines Bandüberzuges mit der Arbeitswal ze gewal zten metallischen Gutes verbessern .
Es hat sich gezeigt , dass Verschleißschutzschichten mit einem geringen Wert (vgl . Tabelle 3 ) für den arithmetischen Mittenrauwert Ra der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht zu einer geringeren Porosität der Verschleißschutzschicht beitra- gen, sodass bei geringen Werten für den arithmetischen Mittenrauwert Ra auch die von der Porosität der Verschleißschutzschicht abhängige Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht verbessert werden kann .
Des Weiteren ist es vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht eine Korngröße mit einem Wert von größer oder gleich 2 pm aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 5 pm, und/oder mit einer Korngröße von kleiner oder gleich 50 pm aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 45 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 pm oder kleiner oder gleich 20 pm .
Für weitere vorteilhafte Werte für die Korngröße der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 4 verwiesen .
Der Begri f f „Korngröße" beschreibt im Sinne der Erfindung den mittleren Durchmesser bzw . die mittlere Fläche in einem Schli f f- bild der Kristallite (Körner ) innerhalb eines vielkristallinen Metalls . Die Korngröße der hier vorgeschlagenen Verschleißschutzschicht resultiert beim thermischen Spritzen insbesondere aus einer Größe von Partikeln eines Ausgangsmaterials zum Bereitstellen des Beschichtungsmaterials zum Erzeugen der Verschleißschutzschicht . Insbesondere korreliert der Begri f f „Korngröße" daher stark mit der Partikelgröße von Pulverpartikeln eines Pulvers für das Ausgangsmaterial .
Der Ausdruck „Delamination" beschreibt hierbei ein unbeabsichtigtes Lösen speziell der Verschleißschutzschicht von der Grundkörperoberfläche .
Die Begri f f lichkeit „Elementverteilung" beschreibt im Sinne der Erfindung den volumenmäßigen Anteil von Hartphase und Matrix, wobei der volumenmäßige Anteil beispielsweise nach dem Beschichten des Grundkörpers mittels Mikroskopie ermittelt werden kann .
Der Ausdruck „Matrix" bzw . auch „Matrixwerkstof f " ist im Sinne der Erfindung eine Struktur einer auf getragenen Verschleißschutzschicht .
Die Matrix der Verschleißschut zschicht kann Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt und/oder Molybdän und/oder Bor und/oder
Wol fram aufweisen .
Mittels Eisen als Bestandteil der Matrix der Verschleißschutzschicht kann vorteilhaft eine vergleichsweise kostengünstige Matrix der Verschleißschutzschicht erreicht werden . Dies kann insbesondere dann besonders vorteilhaft sein, wenn eine Arbeitswal ze schneller hinsichtlich ihrer Verschleißschutzschicht verschleißt als diese korrodiert .
Durch Nickel als Bestandteil der Matrix der Verschleißschutzschicht kann die chemische Beständigkeit der Matrix der Verschleißschutzschicht verbessert werden . Je nach Legierung der Verschleißschutzschicht kann mittels einer Nickel aufweisenden Matrix erreicht werden, dass die Verschleißschutzschicht insgesamt chemisch beständig ist , insbesondere korrosionsbeständig ist .
Kobalt als Bestandteil der Matrix einer Verschleißschutzschicht kann dazu führen, dass die Temperaturbeständigkeit der Verschleißschutzschicht erhöht werden kann . Vorteilhaft kann durch Kobalt auch erreicht werden, dass die Härte der Matrix und damit auch der gesamten Verschleißschutzschicht erhöht werden kann . Durch Molybdän als Bestandteil der Matrix kann die chemi sche Beständigkeit und/oder die Temperaturbeständigkeit der Verschleißschutzschicht , insbesondere der Matrix, verbessert werden .
Ebenfalls vorteilhaft für die Temperaturbeständigkeit der Matrix und damit auch der gesamten Verschleißschut zschicht kann es sein, wenn die Matrix Wol fram aufweist .
Es hat sich gezeigt , das s die Hafteigenschaften der Matrix und damit auch der Verschleißschutzschicht als solches durch Bor al s Matrixbestandteil verbessert werden kann .
Weiterhin kann die Matrix der Verschleißschutzschicht auch Mangan, Kupfer, Chrom und/oder Sili z ium aufweisen, wodurch die Matrix der Verschleißschutzschicht nochmals hinsichtlich ihrer Duktilität , ihrer Härte , ihrer chemischen Beständigkeit , ihrer Zerspanbarkeit , ihrer Reibeigenschaften, ihrer Temperaturbeständigkeit , ihrer Haftbeständigkeit und/oder dergleichen nochmals optimiert werden kann .
In diesem Zusammenhang ist eine „Hartphase" eingebettet bzw . „schwimmend" eingebettet in einem weicheren Werkstof f der Verschleißschutzschicht , insbesondere in einer weicheren Matrix bzw . einem weicheren Matrixmaterial der Verschleißschutzschicht .
Für die Verschleißschutzschicht geeignete Hartphasen können vorliegend insbesondere oxidische , karbidische oder boridische Hartphasen sein, welche vorteilhafterweise eine hohe Härte aufweisen . Beispielsweise kann eine Verbindung aus Sili zium und Kohlenstof f verwendet werden, welche Sili ziumkarbid ( SiC ) bildet . Der Begri f f „Haftzugbeständigkeit" beschreibt vorliegend das Widerstandsvermögen gegen eine an der Verschleißschutzschicht wirkende Adhäsion .
Die Adhäsion ist hierbei das Haftungsvermögen der Verschleißschutzschicht auf dem Grundkörper der Arbeitswal ze .
In diesem Zusammenhang beschreibt der später noch erwähnte Begri f f „Kohäsion" das Haftungsvermögen von einzelnen Schichten bzw . Beschichtungslagen untereinander der Verschleißschutzschicht .
Der Ausdruck „Phase" beschreibt hier allgemein einen Zustand von einem oder mehreren Elementen . Insbesondere beschreibt eine intermetallische Phase eine Verbindung, insbesondere eine homogene chemische Verbindung, von zumindest zwei Metallen .
Die Korngröße der Verschleißschutzschicht , insbesondere die mittlere Korngröße einer Hartphase der Verschleißschutzschicht , insbesondere die mittlere Korngröße der Hartphasenelemente der Verschleißschutzschicht , wirkt sich auf eine Mehrzahl von Eigenschaften der Verschleißschutzschicht aus . Die Korngröße kann durch die Prozessparameter des thermischen Spritzens der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden, insbesondere über den mittleren Durchmesser des verwendeten Pulvers .
Unter anderem kann durch die Korngröße vorteilhaft Einfluss auf die Homogenität der Verschleißschutzschicht genommen werden, insbesondere auf die Homogenität der Verteilung der Beschichtungselemente innerhalb der Verschleißschut zschicht , insbesondere auf die Verteilung der Hartphasenelemente innerhalb der Verschleißschutzschicht , als auch hinsichtlich der Homogenität der Dicke der Verschleißschutzschicht . Dabei konnte in Versuchen festgestellt werden, dass sich die j eweils vorstehend benannte Homogenität mit sinkender Korngröße verbessert werden kann . Ferner kann mittels der Korngröße die Rauheit Ra, insbesondere der arithmetische Mittenrauwert Ra, der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden . Insbesondere kann mit einer kleineren Korngröße ein kleinerer Wert für den arithmetische Mittenrauwert Ra einer thermisch gespritzten und anschließend nicht nachbearbeiteten Verschleißschutzschicht erreicht werden .
Durch die Korngröße kann die Eigenspannung in der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden, wobei mit kleinerer Korngröße die Eigenspannung in der Verschleißschutzschicht erhöht werden kann, wobei sich gezeigt hat, dass höhere Eigenspannungen in der Verschleißschutzschicht zu einer Verbesserung der Haftzugbeständigkeit führen kann, wodurch auch die Gefahr einer Delamination der Verschleißschutzschicht von dem Grundkörper der Arbeitswal ze einerseits durch eine sinkende Korngröße reduziert werden kann . Weiterhin wird die Delaminationsbeständigkeit j edoch auch durch den Einfluss der Korngröße auf die Porosität der Verschleißschutzschicht mitbeeinflusst .
Andererseits kann die erzielte Korngröße innerhalb einer Verschleißschutzschicht auch während dem Verfahren des thermischen Spritzens die Kinetik des Beschichtungsmaterials beim Aufträgen auf die Grundkörperoberfläche beeinflussen sowie die Temperatur der Partikel des Beschichtungsmaterials . Je größer der durchschnittliche Pulverdurchmesser und damit j e größer die Korngröße der Verschleißschutzschicht , desto geringer die Partikelgeschwindigkeit und desto geringer ist das Haftungsvermögen bei gleichbleibendem Wärmeübergang, wodurch auch die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht erneut mit steigender Korngröße abnehmen kann .
