Oberflächenfeinwalzen, auch als "Rollieren" oder "Rollglätten" bezeichnet, ist ein mechanisches Verfahren zur Veredelung von metallischen Oberflächen. Ziel des Oberflächenfeinwalzens ist es, die Oberflächenrauheit zu reduzieren, die Oberflächenstruktur zu verbessern und mechanische Eigenschaften wie Härte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

Funktionsweise des Oberflächenfeinwalzens

1. Werkzeug und Ausrüstung:

• Rollwerkzeuge: Speziell geformte Rollen oder Walzen aus gehärtetem Stahl, Keramik oder anderen verschleißfesten Materialien.
• Maschinen: Feinwalzmaschinen oder modifizierte Dreh- oder Fräsmaschinen, die mit Rollwerkzeugen ausgestattet sind.

2. Prozessablauf:

• Einspannung des Werkstücks: Das zu bearbeitende Werkstück wird in die Maschine eingespannt und in der Regel gedreht.
• Anwendung der Rollwerkzeuge: Die Rollwerkzeuge werden auf die rotierende Werkstückoberfläche aufgebracht und üben einen definierten Druck aus. Dieser Druck führt zu einer plastischen Verformung der obersten Metallschichten.
• Kaltverfestigung: Durch den Druck der Rollwerkzeuge wird die Oberflächenrauheit verringert, indem die Spitzen der Rauheitsspitzen in die Vertiefungen gedrückt werden. Dies führt zu einer glatteren Oberfläche. Gleichzeitig bewirkt die plastische Verformung eine Kaltverfestigung der Oberfläche, was die Härte und Verschleißfestigkeit erhöht.

3. Parametersteuerung:

• Druck: Der auf die Oberfläche ausgeübte Druck ist ein entscheidender Parameter und muss präzise gesteuert werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
• Geschwindigkeit: Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks und die Vorschubgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge beeinflussen ebenfalls die Qualität der Oberfläche.
• Anzahl der Durchgänge: Mehrere Durchgänge mit den Rollwerkzeugen können erforderlich sein, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen.

Vorteile des Oberflächenfeinwalzens

• Reduktion der Oberflächenrauheit: Erreicht sehr glatte Oberflächen mit niedrigen Rauheitswerten (z.B. Rz-Werte von 1 bis 2 µm).
• Erhöhung der Oberflächenhärte: Durch Kaltverfestigung wird die Härte der Oberfläche signifikant erhöht.
• Verbesserte Verschleißfestigkeit: Erhöhte Härte und glatte Oberfläche führen zu einer besseren Verschleißfestigkeit.
• Verbesserte Ermüdungsfestigkeit: Die Druckeigenspannungen, die durch das Feinwalzen in der Oberfläche entstehen, erhöhen die Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks.
• Kosten- und Zeitersparnis: Oft schneller und kostengünstiger als alternative Verfahren wie Schleifen oder Polieren.

Anwendungsbereiche des Oberflächenfeinwalzens

Oberflächenfeinwalzen wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, darunter:

• Automobilindustrie: Bearbeitung von Kurbelwellen, Nockenwellen und anderen Motorkomponenten.
• Luft- und Raumfahrt: Verbesserung der Oberflächen von Turbinenschaufeln und anderen kritischen Bauteilen.
• Maschinenbau: Bearbeitung von Wellen, Lagern und anderen mechanischen Bauteilen.
• Medizintechnik: Veredelung von chirurgischen Instrumenten und Implantaten.