5.7.1 Valsar
Valsar hålls på plats av lager. Utanför valsbanan finns därför så kallade valstappar med mindre diameter än valsbanan. Rotationsrörelsen överförs till valsen via ena valstappen. Ofta är valstappen den mest påkända delen av valsen. När djupa spår svarvas kan valsen bli mest påkänd i spårbotten. Av tapparna och centrum på valsen krävs stor hållfasthet och seghet. Kraven på ytan är stor hårdhet och förmåga att klara temperaturväxlingar.
Valsar kan framställas genom gjutning eller smide. Vid valsning av långa produkter används valsar framställda genom gjutning. Valsmaterial kan vara stål (< 2,5 % kol) eller gjutjärn (> 2,5 % kol). Om gjutjärnet innehåller grafit kallas det grått. Om kolet binds som karbider kallas gjutjärnet vitt. Det förekommer även hårdmetallvalsar, som är framställda pulvermetallurgiskt. Valsar av hårdmetall används till exempel i trådblock och för slutspår vid valsning av armeringsjärn. Det vanligaste valsmaterialet vid valsning av långa produkter är segjärn, det vill säga ett grått gjutjärn som innehåller grafit i form av runda kulor. I förpar och början av valssträckan har man relativt sett mjuka segjärn. Längre ner i valssträckan används segjärn med högre hårdheter.
Gjutstål används för grova profiler, räls och i universalverk. En skillnad mellan segjärn och gjutstål är att hårdheten minskar i segjärnet, när man kommer längre in i valsen. När man svarvar djupa spår i valsen, kan man inte utnyttja den hårdare ytan i segjärnet. Dessutom kan gjutstålet ta upp större krafter i valstappar och i spårbottnar än segjärnet.
Vid varmvalsning kommer valsen i kontakt med hetan, vilket medför att valsen värms upp. Ytan på valsen värms i kontakt med hetan mycket snabbt till en temperatur, som beror på glödskalets tjocklek och hetans temperatur. Normalt når valsytan 200–400 °C. Därefter sprider sig värmet in i valsen genom värmeledning.
Tiden för hur länge valsen är i kontakt med hetan avgör hur långt värmet tränger in i valsen. Kontakttiden beror dels av hastigheten, dels av kontaktlängden, som avgörs av reduktionen. Valsar som är i kontakt med hetan länge på grund av stora reduktioner och långsam valsningshastighet tar upp mer värme. De behöver därför kylas mer än valsar med kort kontakttid.
För att undvika att värmen sprids inåt i valsen bör kylningen påbörjas så snabbt som möjligt efter det att valsen släppt kontakten med hetan. Detta är särskilt viktigt vid hårdmetallvalsar. Vid uppvärmningen kommer valsmaterialet att utvidgas och vid avkylning att dras samman.
Upprepade sådana sammandragningar leder till att valsmaterialet får mikrosprickor. Dessa syns inte för ögat, men sprickorna kan göra att små partiklar faller ur valsens yta. Sprickornas storlek ökar med antalet temperaturväxlingar, och med tiden blir de synliga. Om kontakttiden mellan valsen och hetan är lång växer sprickorna snabbt.
Valsen utsätts dessutom för mekanisk nötning. På hetan finns alltid oxider. Den hårdaste av dessa är hematit. I valsspalten förlängs hetan. Detta medför att hetan på ingångssidan rör sig långsammare än valsen, eftersläpning. På utgångssidan rör sig hetan snabbare än valsen, försprång. (Det område där heta och vals rör sig lika fort kallas neutralplan.)
Rörelsen mellan heta och vals gör att oxiderna slipar av material från valsen. När man valsar med spårade valsar, kommer spårbotten att röra sig långsammare än de delar av valsen som ligger längre från centrum. Detta ger ytterligare rörelse mellan hetan och valsen.