Tab. 4: Korngröße der Verschleißschutzschicht (pm) : Rauheit Verschleißschutzschicht, Rauheit eines mit der Arbeitswalze bearbeiteten Produktes (Bandes) , Eigenspannungen in der Verschleißschutzschicht und/oder dem Grundkörper, Porosität,
Härte, Spitzenzahl, Homogenität, insbesondere Homogenität der Verteilung der Beschichtungselemente innerhalb der Verschleißschutzschicht als auch Homogenität der Dicke der Verschleißschutzschicht, (Beschichtungs- ) Elementverteilung, Haftzugbeständigkeit und Delaminationsbeständigkeit (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k- g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n- b) ) Beim thermischen Spritzen einer Verschleißschutzschicht hat sich gezeigt , dass mit steigendem mittleren Durchmesser des verwendeten Pulvers und damit mit einer steigenden Korngröße der Verschleißschutzschicht weniger Partikel des verwendeten Pulvers haften bleiben, wodurch auch die Homogenität der Elementverteilung leiden kann .
Je höher die thermische Energie der Partikel des Pulvers beim thermischen Spritzen der Verschleißschutzschicht , desto höher ist die Gefahr von unerwünschten Ausscheidungen elementarer Wol fram-Partikel und/oder der Ausscheidung von Diwol f ramcarbid W2C .
Neben einer Beeinflussung von Rauheit und Eigenspannungen kann die Korngröße auch Einfluss auf die Porosität der Verschleißschutzschicht nehmen, insbesondere kann eine größere Korngröße die Porosität der Verschleißschutzschicht erhöhen, wodurch die Härte und/oder die Delaminationsbeständigkeit der Verschleißschutzschicht reduziert werden kann .
Weiterhin kann durch die Korngröße auch Einfluss auf die Spitzenzahl einer Verschleißschutzschicht und damit verbunden auch auf die Rauheit eines mit der Arbeitswal ze behandelten metallischen Bandes genommen werden, wobei die optimale Spitzenzahl in einem mittleren Bereich der hier betrachteten Korngröße erreicht werden kann, sodass auch die Rauheit eines mit der Arbeitswal ze behandelten metallischen Bandes in einem mittleren Bereich der hier betrachteten Korngröße optimale Werte annehmen kann .
Allein mittels der Merkmale hinsichtlich der Korngröße kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind . Besonders bevorzugt weist die Verschleißschutzschicht einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 50 Gew.-% auf, bevorzugt einen Anteil von größer oder gleich 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 70 Gew.-%.
Unter Wolframcarbid (WC) wird im Rahmen dieser Anmeldung explizit Mono-Wolf ramcarbid (WC) verstanden.
Durch einen Gewichtsanteil von Wolf ramcarbid in der Verschleißschutzschicht, insbesondere als Bestandteil einer Hartphase der Verschleißschutzschicht, kann die Härte der Verschleißschutzschicht vorteilhaft erhöht werden, wobei ein vergrößerter Anteil von Mono-Wolf ramcarbid (WC) in der Verschleißschutzschicht die Härte der Verschleißschutzschicht weiter ansteigen lässt.
Die Verschleißschutzschicht kann vorteilhaft einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 2 Gew.-% aufweisen, bevorzugt einen Anteil von größer oder gleich 20 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 25 Gew.-% oder größer oder gleich 30 Gew.-%. Weiterhin vorteilhaft kann die Verschleißschutzschicht einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 40 Gew.-% aufweisen, bevorzugt einen Anteil von größer oder gleich 45 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 65 Gew.-% oder größer oder gleich 70 Gew.-%. Besonders vorteilhaft kann die Verschleißschutzschicht einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 75 Gew.-% aufweisen, bevorzugt einen Anteil von größer oder gleich 80 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 85 Gew.-% oder größer oder gleich 87 Gew.-%.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Verschleißschutzschicht eine Schichtdicke mit einem Wert von größer oder gleich 2 pm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 5 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 10 pm, und/oder mit einer Schichtdicke von kleiner oder gleich 80 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 40 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 15 pm .
Für weitere vorteilhafte Werte für die Schichtdicke der der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 5 verwiesen .
Mittels der vorstehend genannten Werte für die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht kann eine besonders robuste Verschleißschutzschicht erreicht werden .
Hierbei ist zu beachten, das s dünner gewählte Schichten zu geringeren Kohäsionskräften führen . Damit erhöht sich die Adhäsionswirkung bzgl . der Verschleißschutzschicht . In Versuchen konnte gezeigt werden, dass dies zu einem besseren Verschleißverhalten, einer verringerten Delaminationsbeständigkeit und zu einer erhöhten Schlagfestigkeit führen kann, wobei besonders kleine Werte für die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht eine Trendumkehr für die Delaminationsbeständigkeit und/oder die Schlagfestigkeit der Verschleißschutzschicht aufweisen .
Ursächlich für diese Trendumkehr können die mit kleineren Werten für die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht resultierenden kleiner werdenden Ausprägungen für die Größe der Eigenspannungen in der Verschleißschutzschicht sein, da gezeigt werden konnte , dass die Delaminationsbeständigkeit mit steigenden Werten für die Eigenspannungen in der Verschleißschutzschicht ansteigen kann .
Ferner können mit geringeren Werten für die Schichtdicke eine homogenere Verteilung der Elemente in der Verschleißschutzschicht und einer verbesserten Vertei lung der einzelnen metallurgischen Phasen innerhalb der Verschleißschutzschicht erreicht werden . Versuche haben ergeben, das s die Homogenität der Verteilung der Elemente in der Verschleißschutzschicht mit steigenden Werten für die Schichtdicke abnimmt .
Hinsichtlich der Ausscheidung von elementarem Wol fram (W) und/oder Diwol f ramcarbid W2C haben versuche gezeigt , dass diese mit steigender Schichtdicke zunehmen . Während dem Aufträgen der Verschleißschutzschicht kann eine dünnere Verschleißschutzschicht zu geringeren maximalen Werten für die Temperatur innerhalb der Verschleißschutzschicht führen, da sowohl seitens des Grundkörpers als auch seitens der von dem Grundkörper abgewandten Seite der Verschleißschutzschicht eine dünnere Verschleißschutzschicht schneller auskühlen kann . Die maximale Temperatur der Verschleißschutzschicht während dem Prozess des thermischen Spritzens der Verschleißschutzschicht begünstigt mit steigenden Werten die Ausscheidung von elementarem Wol fram (W ) und/oder Diwol f ramcarbid W2C . Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Geschwindigkeit der Abkühlung der Verschleißschutzschicht während dem Prozess des thermischen Spritzens der Verschleißschutzschicht mit steigenden Werten für die Abkühlungsgeschwindigkeit die Ausscheidung von elementarem Wol fram (W) und/oder Diwol f ramcarbid W2C reduzieren kann .
Weiterhin konnte beobachtet werden, dass mit steigenden Werten für die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht Werte für die erreichbare minimale arithmetische Rauheit der Oberfläche der Verschleißschutzschicht zunehmen können und/oder eine zunehmende Verschlechterung der Homogenität der Dickenverteilung der Verschleißschutzschicht resultieren kann, sodass größere Werte für die Schichtdicke der Verschleißschut zschicht auch zu einem höheren Nachbearbeitungsaufwand der Verschleißschutzschicht bis zu ihrem designierten Einsatz beitragen können .
Tab. 5: Schichtdicke der Verschleißschutzschicht (pm) : Kohäsionskräfte, Verschleißresistenz, Delaminationsbeständigkeit , Elementenverteilung (Homogenität) , Eigenspannungen, Schlagfes- tigkeit, Wolfram-Ausscheidung und Phasenverteilung, jeweils der
Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Allein durch eine geeignete Auswahl der Schichtdicke der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswalze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw. Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen
Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind. Weiter ist vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht eine Haftzugbeständigkeit mit einem Haftzug-Wert von größer oder gleich 60 N/mm2 aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 70 N/mm2 , und besonders bevorzugt von größer oder gleich 80 N/mm2 oder größer oder gleich 100 N/mm2 .
