Welke materialen zijn geschikt voor draadwalsen bij grote diameters?

Bij draadwalsen van grote diameters krijgt u te maken met andere technische uitdagingen dan bij kleinere bevestigingsonderdelen. Naarmate de diameter toeneemt, moet tijdens het walsproces meer materiaal worden vervormd. Daarvoor zijn grotere krachten nodig en worden de eigenschappen van het gekozen materiaal steeds belangrijker. Niet iedere materiaalsoort of materiaaltoestand laat zich daarom zonder meer tot een schroefdraad met een grote diameter walsen. Welke materialen zijn geschikt voor draadwalsen bij grote diameters en welke eigenschappen bepalen dan de mogelijkheden? U leest het in ons blog.

Waarom vraagt draadwalsen bij grote diameters extra aandacht?

Bij draadwalsen wordt schroefdraad gevormd door het materiaal onder hoge druk plastisch te vervormen. Er wordt dus geen materiaal weggesneden. Bij een grotere diameter neemt de hoeveelheid materiaal die tijdens het proces moet worden verplaatst toe. De draadwalsmachine moet voldoende kracht kunnen leveren om het materiaal gecontroleerd in het gewenste profiel te vormen.

Daarbij draait het niet alleen om machinecapaciteit. Ook de combinatie van diameter, spoed, draadprofiel en materiaal bepaalt hoeveel kracht nodig is. Een grote diameter in een relatief goed vervormbare staalsoort kan bijvoorbeeld beter te verwerken zijn dan een kleinere diameter in een zeer hard of sterk materiaal. De maximale diameter zegt op zichzelf dus niet genoeg over de maakbaarheid.

Welke materiaaleigenschappen zijn belangrijk?

Voor draadwalsen moet een materiaal voldoende plastisch te vervormen zijn zonder te scheuren of andere beschadigingen op te lopen. De ductiliteit is daarom een belangrijke eigenschap. Daarnaast spelen onder andere de hardheid, treksterkte en vloeigrens een rol. Hoe meer weerstand het materiaal tegen vervorming biedt, hoe groter de krachten zijn die tijdens het draadwalsen moeten worden uitgeoefend.

Bij grote diameters wordt dit extra relevant. Een hoge materiaalsterkte kan noodzakelijk zijn voor de toepassing, maar maakt het walsproces tegelijkertijd zwaarder. De materiaaltoestand moet daarom eveneens worden meegenomen. Een warmtebehandeling kan dezelfde legering aanzienlijk harder of minder vervormbaar maken. Het is hierdoor belangrijk om niet alleen de materiaalnaam, maar ook de exacte materiaalconditie te kennen.

Draadwalsen van staal bij grote diameters

Verschillende staalsoorten lenen zich goed voor draadwalsen en worden veel gebruikt voor industriële bevestigingsonderdelen die dagelijks veel te verduren hebben door de intensiviteit. Vooral staalsoorten met voldoende vervormbaarheid kunnen geschikt zijn voor het produceren van grotere schroefdraden. Welke diameter haalbaar is, hangt vervolgens af van onder andere de specifieke staalsoort, materiaaltoestand, gewenste draad en beschikbare machinecapaciteit.

Bij gelegeerd staal moet extra worden gekeken naar de mechanische eigenschappen. Legeringselementen en warmtebehandelingen kunnen worden gebruikt om een hogere sterkte of andere gewenste eigenschappen te bereiken. Dat is voor zwaarbelaste toepassingen vaak noodzakelijk, maar heeft tegelijkertijd invloed op de vervormbaarheid. Bij specials moet daarom altijd worden beoordeeld of de gewenste materiaalkwaliteit in de betreffende toestand geschikt is voor het walsproces.

Is RVS geschikt voor grote diameters?

Ook verschillende soorten roestvast staal kunnen worden voorzien van gewalste schroefdraad. RVS wordt onder andere gekozen wanneer corrosiebestendigheid belangrijk is. Een belangrijk aandachtspunt is dat bepaalde RVS-soorten tijdens koude vervorming sterk kunnen koudverstevigen. Terwijl het materiaal wordt gewalst, neemt de plaatselijke hardheid toe en kan er steeds meer kracht nodig zijn om verdere vervorming te realiseren.

Bij grote diameters kan dit effect zwaarder meewegen omdat er al aanzienlijke krachten nodig zijn om het draadprofiel te vormen. Dat betekent niet dat RVS bij grote diameters ongeschikt is voor draadwalsen. Wel moeten materiaalsoort, uitgangshardheid, diameter en gewenste geometrie vooraf goed worden beoordeeld. De juiste procesinstellingen en geschikte walsgereedschappen zijn vervolgens bepalend voor een stabiele productie.

Hoe zit het met speciale legeringen?

In sectoren zoals energie, apparatenbouw en andere veeleisende industriële toepassingen worden regelmatig speciale legeringen gebruikt. Deze materialen kunnen nodig zijn vanwege hoge mechanische belastingen, extreme temperaturen of corrosieve omstandigheden. Denk bijvoorbeeld aan nikkellegeringen en andere hooggelegeerde materialen. Hun specifieke eigenschappen kunnen het draadwalsen echter complexer maken. Sommige legeringen hebben een hoge sterkte of harden sterk uit tijdens vervorming. Daardoor kunnen de benodigde walskrachten en de belasting van het gereedschap toenemen.

Grote diameters en specials laten draadwalsen?

Werkt u met grote diameters, dan is het verstandig om de maakbaarheid vroeg in het traject te bespreken. Zeker bij een special of kleine serie kan voorafgaand technisch overleg voorkomen dat materiaal wordt ingekocht dat in de gewenste toestand lastig te verwerken is. Tegelijkertijd kunnen eventuele alternatieven worden bekeken zonder dat daarbij de functionele eisen van het onderdeel uit het oog worden verloren. Hetraco is gespecialiseerd in specials en kleine series en beschikt via ons eigen machinepark bij de Dutch Bolting Company over mogelijkheden voor schroefdraadwalsen.