Festwalzen

Das Festwalzen ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen, das bei allen metallischen Bauteilen eingesetzt werden kann.  Es führt zu einer Erhöhung der Festigkeit dynamisch beanspruchter Bauteile, zu einer Härtezunahme auf der bearbeiteten Oberfläche und als Nebeneffekt zu einer Glättung der Oberfläche.

Grundsätzlich sind die Fertigungsverfahren Glattwalzen und Festwalzen identisch, häufig werden sogar identische Werkzeuge eingesetzt.  Der Erfolg der Festwalzbearbeitung wird jedoch nicht durch die Messung der Rautiefe ermittelt, sondern durch aufwändigere Verfahren zur Ermittlung der Verfestigung, Druckeigenspannung und Eindringtiefe.  Diese Verfahren sind i. d. R. zerstörungsbehaftet, teuer oder zeitaufwändig, eignen sich also selten für eine 100-%-Prüfung während der Fertigung.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied beider Verfahren ist die eingesetzte Walzkraft und die verwendeten Prozessparameter.  Während beim Glattwalzen nur eine spezifische Walzkraft leicht oberhalb der Zugfestigkeit eingesetzt werden muss, liegt die Kraft beim Festwalzen deutlich darüber.  Dies hat Auswirkungen auf die Anforderungen an die Bearbeitungsmaschine.  Weiterhin sind die verwendeten Umfangsgeschwindigkeiten und Vorschübe auf die Verfestigung ausgelegt.  Dies führt zumeist zu geringeren Umfangsgeschwindigkeiten, jedoch z. T. auch zu erhöhten Vorschüben.

Das Verfahren des Festwalzens bedeutet unter anderem eine enorme Steigerung der Lebensdauer.  Das Diagramm zeigt eindrucksvoll die Dauerfestigkeitssteigerung von 42CrMo4 durch Festwalzen im Vergleich zur gedrehten Bearbeitung (Quelle: D. Wierzchowski, A. Ostertag and L. Wagner: Fatigue Performance of the Mechanically Surface Treated Steels 42CrMo4 and 54SiCr6: Shot Peening vs. Roller-burnishing, Shot Peening, (L. Wagner, ed.) WILEY-VCH-Verlag, Weinheim (2003) 468).