Warm vs. koud walsen: metalen vormgevingsprocessen begrepen

Walsen is een gangbaar en onmisbaar proces in de productiewereld voor toepassingen met plaatmetaal. Het walsproces is een metaalbewerkingsproces dat de dikte van metaal vermindert en uniform maakt.

Vandaag bekijken we de classificatie van het walsproces: warmwalsen en koudwalsen.

Warm en koud walsen

Warmwalsen

In de metaalbewerking vindt warmwalsen plaats boven de rekristallisatietemperatuur van het materiaal. De rekristallisatie voorkomt verharding door vorming. Het ingevoerde materiaal bestaat meestal uit grote metalen stukken, zoals halfafgewerkte gietproducten: platen (slabs), blokken (billets) en bloemen (blooms). Producten uit continue gietprocessen worden vaak direct bij geschikte temperatuur in de walserijen gevoerd. Bij kleinere operaties begint het materiaal bij kamertemperatuur en moet verwarmd worden – in een gas- of oliegestookte verbrandingsput voor grote werkstukken, en inductieverhitting voor kleinere. Na bewerking wordt de temperatuur gemonitord om boven de rekristallisatietemperatuur te blijven. Warmgewalst metaal heeft meestal weinig richtingsgebondenheid in mechanische eigenschappen en vervormingsgeïnduceerde spanningen.

Koudwalsen

In tegenstelling tot warmwalsen vindt koudwalsen plaats onder de rekristallisatietemperatuur, meestal bij kamertemperatuur. Dit verhoogt de sterkte met ongeveer 20% door vervormingsverharding (strain hardening), verbetert de oppervlakteafwerking en houdt strakkere tolerances. Producten die koudgewalst worden: platen, staven, banden en stangen – meestal kleiner dan hun warmgewalste equivalenten vanwege de kleinere afmetingen en hogere sterkte. Er worden vier-wals of cluster walserijen gebruikt. Koudwalsen kan de dikte niet zo sterk reduceren als warmwalsen in één pas.

Koudgewalste platen en banden zijn verkrijgbaar in verschillende toestanden: volhard, halfhard, kwart-hard en skin-gewalst. Bij volhard walsen neemt de dikte met 50% af; de andere varianten hebben minder reductie. Koudgewalste staal wordt daarna geplet (geanneald) om duktiliteit te induceren – dit heet Cold Rolled and Close Annealed. Skin-walsen (skin-pass) produceert een gladde oppervlakte, uniforme dikte en verlaagt de strekgrens. Skin-gewalste voorraad wordt gebruikt in daaropvolgende koudbewerkingen waar goede duktiliteit nodig is.

Andere vormen kunnen koudgewalst worden als de dwarsafmeting klein is en het dwarsdoorsnede redelijk uniform. Koudwalsen vereist vormgevingsoperaties, meestal volgens de reeks: afmeten, ontroosten, ruwwalsen, half-fijnafwalsen, fijnafwalsen.