Bei der Durchführung eines Haft Zugversuchs kann festgestellt werden, ob die untersuchte Verschleißschutzschicht nach dem Test mit einer in Normalenrichtung zur Verschleißschutzschicht aufgebrachten Zugkraft vollständig, teilweise oder gar nicht abgeplatzt ist . Daher wird unter der Haftzugbeständigkeit der Wert für eine Zugkraft verstanden, bei welchem die Verschleißschutzschicht an der untersuchten Stel le gar nicht abgeplatzt ist . Entsprechend sind höhere Werte für die Haftzugbeständigkeit vorteilhaft für die Delaminationsbeständigkeit der Verschleißschutzschicht .
Weiterhin vorteilhaft weist die Verschleißschutzschicht eine Haftzugbeständigkeit mit einem Haftzug-Wert von größer oder gleich 55 N/mm2 auf , bevorzugt von größer oder gleich 65 N/mm2 , und besonders bevorzugt von größer oder gleich 75 N/mm2 oder größer oder gleich 90 N/mm2 .
Allein mittels der Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Zudem ist es vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht eine Porosität mit einem Porositätswert von kleiner oder gleich 1 % aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 5 % und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 1 % . Für weitere vorteilhafte Werte für die Porosität der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 6 verwiesen .
Der Begri f f „Porosität" beschreibt vorliegend die Anzahl und/oder Größe der Poren in der Verschleißschutzschicht , welche in Prozent ( % ) angegeben ist . Diese Anzahl kann beispielsweise mittels einer optischen Auswertung ermittelt werden oder mit- hil fe eines Permeationsversuchs , wobei die Wasserverdrängung der Verschleißschutzschicht und/oder der Arbeitswal ze mitsamt der Verschleißschutzschicht unter Einwirkung eines Vakuums untersucht wird .
Tab . 6 : Porosität der Verschleißschutzschicht ( % ) : Qualität ,
Korrosionsbeständigkeit , Delaminationsbeständigkeit , Rauheit der Oberfläche , Härte , Eigenspannungen und Spitzenzahl j eweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung j eweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich ( 0 ) und größtmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : k-g) sowie neutral ( 0 ) und bestmöglich ( 10 ) ( Skalenbezeichnung : n-b ) )
Versuche haben gezeigt , das s die allgemeine Qualität der Verschleißschutzschicht einer Arbeitswal ze im Hinblick auf die geforderten Eigenschaften einer Arbeitswal ze , insbesondere die Korrosionsbeständigkeit , die Delaminationsbeständigkeit und die Härte , mit abnehmender Porosität der Verschleißschutzschicht verbessert werden kann .
Insbesondere kann die Korrosionsbeständigkeit der Verschleißschutzschicht mit sinkenden Werten für die Porosität verbessert werden .
Die Haftzugbeständigkeit bzw . die Delaminationsbeständigkeit der Verschleißschutzschicht kann ebenfalls durch kleinere Werte für die Porosität der Verschleißschutzschicht positiv beeinflusst werden .
Die Härte der Verschleißschutzschicht kann ebenfalls mit sinkenden Werten für die Porosität erhöht werden .
Kleine Werte für die Rauheit der Außenoberfläche der Verschleißschutzschicht lassen sich insbesondere mit einem geringen Wert für die Porosität vorteilhaft erreichen, insbesondere durch den additiven Auftrag der Verschleißschutzschicht mittels einem thermischen Spritzverfahren und/oder durch den subtraktiven Abtrag einer Außenschicht der Verschleißschutzschicht .
Auch erreichbare Werte für die Eigenspannung in der Verschleißschutzschicht lassen sich durch geringe Werte der Poros ität steigern . Gezeigt werden konnte auch, das s mit einer geringen Porosität der Verschleißschutzschicht eine höhere Spitzenzahl erreicht werden konnte , insbesondere mit einem EDT- Texturierungsverf ährens bei dem die Oberfläche der Verschleißschutzschicht mittels Funkenerosion texturiert werden kann .
Allein mittels der Porosität der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Außerdem ist es vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht eine Permeabilität mit einem Permeabilitätswert von kleiner oder gleich 1 Barrer aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 5 Barrer und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 1 Barrer .
Für weitere vorteilhafte Werte für die Permeabilität der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 7 verwiesen .
Auch die Permeabilität der Verschleißschutzschicht kann deren Qualität beeinflussen . So kann eine bessere Schichtqualität hinsichtlich der Verschleißschutzschicht erreicht werden, wenn die Verschleißschutzschicht eine geringe Permeabilität aufweist , insbesondere eine geringe Gaspermeabilität in Barrer .
Versuche haben gezeigt , das s die allgemeine Qualität der Verschleißschutzschicht einer Arbeitswal ze im Hinblick auf die geforderten Eigenschaften einer Arbeitswal ze , insbesondere die Korrosionsbeständigkeit , die Delaminationsbeständigkeit und die Härte, mit abnehmender Permeabilität der Verschleißschutzschicht verbessert werden kann.
Insbesondere kann die Korrosionsbeständigkeit der Verschleiß- Schutzschicht mit sinkenden Werten für die Permeabilität verbessert werden.
Tab. 7: Permeabilität der Verschleißschutzschicht (Barrer) : Qua- lität, Korrosionsbeständigkeit, Delaminationsbeständigkeit ,
Rauheit der Oberfläche, Härte, Eigenspannungen und Spitzenzahl jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) ) Die Haftzugbeständigkeit bzw . die Delaminationsbeständigkeit der Verschleißschutzschicht kann ebenfalls durch kleinere Werte für die Permeabilität der Verschleißschutzschicht positiv beeinflusst werden .
Die Härte der Verschleißschutzschicht kann ebenfalls mit sinkenden Werten für die Permeabilität erhöht werden .
Der Begri f f „Permeabilität" beschreibt vorliegend die Durchlässigkeit der Verschließschutzschicht , welche zuvörderst mit der Anzahl an durchströmbaren bzw . of fenen Poren in der Verschleißschutzschicht bestimmbar ist , insbesondere gasdurchströmbaren Poren .
Allein mittels der Permeabilität der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Von Vorteil ist es , wenn die Verschleißschutzschicht eine Schichthärte mit einem Schichthärtewert von größer oder gleich 800 HV aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 1000 HV und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1100 HV, und/oder mit einem Schichthärtewert von kleiner oder gleich 1600 HV aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 1500 HV und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1400 HV .
Für weitere vorteilhafte Werte für die Härte der Verschleißschutzschicht gemessen in Vickers , welche mittels einem Makroidenti fikationsverfahrens gemessen werden kann, und die damit im Zusammenhang stehenden Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 8 verwiesen .
Tab. 8: Schichthärte der Verschleißschutzschicht (HV) : Verschleißbeständigkeit und Haftzugbeständigkeit jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Mittels der hier angegebenen Härtewerte kann die Verschleißbe- ständigkeit der Verschleißschutzschicht vorteilhaft beeinflusst bzw. verbessert werden.
In Versuchen wurde jedoch festgestellt, dass je härter eine Schicht der Verschleißschutzschicht ausgeprägt ist, desto ge- ringer ist die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht, insbesondere hinsichtlich einer Haftung an dem Grundkörper der Arbeitswalze . Weiterhin sei angemerkt , dass mittels der Auswahl der Schichthärte die in der Verschleißschutzschicht auftretenden Eigenspannungen vorteilhaft beeinflusst werden können, ebenso wie die Rauheit Ra der Oberfläche der Verschleißschutzschicht .
Speziell das Verhältnis von Hartphase zur Matrix, die Ausscheidung von Diwol f ramcarbid (W2C ) , die Porosität und/oder die Permeabilität haben einen Einfluss auf die Härte der Verschleißschutzschicht der Arbeitswal ze .
Ferner können Wechselwirkungen zwischen der Schichthärte und der Spitzenzahl der Verschleißschutzschicht , der Porosität der Verschleißschutzschicht und der Homogenität der Verschleißschutzschicht vorteilhaft verwendet werden .
Allein mittels der für die Verschleißschutzschicht gewählten Schichthärte kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Des Weiteren ist es vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht an mehr oder gleich 80 % einer Anzahl von Analysestellen, bevorzugt an mehr oder gleich 90 % einer Anzahl von Analysestellen und besonders bevorzugt an mehr oder gleich 95 % einer Anzahl von Analysestellen, eine Abweichung von weniger oder gleich 40 % von einem über eine Gesamtanzahl von Analysestellen gemittelten Gewichtsanteil eines Beschichtungselements aufweist , bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 30 % und besonders bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 20 % , wobei die Gesamtanzahl von Analysestellen größer oder gleich 5 ist , bevorzugt größer oder gleich 15 und besonders bevorzugt größer oder gleich 25 , insbesondere ist das Beschichtungselement eines der Elemente Wol f ramcarbid (WC ) , Aluminiumoxid (AI2O3 ) , Zirconi- umoxid ( ZrO2 ) , Chromcarbid ( Cr3C2 , Cr7C3 und/oder Cr23C6 ) oder Va- nadiumcarbid (VC ) .
