Kaltgewalzter Stahl: Güteklassen, Herstellung und mehr

Kaltgewalzter Stahl ist das am häufigsten verwendete Metall in allen anderen Fertigungsindustrien. Kaltgewalzter Stahl ist besonders glatt und sehr fest. Er wird durch Kompression von Stahl bei Raumtemperatur hergestellt. Er ist überall zu finden, beispielsweise in Autotüren und verschiedenen Geräten. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Güteklassen, die Herstellung, die Eigenschaften und vieles mehr.

Was ist kaltgewalzter Stahl?

Kaltgewalzter Stahl ist Stahl, der bei Raumtemperatur gewalzt wird, d. h., der Stahl wird durch verschiedene Walzen geführt. Durch das Walzen wird er fester und erhält gleichzeitig eine glatte Oberfläche.

Wie definiert man kaltgewalzten Stahl?

Kaltgewalzter Stahl wird als fertiger Stahl definiert. Das bedeutet, dass dies meist der letzte Schritt ist, den Stahl durchläuft. Zunächst wird das Material warmgewalzt, da es bei hohen Temperaturen weich wird. Durch das Walzen wird es fester und lässt sich im heißen Zustand leicht zusammendrücken. Anschließend wird der Stahl auf Normaltemperatur gebracht und kaltgewalzt. Durch Kaltpressen erhält der Stahl eine glatte Oberfläche und wird fester. Kaltgewalzter Stahl hat immer eine höhere Glätte und Festigkeit als warmgewalzter Stahl.

Dieser hat normalerweise verschiedene Namen wie CRS, Cold Finished Steel oder Cold-Forming Steel.

Was ist der Unterschied zwischen Stahl und kaltgewalztem Stahl?

Kaltgewalzter Stahl und warmgewalzter Stahl sind unterschiedliche Begriffe, obwohl das Grundkonzept des Prozesses dasselbe ist. Lassen Sie uns den Unterschied zwischen ihnen besprechen:

Tabelle 1 – Eine Tabelle, die den Unterschied zwischen normalem Stahl und kaltgewalztem Stahl zeigt

Abb. 1 – Die Glätte zwischen warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl

So funktioniert Kaltwalzen

Das Kaltwalzen von Stahl erfolgt in einem speziellen, mehrstufigen Verfahren. Dieser Prozess verwandelt den Stahl in hochwertiges Metall. Lassen Sie uns zunächst den Prozess des Kaltwalzens besprechen.

1. Beizen, dann Skin Pass

Zuerst wird der Stahl gebeizt, d. h. er wird in eine Säure getaucht und wieder herausgenommen. Die Säure entfernt Rost und Zunder vom Stahl. Anschließend wird der Stahl geskinnt, d. h. die Destillierblase wird leicht gekühlt. Dies bereitet den Stahl für den nächsten Schritt vor.

2. Batch-Glühen vs. kontinuierliches Glühen

Nach dem Walzen wird der Stahl sehr hart und erhält eine hohe Festigkeit. Je nach Bedarf wird er dann diskontinuierlich oder kontinuierlich geglüht. Glühen ist ein Prozess, bei dem ein Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann sehr langsam abgekühlt wird. Lassen Sie uns beide Begriffe erläutern:

• Chargengeglüht: Wenn eine bestimmte Anzahl von Stahlspulen oder Metallen gleichzeitig geglüht wird
• Kontinuierlich geglüht: Wenn der Stahl kontinuierlich geglüht und wie eine Kette durchläuft

3. Temperwalzen, Ölen, Oberflächenbehandlung

Nach dem Glühen wird der Stahl gewalzt, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit und Festigkeit zu erreichen. Das Tempern dient im Wesentlichen dazu, die Sprödigkeit des Materials zu beseitigen. Anschließend wird der Stahl geölt, um Rostbildung während der Lagerung oder des Transports zu verhindern. Dadurch entsteht eine glatte, glänzende Oberfläche.

