Optimierte Drahtqualität bei gleichzeitiger Ressourcenschonung durch thermomechanisches Walzen im modernen Drahtwalzwerk

18. Mai 2023 |

Kaltmassivumformteile wie hochfeste Verbindungselemente unterliegen höchsten Qualitätsansprüchen.

Trotz des bestehenden, immensen Know-Hows über die Auslegung, die Fertigung und das Betriebsverhalten dieser Bauteile mit dem Ziel der Gewichts- und Kostenoptimierung bei mindestens gleichen oder verbesserten Funktionseigenschaften gibt es immer noch Produkt- und Prozessverbesserungen.

Dies auch, um den Anforderungen hinsichtlich nachhaltigem Ressourceneinsatz, der Einsparung von Bearbeitungsschritten und der Reduktion bzw. Vermeidung von CO₂ Emissionen zu entsprechen.

Was ist thermomechanisches Walzen (TM-Walzen)?

Unter thermomechanischer Behandlung und den Verfahren zur kontrollierten Warmumformung bzw. thermomechanischen Behandlung in der Umformtechnik ist die sinnvolle Kombination von Verformung und Wärmebehandlung zum Erreichen bestimmter Werkstoffeigenschaften zu verstehen.

Das Ziel dieser Technologie ist die technologie-basierte Verbesserung der Produkteigenschaften bei gleichzeitiger Ressourcenschonung durch Verringerung der Verfahrenskosten innerhalb der Wertschöpfungskette.

Aufgrund der komplexen walztechnischen Herausforderungen beim Drahtwalzen war diese Fortschrittstechnologie lange hauptsächlich auf die Breitflacherzeugnisse beschränkt, bzw. im Drahtbereich nur sehr eingeschränkt einsetzbar.

voestalpine Wire Rod bietet mit dem modernen Drahtwalzwerk thermomechanisches Behandeln mit abgesenkten Endwalztemperaturen über den gesamten relevanten Durchmesserbereich von 5 bis 60 mm.

Die flächendeckende und präzise gesteuerte Verknüpfung der Umformvorgänge und der örtlichen Walzguttemperatur ermöglicht qualitätsverbessernde Fortschritte in der Gefügeausbildung und Einstellung der mechanisch-technologischen Eigenschaften.

Diese neuartigen Gefügezustände des thermomechanisch behandelten Walzdrahtes bilden die Basis für eine Vielzahl zukünftiger Innovationen im Bereich der Wertschöpfungskette der Kaltmassivumformung.

Welche Vorteile bietet das TM-Walzen?

1. Optimierte mechanisch-technologische Walzdraht-Eigenschaften und somit eine signifikante Verbesserung der Kaltumformbarkeit des Walzdrahtes durch Kornfeinung.

Das Ziel sind optimierte mechanisch-technologische Eigenschaften und somit eine signifikante Verbesserung der Kaltumformbarkeit des Walzdrahtes durch Kornfeinung.

Ein für unsere Kund:innen und die drahtweiterverarbeitende Industrie wichtiger Anwendungsfall der thermomechanischen Behandlung beim Walzen von Draht, zielt in die Richtung einer Festigkeitsabsenkung, und Verbesserung der Brucheinschnürung von ferritisch-perlitischem Walzdraht, der für eine Kaltmassivumformung vorgesehen ist.

Dr. Robert Kienreich, Senior Application Engineer bei der voestalpine Wire Rod Austria

2. Ressourceneinsparung und Reduktion von CO2 Emissionen durch den Wegfall von Produktionsschritten

Typische Prozessoptimierungen durch Anwendungen der thermomechanischen Behandlung für KFP-Draht sind z.B. der mögliche Entfall des GKZ-Glühens von B-legierten Vergütungsstählen für Bauteile der Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9 oder der erweiterte Einsatz von AFP-Stählen, auch für speziellere Bauteilgeometrien und höhere Festigkeitsanforderungen.

Begleitet werden diese Prozessinnovationen meist durch innovative Legierungskonzepte mit hohem Reinheitsgrad, geringstmöglichen Streuungen der relevanten Legierungsgehalte und niedrigsten Begleitelementgehalten.

Unterstützt werden weitere mögliche Prozessvereinfachungen durch walztechnische und technologische Verbesserungen bezüglich Oberflächenqualität, Rissfreiheit, Rauigkeit, engerer Durchmessertoleranzen und verringerter Ovalität, die mit modernster Drahtwalztechnologie über den gesamten Walzdrahtdurchmesserbereich von 5,0 mm bis 60,0 mm erreichbar sind.

Weiteres gilt das thermomechanische Walzen auch als ein ressourcenschonendes Produktionsverfahren über die gesamte Wertschöpfungskette, da weitere Wärmebehandlungsschritte entfallen können.

Dipl.-Ing. Wolfgang Koiner, Head of Application Engineering bei voestalpine Wire Rod Austria

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