Für weitere vorteilhafte Werte für die maximale Abweichung eines Gewichtsanteils eines Beschichtungselements innerhalb der Verschleißschutzschicht (Homogenität der Verteilung der Beschichtungselemente ) und die damit im Zusammenhang stehenden qualitativ bewerteten Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 9 verwiesen .
Auch mittels der Homogenität der Elementverteilung können vorteilhafterweise die Eigenschaften der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden .
Mithil fe der Analyse der Homogenität der Elementverteilung kann insbesondere die chemische Element zusammenset zung lokal bestimmt werden . Hierbei sind sowohl qualitative als auch quantitative Analysen möglich .
Eine diesbezügliche Bestimmung kann etwa mittels Verfahren der Mikroanalytik durchgeführt werden, wie beispielsweise mittels einer „EDX-Analyse" (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) . Mittels der EDX-Analyse können vorteilhaft Untersuchungen von Beschichtungs zusammensetzungen durchgeführt werden . Selbst unbekannte Werkstof fe oder Verunreinigungen hinsichtlich chemischer Elemente können an der vorliegenden Verschleißschutzschicht analysiert werden . Auch Schichtdickenmessungen bzgl . der Verschleißschutzschicht können durchgeführt werden .
Tab. 9: Homogenität der Elementverteilung (qualitativ) : Homogenität der Verteilung von Hartphase zu Matrix, Härte, Porosität, (Druck- ) Eigenspannung, Delaminationsbeständigkeit und Homogeni- tät der Schichtdicke jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Insgesamt kann hier festgehalten werden, dass je inhomogener ein Ausgangsmaterial dem thermischen Spritzprozess zugeführt wird, desto inhomogener ist die hierbei resultierende Verschleißschutzschicht und damit auch das Verhältnis von Hartphase zu Matrix der Verschleißschutzschicht, welches Einfluss auf mehrere Eigenschaften der Verschleißschutzschicht hat. Je inhomogener das Verhältnis von Hartphase/Matrix desto geringer ist die nutzbare Härte der Verschleißschutzschicht . Weiterhin treten bei steigender Inhomogenität von Hartphase zu Matrix mehr Fehlstellen auf , welche die Porosität der Verschleißschutzschicht ansteigen lassen .
Mit der Homogenität der Verteilung der Beschichtungselemente in der Verschleißschutzschicht wird auch das nutzbare Niveau der in der Verschleißschutzschicht auftretenden Eigenspannungen gesenkt .
Im Ergebnis führt eine sinkende Homogenität der Verteilung der Beschichtungselemente auch zu einer Reduzierung der Haftzugbeständigkeit der Verschleißschut zschicht , welche insbesondere durch eine Zunahme der Poros ität und/oder durch eine Abnahme eines minimalen Eigenspannungsniveaus abnimmt .
Nicht zuletzt kann eine zunehmende Inhomogenität der Verteilung der Beschichtungselemente in der Verschleißschutzschicht auch eine Inhomogenität der Schichtdicke der Verschleißschutzschicht bedingen .
Allein mittels der Homogenität der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Des Weiteren können Eigenschaften der vorliegenden Verschleißschutzschicht beeinflusst werden, wenn die Verschleißschutzschicht an mehr oder gleich 80 % einer Anzahl von Messstellen, bevorzugt an mehr oder gleich 90 % einer Anzahl von Messstellen und besonders bevorzugt an mehr oder gleich 95 % einer Anzahl von Messstellen, eine Dickenabweichung von weniger oder gleich 20 % von einer über eine Gesamtanzahl von Messstellen gemittelten Schichtdicke der Verschleißschutzschicht aufweist , bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 10 % und besonders bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 5 % , wobei die Gesamtanzahl von Messstellen größer oder gleich 10 ist , bevorzugt größer oder gleich 25 und besonders bevorzugt größer oder gleich 40 .
Bevorzugt weist die Verschleißschutzschicht eine Dickentoleranz von kleiner oder gleich 1 gm auf , bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 5 gm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 2 gm .
Die Homogenität der Schichtdicke ist eine besonders vorteilhafte Eigenschaft einer Verschleißschutzschicht . Mit anderen Worten ist eine Oberfläche einer Verschleißschutzschicht aufweisend eine Welligkeit nicht im Regel fall sondern nur im Spezial fall erwünscht . Entsprechend ist für eine Viel zahl von Aus führungsformen einer Arbeitswal ze eine Verschleißschutzschicht mit homogener Dicke und/oder lediglich geringen Dickenabweichungen vorteilhaft .
Bevorzugt weist die die Verschleißschutzschicht eine Dickentoleranz von kleiner oder gleich 2 gm auf , bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 75 gm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0 , 35 gm .
Mittels der hier vorgeschlagenen Dickenhomogenität kann insbesondere die Rauheit Ra der Verschleißschutz schicht und/oder die Welligkeit der Verschleißschut zschicht vorteilhaft beeinflusst werden .
Allein mittels der Gestaltung der Dickenhomogenität kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind.
Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Verschleißschutzschicht eine Hartphase und eine Matrix aufweist, wobei die Hartphase in die Matrix eingelagert ist.
In Versuchen wurde herausgefunden, dass Verschleißschutzschichten aufweisend eine Hartphase besonders resistent gegen Verschleiß sind und somit eine erhöhte Lebensdauer aufweisen, insbesondere wenn zumindest eine Hartphase in einer gegenüber der Hartphase weicheren Matrix eingelagert ist.
Unter einer Hartphase wird dabei eine Einlagerung zumindest eines Korns zumindest eines Oxids, eines Karbids und/oder eines Borids sein.
Besonders vorteilhaft weist eine Hartphase Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (AI2O3) , Zirconiumoxid (ZrO2) , Chromcarbid (insbesondere Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) , Vanadiumcarbid (VC) , Sili- ciumcarbid (SiC) , Wolframborid (WB) , Chromoxid (insbesondere CrO, Cr2O3, CrO3 und/oder CrO3) , Titancarbid (TiC) , Titanoxid (insbesondere TiO, Ti2O3 und/oder TiO3) und/oder Molybdäncarbid (insbesondere Mo3C und/oder MoC) auf.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Verschleißschutzschicht eine Hartphase und eine Matrix aufweist, insbesondere ein Verhältnis von Hartphase zu einem Gesamtschichtsystem, bestehend aus Hartphase und Matrix, mit einem Verhältniswert von größer oder gleich 40 Vol.-% aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 50 Vol.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 60 Vol.-%, und/oder insbesondere mit einem Verhältniswert von Hartphase zu dem Gesamtschichtsystem von kleiner oder gleich 90 Vol.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 85 Vol.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 80 Vol . -% oder von kleiner oder gleich 75 Vol . -% .
Für weitere vorteilhafte Werte für das Verhältnis von Hartphase zur Matrix der Verschleißschutzschicht und die damit im Zusammenhang stehenden qualitativ bewerteten Eigenschaften der Verschleißschutzschicht sei an dieser Stelle auf die Tabelle 10 verwiesen .
Hier sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass unter der hier verwendeten Begri f f lichkeit „Verhältnis von Hartphase zur Matrix" im quantitativen Sinne der Anteil der Hartphase an der Verschleißschutzschicht zu verstehen ist , also das Verhältnis von Hartphase zu dem Gesamtschichtsystem bestehend aus Hartphase und Matrix .
Das Verhältnis von Hartphase/Matrix kann für ein Maß der Elementverteilung in der Verschleißschutzschicht herangezogen werden .
Insofern ist es von Vorteil , wenn die Hartphase und die Matrix in einem optimalen Verhältnis zueinander vorliegen, denn j e mehr Hartphasen vorhanden sind, desto höher ist die Härte der Verschleißschutzschicht .
Ferner verhält es sich so, dass j e höher der Hartphasenanteil ist , desto mehr Partikel können aus der Verschleißschutzschicht herausragen, wodurch die Rauheit Ra der Oberfläche der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden kann .
Hingegen gilt : Je weicher die Verschleißschutzschicht ausgebildet ist , desto dichter ist diese Verschleißschutzschicht , wodurch wiederum die finale Dicke der Verschleißschutzschicht dünner aus fallen kann . Je weicher die Verschleißschutzschicht ist, also geringer der Hartphasenanteil, desto mehr Partikel können auf der Oberfläche haften, wodurch die Homogenität der Elemente und Homogenität der Dicke der Verschleißschutzschicht beeinflusst werden kann.