Tabelle 2 – Vollständiger Prozess des Kaltwalzens

Abb. 2 – Vollständiger Prozess der Kaltwalzstahlverarbeitung

So klassifizieren Sie kaltgewalzte Stahlsorten

Kaltgewalzter Stahl ist nicht gleich kaltgewalzt. Es gibt verschiedene Typen, die nach Güte, Festigkeit und Mikrostruktur klassifiziert werden. Im Folgenden sehen wir uns die verschiedenen Typen genauer an:

Nach Standards und Notensystemen

1- ASTM A1008 CS Typ B.

• Eigenschaften: Gute Formbarkeit, glatte Oberfläche, mittlere Festigkeit.
• Am besten geeignet für: Autoverkleidungen, Geräte und Möbel.

2- EN 10130 DC01

• Eigenschaften: Niedriger Kohlenstoffgehalt, hervorragende Oberflächenbeschaffenheit, gleichmäßige Dicke.
• Am besten geeignet für: Tiefziehteile wie Autotüren und Waschmaschinengehäuse.

3- JIS G3141 SPCC

• Eigenschaften: Gute Maßhaltigkeit und leichte Formgebung.
• Am besten geeignet für: Schaltschränke, Rohre und Behälter.

Nach Kraftstufen und mechanischen Bändern

1- Kommerzielles/mildes CRS (geringe Streckgrenze)

• Eigenschaften: Leicht biegbar, gute Oberfläche.
• Am besten geeignet für: Karosserieteile, Abdeckungen und allgemeine Fertigung.

2- HSLA-340 CRS

• Eigenschaften: Hohe Festigkeit, gute Schweißbarkeit.
• Am besten geeignet für: Autorahmen, Felgen.

3- HSLA-550 CRS

• Eigenschaften: Sehr robust und langlebig.
• Am besten geeignet für: Strukturelle und tragende Teile.

Nach metallurgischen Familien und Mikrostrukturen

1- IF (Interstitial-Free) Stahl

• Eigenschaften: Keine Kohlenstoff- oder Stickstoffatome, sehr weich und dehnbar.
• Am besten geeignet für: Tiefziehteile wie Autodächer.

2- BH (Bake-Hardening) Stahl

• Eigenschaften: Verfestigt sich nach dem Einbrennen der Farbe.
• Am besten geeignet für: Außenbleche von Autokarosserien.

3-DP (Dualphasen-)Stahl

• Eigenschaften: Mischung aus weichem Ferrit und hartem Martensit, stark und dennoch formbar.
• Am besten geeignet für: Crashfeste Autoteile.

Nach Temper und Glühzustand

1- Voll hart (CRFH)

• Eigenschaften: Maximale Festigkeit, begrenzte Formbarkeit.
• Am besten geeignet für: Flache Anwendungen, bei denen kein Biegen erforderlich ist.

2- Geglüht (Chargen-/Kontinuierlich geglüht)

• Eigenschaften: Weich, dehnbar, leicht formbar.
• Am besten geeignet für: Teile, die tiefgezogen oder geformt werden müssen.

Abb. 3 – Diagramm, das Stahl in verschiedenen Formen zeigt

Kaltgewalzter vs. warmgewalzter vs. verzinkter Stahl

Die Wahl der richtigen Stahlsorte – warmgewalzt, kaltgewalzt oder verzinkt – ist relativ schwierig. Um die richtige Wahl zu treffen, vergleichen wir einige Eigenschaften.

Weitere Informationen finden Sie in diesem Video: https://youtu.be/TxpW8anyu3U?si=haqQBE_fb0z9JPU4

Dimensionale Genauigkeit

Kaltgewalzter Stahl ist der Gewinner in Sachen Maßgenauigkeit. Er bietet höchste Maßgenauigkeit, da er bei Raumtemperatur auf Walzen gewalzt wird. Die Toleranz beträgt bis zu ±0.005 Zoll. Warmgewalzter Stahl hingegen schrumpft beim Abkühlen. Dadurch verändern sich seine Abmessungen um einige Punkte. Verzinkter Stahl bietet eine mittlere Toleranz, da er nur auf warm- oder kaltgewalzten Stahl beschichtet wird.

