Bandstahl-Coils im normalen und hohen Dickenbereich im Vergleich
| Stahlwerkstoffe

Optimales Feinschneiden: Bandstahl bis 12,5 mm Dicke

Das Feinschneiden ist ein gefragtes Trennverfahren für Bandstahl, wenn es um die Erzielung glatter Schnittflächen geht. Ist für das Endprodukt jedoch eine erhebliche Materialstärke nötig, stellt das Feinschneiden ganz besondere Anforderungen an den eingesetzten Bandstahl: Dessen Gefüge muss über den gesamten Querschnitt eine hohe und gleichmäßige Einformung der Karbide aufweisen, damit abrissfreie Schnitte möglich sind. Dies erfordert einen ausgeklügelten Walz- und Glühprozess. Und: Das entsprechend dicke Vormaterial verlangt extrem hohe Walzkräfte, wie sie bei Waelzholz speziell darauf ausgelegte Walzgerüste ermöglichen.

Viele sicherheitsrelevante oder hochbelastete Komponenten im Automobil oder in anderen Industrieprodukten bestehen aus massiven Bauteilen, damit sie den hohen Anforderungen trotzen können. Beispiele sind die Parksperrklinke in Automatikgetrieben von Fahrzeugen oder Kurbelwangen in Motorsägen, welche die Kraft vom Pleuel auf die Kurbelwelle übertragen. Die zerspanende Bearbeitung massiver Stahlklötze ist das klassische Verfahren zur Herstellung solcher Produkte, welches jedoch sehr kostenintensiv ist und einen hohen Energie- und Schrottverbrauch mit sich bringt. Eine effiziente Alternative ist hierfür das Feinschneiden aus Bandstahl mit hohen Materialstärken. Hierfür geeignete Bandstahlgüten mit bis zu 12,5 Millimetern Dicke, die eine ganz besondere Fertigungskompetenz erfordern, produziert Waelzholz mit jahrzehntelanger Erfahrung und höchster Genauigkeit.

Motorsägen-Kurbelwange in 3-D-Darstellung

Feinschneidfähiger Bandstahl von Waelzholz

In Dickenbereichen von 7,5 – 8,5 Millimetern ermöglicht der Bandstahl von Waelzholz die Herstellung von Motorsägen-Kurbelwangen im effizienten Feinschneidprozess.

Herausforderung Materialstärke: Bandstahl bis zu 12,5 Millimetern Dicke

Für die Herstellung von kaltgewalztem Bandstahl ist ein Abwalzen des Vormaterials von mindestens 25 Prozent der Materialstärke nötig. Wird für das Endprodukt zum Beispiel eine Materialdicke von 10 Millimetern benötigt, so hat das Vormaterial eine Stärke von über 13 Millimetern. Die Herausforderung in der Verarbeitung beschreibt Matthias Nagel, verantwortlich für die Qualitätssicherung im Waelzholz Werk Plettenberg: „Mit zunehmender Dicke des Vormaterials steigen die benötigten Walzkräfte exponentiell an. In unserem umfangreichen Maschinenpark haben wir Walzgerüste speziell auf diese Anforderungen dicker Bänder ausgerichtet. Unsere Anlagen können eine Walzkraft von bis zu 900 Tonnen aufbringen.“ Doch nicht nur das Walzgerüst muss auf die besondere Materialstärke ausgelegt sein, ergänzt Nagel: „Hohe Materialstärken an die 10 Millimeter wurden früher nur als Tafelmaterial produziert, weil sie sich nicht aufwickeln ließen. Heute sind wir mit speziellen Haspel-Anlagen in der Lage, Bandstahl mit bis zu 12,5 Millimetern Stärke zu einem Coil zu wickeln.“ Für die Waelzholz-Kunden ermöglichen die Ringe im Vergleich zu den Tafeln eine deutlich höhere Effizienz in den Weiterverarbeitungsprozessen.

Herausforderung Gefüge: Einstellung homogener Karbide für bruchfreie Schnittflächen

„Speziell für das Feinschneiden von Kaltband mit hoher Materialstärke spielt das Gefüge eine entscheidende Rolle“, erklärt Nagel. „Die Anforderung ist, eine hohe und gleichzeitig homogene Einformung der Karbide zu erreichen. Im Glühprozess von Bandstahl bilden sich im Gefüge des Materials sogenannte Karbide aus: Kohlenstoff wird in das Kristallgitter des Stahls eingelagert. Je nach Glühprozess kommt es – vereinfacht ausgedrückt – zu verschiedenen Ausprägungen der Karbidstruktur: von lamellenartig zusammenhängenden Karbiden bis hin zu sehr feinen, kugelartigen Einzelkarbiden.“ Warum letztere für das Feinschneiden nötig sind, erklärt Nagel anhand eines analogen Alltagsbeispiels: „Lamellenartig zusammenhängende Karbide sind vergleichbar mit Schokoplatten in Stracciatella-Eis. Wird das Eis geschnitten, bricht die Schokoplatte unregelmäßig. Liegt die Schokolade jedoch in kleinen Kügelchen im Eis vor, werden diese beim Schneiden nur sanft weggedrückt und eine glatte Schnittkante entsteht.“

So ermöglichen feine, kugelartige Karbide saubere und bruchfreie Schnittflächen beim Feinschneiden. Eine homogene Einformung der Karbide über den gesamten Querschnitt erfordert jedoch bei den dicken Bändern einen sehr ausgeklügelten Glühprozess, so Nagel: „An unserem Standort Plettenberg sind wir mit unseren Glühanlagen und -prozessen speziell auf hohe Bandquerschnitte ausgerichtet. Die exakte Einstellung der Glühtemperatur und -zeit haben wir am Standort über Jahrzehnte perfektioniert.“ Die Waelzholz-Kunden erhalten so ein dickes und dennoch optimal feinschneidfähiges Material. Mit diesem lassen sich die Einsparpotenziale des Feinschneidens im Vergleich zum klassischen Zerspanen massiver Bauteile realisieren.

Mikroskopische Gegenüberstellung von Bandstählen unterschiedlicher Enddicken
Mikroskopaufnahmen des Gefüges eines Bandstahls mit 10 Millimetern Enddicke (links: 20-fache Vergrößerung, rechts: 1.000-fache Vergrößerung): Die Karbide sind homogen über den gesamten Querschnitt eingeformt und ermöglichen somit einen optimalen Feinschneidprozess.

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