Tab. 10: Verhältnis von Hartphase zur Matrix also das Verhältnis von Hartphase zu dem Gesamtschichtsystem bestehend aus Hartphase und Matrix: Härte, Rauheit Ra, Dichte, Homogenität der Element- Verteilung, Homogenität der Schichtdickenverteilung, Spitzenzahl, Haftzugbeständigkeit, Eigenspannungen und Porosität jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) .) Andere Wechselwirkungen im Zusammenhang mit dem vorliegenden Verhältnis von Hartphase/Matrix können sich an der Verschleißschutzschicht hinsichtlich der Spitzenzahl, der Haftung, der Eigenspannungen und/oder der Porosität ergeben.
Allein mittels dem Verhältnis von Hartphase zu dem Gesamtschichtsystem bestehend aus Hartphase und Matrix kann eine gattungsgemäße Arbeitswalze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw. Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Besonders vorteilhaft weist die Verschleißschutzschicht zumindest eines, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr der Elemente Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (AI2O3) , Zirconi- umoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) , Vanadi- umcarbid (VC) , Siliciumcarbid (SiC) , Wolframborid (WB) , Chromoxid (CrO, Cr2O3, CrO2 und/oder CrO3) , Titancarbid (TiC) , Titanoxid (TiO, Ti2O3 und/oder TiO2) oder Molybdäncarbid (Mo2C und/oder MoC) auf, insbesondere zumindest eines, zwei, drei, vier oder mehr der Elemente Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (A12O3) , Zirconiumoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) und/oder Vanadiumcarbid (VC) .
Insbesondere weitere Beschichtungselemente können hierbei Einfluss auf die Ausbildung und die Eigenschaften der vorliegenden Verschleißschutzschicht nehmen.
Beispielsweise können mit folgenden Beschichtungselementen die Eigenschaften aller Verschleißschutzschichten beeinflusst werden, bestehend aus Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (A12O3) , Zirconiumoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) , Vanadiumcarbid (VC) , Siliciumcarbid (SiC) , Wolframborid (WB) , Chromoxid (CrO, Cr2O3, CrO2 und/oder CrO3) , Titancarbid (TiC) , Titanoxid (TiO, Ti2O3 und/oder TiO2) oder Molybdäncarbid (Mo2C und/oder MoC ) auf , insbesondere zumindest eines , zwei , drei , vier oder mehr der Elemente Wol f ramcarbid (WC ) , Aluminiumoxid (AI2O3 ) , Zirconiumoxid ( ZrCt ) , Chromcarbid ( Cr3C2 , Cr7C3 und/oder Cr23Ce ) und/oder Vanadiumcarbid (VC ) in allen Kombinationen und Zusammensetzungen .
Eine weitere Beeinflussung der Verschleißschutzschicht kann mittels der Hartphase und der Matrix erfolgen .
In Abhängigkeit der Beschichtungselemente kann das Verhältnis von Hartphase zur Matrix vorteilhaft definiert werden, wie vorstehend bereits beschrieben ist .
Unterschiedliche Beschichtungselemente zeichnen sich in der Regel durch unterschiedliche Eigenschaften, insbesondre ein unterschiedliche Härte , aus und insofern kann ein Element der Verschleißschutzschicht oder können mehrere Elemente der Verschleißschutzschicht deren Härte sowie andere Eigenschaften der Verschleißschutzschicht vorteilhaft beeinflussen .
Ferner können unterschiedliche Beschichtungselemente auch die Eigenspannungen der Verschleißschutzschicht beeinflussen .
Allein mittels der Auswahl eines oder mehrerer Elemente der Verschleißschutzschicht kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Verschleißschutzschicht und/oder der Grundkörper eine Druckeigenspannung mit einem Wert von größer oder gleich -200 N/mm2 aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 0 N/mm2 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 200 N/mm2 , und/oder die Verschleißschutzschicht und/oder der Grundkörper eine Druckeigenspannung mit einem Wert von kleiner oder gleich 2 . 000 N/mm2 aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 1 . 500 N/mm2 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1 . 000 N/mm2 .
An dieser Stelle soll zunächst angemerkt werden, dass negative Werte für eine Eigenspannung oder eine Druckeigenspannung als Zugeigenspannung verstanden werden sollen .
Mittels der vorliegenden Werte kann eine Verbesserung der Verschleißbeständigkeit an der Arbeitswal ze erzielt werden, insbesondere durch eine besonders innige Verbindung bzw . „Verklammerung" der Verschleißschutzschicht auf einem beschichteten Bauteil , wie dem Grundkörper der vorliegenden Arbeitswal ze . Insofern kann durch Ausbildung der vorgeschlagenen Druckeigenspannungen eine Verbesserung der Schichthaftung erzielt werden .
Ferner kann einer Rissbildung, insbesondere einer Mikrorissbil- dung, in der Verschleißschutzschicht mittels geeigneter Druckeigenspannungen entgegengewirkt werden .
Weiterhin können etwaig in der Verschleißschutzschicht auftretende Mikrorisse durch Druckeigenspannungen in der Verschleißschutzschicht wieder geschlossen werden, wodurch ein etwaiges Risswachstum der Mikrorisse vorteilhaft reduziert oder verhindert werden kann . Analog hierzu können Zugeigenspannungen ein Wachstum von Mikrorissen unterstützen .
In der Regel wird zudem ein Schichtwachstum bzgl . der Verschleißschutzschicht durch ungünstige Zugeigenspannungen negativ beeinflusst .
Darüber hinaus kann die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht , die Härte der Verschleißschutzschicht , die finale Schichtdicke der Verschleißschutzschicht durch entsprechend vorgesehener Eigenspannungen sowohl negativ als auch positiv beeinflusst werden, wie insbesondere gemäß der nachstehenden Tabelle 11 zu erkennen ist.
Die vorliegenden Wertebereiche können unterschiedlich ermittelt werden, vorzugsweise jedoch mittels folgender Methoden: "ICP- sensor monitors the curvature by Tsui and Clyne mode" oder „Ri- gaku stress analyzer of model STRAIN-FLEX MSF-2M", wobei die Druckeigenspannungen bzw. Eigenspannungen vorliegend in N/mm2 gemessen werden.
Tab. 11: Druckeigenspannung (N/mm2) : Verschleißbeständigkeit, Schichthaftung, Schichthaftung und Haftzugbeständigkeit jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) ) Allein mittels der Eigenspannung in der Verschleißschutzschicht und/oder dem Grundkörper, insbesondere der Druckeigenspannung in der Verschleißschutzschicht und/oder dem Grundkörper, kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Weitere Merkmale , Ef fekte bzw . Vor- oder Nachteile können aus der Darstellung folgender Tabelle 11 entnommen werden .
Ferner ist es auch vorteilhaft , wenn die Verschleißschutzschicht und/oder der Grundkörper eine Spitzenzahl mit einem RPc-Wert von größer oder gleich 1 /cm aufweist , bevorzugt von größer oder gleich 30/cm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 60/cm, und/oder eine Spitzenzahl mit einem RPc-Wert von kleiner oder gleich 300/cm aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 250/cm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 200/cm .
Mittels der vorliegend genannten Werte hinsichtlich der Spitzenzahl kann eine besonders vorteilhafte Oberfläche der Verschleißschutzschicht ausgebildet werden, insbesondere eine besonders vorteilhafte Texturierung der Oberfläche der Verschleißschutzschicht .
Insbesondere kann hierdurch auch die Haftung zwischen Verschleißschutzschicht und Grundkörper beeinflusst werden .
Es sei j edoch darauf hingewiesen, dass eine hohe Spitzenzahl am Grundkörper nicht unmittelbar zu einer hohen Spitzenzahl der Verschleißschutzschicht führt . Entsprechend ist für die Spitzenzahl der Verschleißschutzschicht nicht lediglich die Spitzenzahl des Grundkörpers maßgeblich . Es konnte gezeigt werden, dass bei höheren arithmetischen Mittenrauwerten Ra höhere Spitzenzahlen erreicht werden können, wobei auch bei geringeren arithmetischen Mittenrauwerten Ra hohe Spitzenzahlen erreicht werden können .
Die vorliegende Spitz zahl hat die Einheit „Spit zen/cm" . Weitere Aus führungen zur Spitzenzahl könnender DIN 10049-2014 entnommen werden .