Oberflächenqualität

Kaltgewalzter Stahl bietet ebenfalls die hochwertigste Oberfläche. Er ist glatt und kann lackiert werden. Warmgewalzter Stahl weist eine Zunderschicht auf. Verzinkter Stahl hat eine Zinkbeschichtung, die vor Rost und Korrosion schützt.

Abb. 4 – Eine klare Darstellung der Oberflächenbeschaffenheit von kaltem, heißem und verzinktem Stahl

Preis vergleichen

Die Preise für Stahl variieren je nach Region und Zeitpunkt. Sie hängen von den Verfahren ab, die zur Verbesserung der Eigenschaften des Stahls durchgeführt werden. Warmgewalzte Stahlsorten sind beispielsweise am günstigsten, während verzinkte Stahlsorten aufgrund ihrer Zinkbeschichtung am teuersten sind. Der Preis variiert auch von Region zu Region und von Zeit zu Zeit.

Tabelle 3 – Durchschnittspreis für kaltgewalzten, warmgewalzten und verzinkten Stahl

Schweißen und Bearbeiten von kaltgewalztem Stahl

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die Arbeit mit kaltgewalztem Stahl. Beispielsweise erfahren Sie, welche Techniken zum Schweißen von kaltgewalztem Stahl verwendet werden können oder ob wir ihn biegen können.

Kann kaltgewalzter Stahl geschweißt werden?

Ja! Kaltgewalzter Stahl lässt sich problemlos schweißen. Die gängigsten Verfahren sind MIG- oder WIG-Schweißen. Allerdings gibt es auch Herausforderungen, wie z. B. die Veränderung der Materialeigenschaften im Schweißbereich durch extreme Hitze. Dies wird allgemein als Wärmeeinflusszone bezeichnet.

Verbiegt sich kaltgewalzter Stahl?

Ja, kaltgewalzter Stahl lässt sich leicht biegen, insbesondere in der geglühten Zone. Vollharter kaltgewalzter Stahl lässt sich jedoch nur schwer biegen, da er reißen kann.

Abb. 5 – Kaltgewalzte Stahlrollen, die gebogen oder gewalzt werden

Ist kaltgewalzter Stahl schwer zu bearbeiten?

Die Bearbeitung von kaltgewalztem Material ist im Allgemeinen einfach, aber wenn wir uns mit den Legierungen befassen, wird die Bearbeitung schwieriger. Insgesamt kann es jedoch je nach Bedarf bearbeitet werden.

Drehen von kaltgewalztem Stahl

Verwenden Sie scharfe Hartmetallwerkzeuge, um den kaltgewalzten Stahl zu drehen. Er wird beim Drehen sehr heiß. Verwenden Sie daher ein Kühlmittel oder drehen Sie mit mäßiger Geschwindigkeit.

Fräsen von kaltgewalztem Stahl

Führen Sie das Material beim Fräsen langsam zu, da dies zu besseren Ergebnissen führt. Dadurch erzielen Sie eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit, die vor allem bei Stahlanwendungen erforderlich ist.

Abb. 5 – Drehen und Fräsen von Stahl

Kundenspezifische Bearbeitung von kaltgewalztem Stahl

Kaltgewalzter Stahl kann je nach Bedarf bearbeitet werden. Werkstätten wie TUOFA CNC bieten die Präzisionsbearbeitung von Teilen für Automobile oder Haushaltsgeräte an.

Herstellungstipps für kaltgewalzten Stahl

Hier konzentrieren wir uns auf Tipps und Tricks zu den Herstellungsprozessen von kaltgewalztem Stahl, beispielsweise zur Gestaltung und Bearbeitung.

Design für die Fertigung (DFM) Tipps

• Vermeiden Sie scharfe Ecken, um Risse zu vermeiden.
• Konstruieren Sie Stahl so, dass er quer zur Materialmaserung verläuft und nicht parallel.
• Achten Sie darauf, enge Toleranzen einzuhalten, aber nur, wenn es unbedingt nötig ist.

Bearbeitungstipps für Anfänger

• Verwenden Sie scharfe Werkzeuge, da diese sich leichter durchschneiden lassen.
• Verwenden Sie die richtige Geschwindigkeit, damit die Späne nicht überall verstreut werden.
• Verwenden Sie Kühlmittel oder Schmiermittel, um die lebensmittelechte Oberflächenqualität des Stahls zu erhalten.