Allein mittels der Merkmale hinsichtlich der Spitzenzahl kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Besonders vorteilhaft weist die Verschleißschutzschicht einen Oxidanteil , insbesondere einen Anteil von Chromoxid ( CrO, Cr2O2, CrO2 und/oder CrO2 ) und/oder Aluminiumoxid (A12O2 ) und/oder Zir- coniumoxid ( ZrO2 ) und/oder Titanoxid ( TiO, Ti2O2 und/oder TiO2 ) , von kleiner oder gleich 5 Gew . -% auf , bevorzugt von kleiner oder gleich 3 Gew . -% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1 , 5 Gew . -% .
Kleinere Werte für den Oxidanteil lassen sich unter anderem dadurch erreichen, dass die Vorrichtung zum thermischen Spritzen einen Lamda-Wert von nahezu eins oder eins aufweist .
In Versuchen hat sich gezeigt , dass ein steigender Wert für den Oxidanteil die Lebensdauer der Verschleißschutzschicht reduzieren kann und/oder bei einem mehrlagigen Schichtaufbau der Verschleißschutzschicht die Schichtanhaftung benachbart angeordneter Schichten negativ beeinflussen kann .
Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn der Grundkörper eine zu beschichtende Außenseite mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von größer oder gleich 0,1 pm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 0,2 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,3 pm, und/oder einen arithmetischen Mittenrauwert Ra von kleiner oder gleich 14 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 4,0 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,8 pm.
Mittels der Rauheit Ra der Grundkörperoberfläche kann vorteilhafterweise auch die Verschleißschutzschicht beeinflusst werden, wie etwa die finale Rauheit Ra der Verschleißschutzschicht, und darüber hinaus auch deren Homogenität. Hierbei kann davon ausgegangen werden, dass je höher die Rauheit Ra des zu beschichtenden Materials (Grundkörper) ist, desto höher ist auch Rauheit Ra der Oberfläche der Verschleißschutzschicht; und je höher die Rauheit Ra des zu beschichtenden Materials (Grundkörper) ist, desto größer ist die Abweichung der Schichtdicke, wodurch eben auch die Homogenität der Schichtdicke der Verschleißschutzschicht negativ beeinflusst werden kann.
Auch die Partikelhaftung und somit auch die Schichthaftung bzgl. der Verschleißschutzschicht an der Grundkörperoberfläche kann mit der Rauheit der Grundkörperoberfläche beeinflusst werden.
Hier genannte Rauheiten Ra bzgl. der Grundkörperoberfläche können unterschiedlich erzeugt werden, wobei etliche der angegebenen Rauheiten Ra etwa mittels einem Überschleifen der Mantelfläche (Grundkörperoberfläche) der Arbeitswalze erzielt werden können, wie etwa Rauheiten Ra von 0,3 pm bis 0,8 pm.
Weitere Merkmale, Effekte bzw. Vor- oder Nachteile können aus der Darstellung folgender Tabelle 12 entnommen werden:
Tab. 12: Mittenrauwert Ra (pm) der Verschleißschutzschicht: Schichtrauheit, Schichtdicke, Homogenität der Verschleißschutzschicht, Eigenspannungen der Verschleißschutzschicht und Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Allein mittels der Merkmale hinsichtlich des arithmetischen Mittenrauwerts Ra kann eine gattungsgemäße Arbeitswalze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw. Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind.
Es hat sich auch als zweckmäßig herausgestellt, wenn der Grundkörper eine Grundkörperhärte mit einem Härtewert von größer oder gleich 35 HRC aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 40 HRC und besonders bevorzugt von größer oder gleich 50 HRC und/oder eine Grundkörperhärte mit einem Härtewert von kleiner oder gleich 70 HRC aufweist , bevorzugt von kleiner oder gleich 65 HRC und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 60 HRC .
Mittels der hier angegebenen weiteren Härtewerte bzgl . des Grundkörpers kann insbesondere die Schichthaftung der Verschleißschutzschicht gegenüber dem Grundkörper der Arbeitswal ze vorteilhaft beeinflusst bzw . eingestellt werden .
Wird die Grundkörperhärte zu weich gewählt , können Bestandteile der Verschleißschutzschicht nachteilig in den Grundkörper eindringen . Bei einer zu harten Grundkörperhärte besteht die Gefahr, dass eine kritische Anzahl an Bestandteilen des Beschichtungsmaterials beim Aufträgen auf den Grundkörper von diesem abprallen .
Ferner ist hinsichtlich der Grundkörperhärte folgendes zu beachten :
Je härter der Grundkörper ist , desto geringer ist die Haftzugbeständigkeit der Verschleißschutzschicht , wodurch die Verschleißschutzschicht sich eher von dem Grundkörper abzulösen kann .
Je härter der Grundkörper ausgestaltet ist , desto höher ist die Gefahr, dass mehr Fehlstellen im Grundkörper-Verschleißschutzschicht-Verbund auftreten, was wiederum die Gefahr einer Delamination erhöhen kann .
Weitere Merkmale , Ef fekte bzw . Vor- oder Nachteile können aus der Darstellung folgender Tabelle 13 entnommen werden :
Tab. 13: Grundkörperhärte (HRC) : Porosität, Fehlstellenhäufigkeit, Haftzugbeständigkeit, Eigenspannungen und Schichtdicke jeweils der Verschleißschutzschicht (Bewertung jeweils zwischen 0 und 10 mit den individuellen Skalen zwischen kleinstmöglich (0) und größtmöglich (10) (Skalenbezeichnung: k-g) sowie neutral (0) und bestmöglich (10) (Skalenbezeichnung: n-b) )
Derartige Fehlstellen erhöhen zumeist auch die Porosität, wodurch ebenfalls die Haftung zwischen der Verschleißschutzschicht und dem Grundkörper negativ beeinträchtigt werden kann.
Darüber hinaus können Fehlstellen wiederum Einfluss auf die Eigenspannungen hinsichtlich der Verschleißschutzschicht haben, und umgekehrt.
Ferner können Haftungsmechanismen im Spritzprozess die Rauheit und die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht beeinflussen. Je härter die Verschleißschutzschicht , desto mehr kann hierdurch die Rauheit Ra der Oberfläche der Verschleißschut zschicht beeinflusst werden .
Die vorliegende Grundkörperhärte HRC ist bevorzugt mit einem Makroidenti fikationsverfahren gemessen .
Allein mittels der Merkmale hinsichtlich der Grundkörperhärte kann eine gattungsgemäße Arbeitswal ze vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale bzw . Merkmalskombinationen hieraus bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind .
Ferner können weitere Ausgestaltungen bzgl . des Grundkörpers sich Vorteilhaft auf die Verschließschutzschicht auswirken, wie etwa das Material , aus welchem der Grundkörper hergestellt ist .
Auch gewählte Maße bzgl . des Grundkörpers , wie insbesondere die Breite des Grundkörpers , der Durchmesser des Grundkörpers , die Länge des Grundkörpers , aber auch die Stützweite zwischen Lagerpunkten des Grundkörpers können sich auf die Qualität der Verschleiß schütz schicht aus wirken .
Jedenfalls kann mittels der vorstehend genannten Merkmale eine Arbeitswal ze zum Wal zen eines metallischen Gutes , insbesondere eine Verschleißschutzschicht hiervon, unter Berücksichtigung von gesetzlichen Vorgaben zur Vermeidung von Hartchrom vorteilhaft auf unterschiedliche Bedürfnisse individuell angepasst werden .
Nach einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung auch von einem Wal zgerüst aufweisend eine Arbeitswal ze nach einem der hier beschriebenen Merkmale gelöst . Die Aufgabe der Erfindung löst auch ein metallisches Band, wobei das metallische Band mit einer Arbeitswal ze gemäß einem der hier beschriebenen Merkmale kaltgewal zt ist .
Vorteilhafterweise kann anhand des an dem metallischen Band erzielten Oberflächenbildes bestimmte Merkmale der Verschleißschutzschicht erkannt werden . Insbesondere die Texturierung der Verschleißschutzschicht der Arbeitswal ze kann sich beim Wal zen eines metallischen Bandes von der Oberfläche der Arbeitswal ze , insbesondere der Oberfläche der Verschleißschutzschicht , auf die Oberfläche des metallischen Bandes übertragen .
Die Aufgabe der Erfindung wird auch von einem Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Arbeitswal ze gelöst , bei welchem auf einen zuvor bereitgestellten Grundkörper deren Verschleißschutzschicht mit einem thermischen Spritzverfahren aufgetragen wird .
Hierdurch kann die Arbeitswal ze mit der Verschleißschutzschicht vorteilhaft hergestellt werden .
Insbesondere mittels einem thermischen Spritzverfahren können selbst unterschiedliche Pulverzusammenset zungen für das Erzeugen von prozessspezi fischen Verschleißschutzschichten auf den Grundkörper der Arbeitswal ze unkompli ziert und präzise aufgetragen werden .