Vorteile und Grenzen von kaltgewalztem Stahl

Kaltgewalzter Stahl hat viele Vorteile, aber auch einige Nachteile. Lassen Sie uns einige Vor- und Nachteile besprechen.

Vorteile von kaltgewalztem Stahl

• Übermacht
• Hervorragende Oberflächenbeschaffenheit
• Enge Toleranzen
• Gute Konsistenz

Grenzen von kaltgewalztem Stahl

• Höhere Kosten
• Begrenzte Dicke
• Innerer Stress
• Nicht rostfrei

TUOFA CNC-Bearbeitung bietet hochwertige kundenspezifische Dienstleistungen

TUOFA CNC-Bearbeitung und Dienstleistungen können Ihnen bei den Projekten mit kaltgewalztem Stahl helfen. Sie verfügen über wirklich qualifiziertes und erfahrenes Personal. Sie können Ihre Ideen in Realitätsprojekte umsetzen.

Präzise und genaue Bearbeitung

TUOFA CNC verwendet hochpräzise CNC-Maschinen zum Schneiden Ihrer Kaltstahlteile. Diese bieten die höchstmögliche Genauigkeit für Stahlteile. Das bedeutet, dass jedes Ihrer Teile die genau erforderlichen Spezifikationen erfüllt.

Kundenspezifische Stahlbearbeitungsdienste

TUOFA CNC bietet kundenspezifische Dienstleistungen von kleinen Teilen wie Nägeln bis hin zu großen, komplexen Teilen. Wir helfen Ihnen auch dabei, die genauen kaltgewalzten Stahlsorten hinsichtlich Festigkeit, Struktur und Kosten zu finden.

Abb. 7 – CNC-Fräsdienste von TUOFA CNC Machining

Fazit

Kaltgewalzter Stahl ist bekannt für seine Festigkeit, Präzision und hohe Oberflächengüte. Er wird üblicherweise nach Güte, Festigkeit und Mikrostruktur klassifiziert. Daher ist die Wahl der richtigen Güte für den jeweiligen Anwendungszweck sehr wichtig und entscheidend. Er lässt sich schweißen, walzen und lackieren und ist somit in allen Bereichen der Automobil-, Stahl- und Luftfahrtindustrie einsetzbar. TUOFA CNC hilft Ihnen bei der Auswahl der richtigen Stahlsorte und kundenspezifischer Teile und setzt Ihr Traumteil in die Tat um.

CRS-FAQs

Rostet kaltgewalzter Stahl ohne Beschichtung?

Die einfache Antwort lautet: Ja. Kaltgewalzter Stahl rostet ohne Beschichtung. Staubpartikel aus der Umgebung verursachen Rost. Regenwasser und viele andere Faktoren tragen maßgeblich zur Rostbildung an kaltgewalzten Teilen bei. Daher ist eine Beschichtung mit Zink oder anderen Materialien ratsam.

Ist kaltgewalzter Stahl gut für Messer?

Es kann für einige Messer verwendet werden, ist aber keine gute Wahl, da es nach einiger Zeit rostet. In diesem Fall sollten Sie immer ein Messer aus Edelstahl bevorzugen.

Kann kaltgewalzter Stahl gehärtet werden?

Ja! Kaltgewalzter Stahl kann gehärtet werden. Wärmebehandlungsverfahren wie Abschrecken können die Härte der kaltgewalzten Teile erhöhen. Diese Verfahren werden häufig eingesetzt, wenn eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich ist.

Kann man kaltgewalzten Stahl lackieren?

Da dieser Stahl bereits eine gute Oberflächenbeschaffenheit hat, eignet sich das Lackieren sehr gut, da es sehr gut an der Oberfläche haftet.

Ist kaltgewalzter Stahl feuerfest?

Nein! Kaltgewalzter Stahl ist nicht feuerfest. Bei höheren Temperaturen von 500 °C bis 600 °C verliert er seine Festigkeit.