Die Verschleißschutzschicht kann weiter zweckmäßig angepasst werden, wenn die Verschleißschutzschicht nach dem Aufträgen abrasiv geglättet wird . Nur zum Beispiel sei hier erwähnt , dass hierdurch die Oberflächenrauheit der Verschleißschut zschicht noch weiter an der Arbeitswal ze eingestellt werden kann .
Insbesondere ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft weiterentwickelt werden, wenn die Anzahl an Pulverf örderer erhöht wird, wodurch eine homogenere Pulververteilung erreicht werden kann . Auch hierdurch kann die Qualität der Verschleißschutzschicht an der Arbeitswal ze weiter erhöht werden .
An dieser Stelle sei noch beansprucht , dass das beschriebene Verfahren auch noch durch weitere hier genannte technische Merkmale , insbesondere durch Merkmale der vorliegenden Arbeitswal ze bzw . deren Verschleißschutzschicht , ergänzt werden kann, um das Verfahren vorteilhaft weiterzuentwickeln bzw . Verfahrensspezifikationen noch präziser darstellen bzw . formulieren zu können .
Vorzugsweise können Pulverf örderer oberhalb eines Brenners zum thermischen Spritzen der Verschleißschutzschicht (bspw . High Velocity Oxygen Fuel (HVOF-Brenner ) oder High Velocity Air Fuel , (HVAF-Brenner ) ) angeordnet werden, wodurch der statische Druck zum Einbringen des Pulvers in den Brenner zweckmäßig erhöht werden kann .
Ferner kann es für die Ausgestaltung der vorliegenden Verschleißschutzschicht vorteilhaft sein, wenn hinsichtlich einer Pulvervorbereitung etwaige Pulver zum Erzeugen der Verschleißschutzschicht vorgewärmt werden .
Ein zusätzliches Sieben von Pulver kann für eine homogenere Pulververteilung sorgen .
Ebenfalls kann durch eine entsprechende Vorerwärmung bzw . ein Sieben von Pulver die Herstellung der Verschleißschutzschicht insbesondere im Hinblick auf eine Bombierung/Bandabmessung zwecks Optimierung von Eigenspannungen hinsichtlich der Verschleißschutzschicht vorteilhaft beeinflusst werden .
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner auch noch von einer Arbeitswal ze gemäß einem der hier beschriebenen Merkmale zum Kaltwal zen eines metallischen Bandes gelöst . Durch die Verwendung der vorliegenden Arbeitswal ze können hochwertige Oberflächen an dem kaltgewal zten metallischen Band besonders über einen längeren Zeitraum betriebssicher erzeugt werden .
Die vorstehend genannten Maßnahmen, insbesondere die Auswahl des Beschichtungsmaterials sowie insbesondere die Auswahl von komplexeren Beschichtungsparametern, können in erheblichem Maße dazu beitragen, vorliegend qualitativ hochwertige Verschleißschutzschichten zum Wal zen eines metallischen Bandes bereitzustellen .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich zusätzlich aus dem nachfolgend erläuterten Aus führungsbeispiel .
In der Zeichnung zeigen :
Figur 1 : schematisch eine Ans icht einer Arbeitswal ze zum Wal zen eines metallischen Gutes bei einem thermischen Spritzen der Verschleißschutzschicht auf einen Grundkörper einer Arbeitswal ze zum Wal zen von metallischen Gütern; und
Figur 2 : schematisch eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausschnitts der Arbeitswal ze aus der Figur 1 .
Gemäß der Figur 1 ist die Herstellung einer Arbeitswal ze 1 zum Wal zen eines metallischen Gutes (nicht gezeigt ) , insbesondere zum Wal zen eines metallischen Bandes ( ebenfalls nicht gezeigt ) schematisch dargestellt . Die Arbeitswal ze 1 wird hierbei mittels eines thermischen Spritzens bearbeitet . Genauer gesagt wird eine Verschleißschutzschicht 2 auf die Oberfläche 3 eines Grundkörpers 4 der Arbeitswal ze 1 aufgebracht .
Das thermische Spritzen der Verschleißschutzschicht 2 wird hierbei mittels einer geeigneten Vorrichtung 5 zum thermischen Spritzen durchgeführt , welche einen Brenner 6 aufweist , wie etwa einen HVOF-Brenner oder einen HVAF-Brenner , wobei oberhalb des Brenners 6 mehrere Pulverf örderer 7 (nur exemplarisch gezeigt und bezi f fert ) angeordnet sind, von welchem zumindest einige das Pulver 8 vorerwärmen können .
Das Pulver 8 kann hierbei durch eine Viel zahl an Pulverbestandteilen 9 individuell zusammengemischt sein, wie im Sinne der Erfindung beansprucht .
Die Pulverf örderer 7 weisen noch eine Einrichtung 10 zum Sieben des Pulvers 8 bzw . von Pulverbestandteilen 9 hiervon auf .
Mittels der Vorrichtung 5 zum thermischen Spritzen kann insgesamt ein besonders vorteilhaft zusammengestelltes Beschichtungsmaterial 11 auf den Grundkörper 4 der Arbeitswal ze 1 aufgetragen werden, während Letztere um deren Lagerachse 12 in Rotationsrichtung 12 dreht .
Gemäß der Darstellung nach der Figur 2 ist ein Ausschnitt der Arbeitswal ze 1 als geschnittene Detailansicht im Grenz flächenbereich 20 zwischen der Verschleißschut zschicht 2 und dem Grundkörper 4 dargestellt .
Insbesondere die Spitzen 22 der Rauheit (nicht nochmals bezi ffert ) der Grenz fläche 24 der Grundkörperoberfläche 3 sind gut erkennbar, wobei die Spitzen 22 auch Kavitäten 26 an der Grundköperoberfläche 3 ausgestalten . Insbesondere kann durch das thermische Spritzen bzw. Aufträgen erreicht werden, dass die Anzahl der Spitzen der Verschleißschutzschicht höher ist als die Anzahl der Spitzen des Grundkörpers (nicht unmittelbar dargestellt) . Weiterhin kann durch das thermische Spritzen bzw. Aufträgen erreicht werden, dass die Rauheit der Verschleißschutzschicht höher ist als die Rauheit des Grundkörpers (nicht dargestellt) .
Spitzen 22 und Kavitäten 26 bilden die Rauheit der Grenzfläche 24 aus, welche als gezackte Linie (nicht nochmals beziffert) illustriert ist.
Die Verschleißschutzschicht 2 weist Hartphase-Partikel 28 (gestrichelte Gebilde) umfassend Wolf ramcarbid (WC) (nicht nochmals beziffert) auf, welche in einer Matrix 30 der Verschleißschutzschicht 2 eingebettet angeordnet sind.
Bei thermischen Spritzen der Verschleißschutzschicht 2 sind in der Verschleißschutzschicht 2 einige Wolfram-Ausscheidungen 28A (schwarze Partikel) aus Diwolf ramcarbid (W2C) (nicht nochmals gesondert beziffert) bzw. elementarem Wolfram (W) (ebenfalls nicht nochmals gesondert beziffert) entstanden.
Gut erkennbar ist, wie insbesondere die Hartphasen-Partikel 28 in den Kavitäten 26 eingepresst angeordnet sind und hierbei teilweise großflächig an Flanken 32 der Spitzen 22 reibschlüssig anliegen .
Im Grenzflächenbereich 20 können höhere Druckeigenspannungen vorherrschen als weiter von dem Grenzflächenbereich 20 entfernt.
Durch entsprechend hoch eingestellte Druckeigenspannungen wird die Verschleißschutzschicht 2 stärker an den Grundkörper 2 an- gepresst , insbesondere stärker in die Kavitäten 26 hinein gepresst , wobei Hartphasen-Partikel 28 der Verschleißschutzschicht 2 auch wesentlich inniger mit den Flanken 32 wechselwirken . Insgesamt kann mittels Druckeigenspannungen insbesondere zwischen 500 N/mm2 und 1 . 500 N/mm2 eine besonders innige Verbindung zwischen der Verschleißschutzschicht 2 und dem Grundkörper 4 und somit auch eine besonders gute Haftzugbeständigkeit gewährleistet werden .
Selbst Hartphasen-Partikel 28 innerhalb der Matrix 30 können mit derartigen Druckeigenspannungen inniger miteinander „verklammern" .
Bezugszeichenliste
1 Arbeitswal ze
2 Ver schleiß schütz schicht
3 Oberfläche
4 Grundkörper
5 Vorrichtung zum thermischen Spritzen
6 Pulver f order er
7 Einrichtung zum Sieben
8 Pulver
9 Pulverbestandteile
10 Einrichtung zum Sieben
11 Beschichtungsmaterial
12 Rotationsrichtung
20 Grenz flächenbereich
22 Spitzen
24 Grenz fläche
26 Kavitäten
28 Hartphase- Partikel
28A W-Ausscheidungen ( Diwol f ramcarbid (W2C ) bzw . Wol fram (W) )
30 Matrix
32 Flanken

Claims

Patentansprüche
1. Arbeitswalze (1) zum Walzen eines metallischen Gutes, insbesondere zum Walzen eines metallischen Bandes, aufweisend: einen Grundkörper (4) aus Metall; und eine zumindest bereichsweise auf dem Grundkörper (4) angeordnete Verschleißschutzschicht (2) , wobei die Verschleißschutzschicht (2) eine thermische Spritzschutzschicht ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 10 Gew.-% aufweist und einen Anteil von Diwolf ramcarbid (W2C) (28A) von kleiner oder gleich 50 Gew.- % aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 33 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% oder kleiner oder gleich 5 Gew.-%.
2. Arbeitswalze (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Anteil von elementarem Wolfram (W) (28A) von kleiner oder gleich 50 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 33 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% oder kleiner oder gleich 5 Gew.-%.
3. Arbeitswalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Chromanteil von kleiner oder gleich 90 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 Gew.-%.
4. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Nickelanteil von kleiner oder gleich 90 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 Gew.-%.
5. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Außenoberfläche mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von größer oder gleich 0,01 pm, aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 0,5 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1,5 pm, und/oder mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von kleiner oder gleich 17 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 10 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 pm.
6. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Korngröße mit einem Wert von größer oder gleich 2 pm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 5 pm, und/oder mit einer Korngröße von kleiner oder gleich 50 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 45 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 pm oder kleiner oder gleich 20 pm.
7. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Anteil von Wolf ramcarbid (WC) von größer oder gleich 50 Gew.- % aufweist, bevorzugt einen Anteil von größer oder gleich 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 70 Gew.-%.
8. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Schichtdicke mit einem Wert von größer oder gleich 2 pm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 5 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 10 pm, und/oder mit einer Schichtdicke von kleiner oder gleich 80 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 40 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 15 pm.
9. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Haftzugbeständigkeit mit einem Haftzug-Wert von größer oder gleich 60 N/mm2 aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 70 N/mm2, und besonders bevorzugt von größer oder gleich 80 N/mm2 oder größer oder gleich 100 N/mm2.
10. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Porosität mit einem Porositätswert von kleiner oder gleich 1 % aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,5 % und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1 %.
11. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Permeabilität mit einem Permeabilitätswert von kleiner oder gleich 1 % aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,5 % und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1 %.
12. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Schichthärte mit einem Schichthärtewert von größer oder gleich 800 HV aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 1000 HV und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1100 HV, und/oder mit einem Schichthärtewert von kleiner oder gleich 1600 HV aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 1500 HV und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1400 HV.
13. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) an mehr oder gleich 80 % einer Anzahl von Analysestellen, bevorzugt an mehr oder gleich 90 % einer Anzahl von Analysestellen und besonders bevorzugt an mehr oder gleich 95 % einer Anzahl von Analysestellen, eine Abweichung von weniger oder gleich 40 % von einem über eine Gesamtanzahl von Analysestellen gemittelten Gewichtsanteil eines Beschichtungselements aufweist, bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 30 % und besonders bevorzugt eine Abweichung von weniger oder gleich 20 %, wobei die Gesamtanzahl von Analysestellen größer oder gleich 5 ist, bevorzugt größer oder gleich 15 und besonders bevorzugt größer oder gleich 25, insbesondere ist das Beschichtungselement eines der Elemente Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (AI2O3) , Zirconi- umoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) oder Va- nadiumcarbid (VC) .
14. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) an mehr oder gleich 80 % einer Anzahl von Messstellen, bevorzugt an mehr oder gleich 90 % einer Anzahl von Messstellen und besonders bevorzugt an mehr oder gleich 95 % einer Anzahl von Messstellen, eine Dickenabweichung von kleiner oder gleich 20 % von einer über eine Gesamtanzahl von Messstellen gemittelten Schichtdicke der Verschleißschutzschicht (2) aufweist, bevorzugt eine Abweichung von kleiner oder gleich 10 % und besonders bevorzugt eine Abweichung von kleiner oder gleich 5 %, wobei die Gesamtanzahl von Messstellen größer oder gleich 10 ist, bevorzugt größer oder gleich 25 und besonders bevorzugt größer oder gleich 40.
15. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Dickentoleranz von kleiner oder gleich 1 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,5 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,2 pm.
16. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Hartphase und eine Matrix aufweist, wobei die Hartphase in die Matrix eingelagert ist.
17. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) eine Hartphase und eine Matrix aufweist, insbesondere ein Verhältnis von Hartphase zu einem Gesamtschichtsystem, bestehend aus Hartphase und Matrix, mit einem Verhältniswert von größer oder gleich 40 Vol.-% aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 50 Vol.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 60 Vol.-%, und/oder insbesondere mit einem Verhältniswert von Hartphase zu dem Gesamtschichtsystem von kleiner oder gleich 90 Vol.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 85 Vol.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 80 Vol.-% oder von kleiner oder gleich 75 Vol.-%.
18. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) zumindest eines, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr der Elemente Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (AI2O3) , Zirconi- umoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23C6) , Vanadi- umcarbid (VC) , Siliciumcarbid (SiC) , Wolframborid (WB) , Chromoxid (CrO, Cr203, CrO2 und/oder CrO3) , Titancarbid (TiC) , Titanoxid (TiO, Ti203 und/oder TiO2) oder Molybdäncarbid (Mo2C und/oder MoC) aufweist, insbesondere zumindest eines, zwei, drei, vier oder mehr der Elemente Wolf ramcarbid (WC) , Aluminiumoxid (AI2O3) , Zirconiumoxid (ZrO2) , Chromcarbid (Cr3C2, Cr7C3 und/oder Cr23Ce) und/oder Vanadiumcarbid (VC) .
19. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) und/oder der Grundkörper (4) eine Druckeigenspannung mit einem Wert von größer oder gleich -200 N/mm2 aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 0 N/mm2 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 200 N/mm2, und/oder die Verschleißschutzschicht (2) und/oder der Grundkörper (4) eine Druckeigenspannung mit einem Wert von kleiner oder gleich 2.000 N/mm2 aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 1.500 N/mm2 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1.000 N/mm2.
20. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) und/oder der Grundkörper (4) eine Spitzenzahl mit einem RPc-Wert von größer oder gleich 1/cm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 30/cm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 60/cm, und/oder eine Spitzenzahl mit einem RPc-Wert von kleiner oder gleich 300/cm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 250/cm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 200/cm.
21. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) einen Oxidanteil, insbesondere einen Anteil von Aluminiumoxid (AI2O3) und/oder Zirconiumoxid (ZrO2) und/oder Chromoxid (CrO, Cr2O3, CrO2 und/oder CrO3) und/oder Titanoxid (TiO, Ti2O3 und/oder TiO2) , von kleiner oder gleich 5 Gew.-% aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 3 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1,5 Gew.-%.
22. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) eine zu beschichtende Außenseite mit einem arithmetischen Mittenrauwert Ra von größer oder gleich 0,1 pm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 0,2 pm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,3 pm, und/oder einen arithmetischen Mittenrauwert Ra von kleiner oder gleich 14 pm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 4,0 pm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,8 pm.
23. Arbeitswalze (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) eine Grundkörperhärte mit einem Härtewert von größer oder gleich 35 HRC aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 40 HRC und besonders bevorzugt von größer oder gleich 50 HRC und/oder eine Grundkörperhärte mit einem Härtewert von kleiner oder gleich 70 HRC aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 65 HRC und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 60 HRC.
24. Walzgerüst aufweisend eine Arbeitswalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23.
25. Metallisches Band, wobei das metallische Band mit einer Arbeitswalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 kaltgewalzt ist .
26. Verfahren zur Herstellung einer Arbeitswalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 aufweisend die nachfolgenden Schritte:
Bereitstellen des Grundkörpers (4) ; und
Aufträgen der Verschleißschutzschicht (2) mit einem ther- mischen Spritzverfahren.
27. Verfahren gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (2) nach dem Aufträgen abrasiv geglättet wird.
28. Verwendung einer Arbeitswalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 zum Kaltwalzen eines metallischen Bandes.
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