Vad är kallbearbetning eller arbetshårdning?

I de flesta fall gjuts eller smides metall till den önskade formen efter att den gjorts formbar genom applicering av värme. Kallbearbetning avser processen att stärka metall genom att ändra form utan användning av värme. Att utsätta metallen för denna mekaniska spänning orsakar en permanent förändring av metallens kristallstruktur, vilket orsakar en ökning av styrkan.

Metall rullas mellan två rullar, eller dras genom (skjuts eller dras) mindre hål. När metallen komprimeras kan kornstorleken reduceras, vilket ökar hållfastheten (inom kornstorlektoleranser). Metall kan också klippas så att den formas till önskad form.

Processen får sitt namn eftersom den genomförs vid temperaturer under metallens omkristallisationspunkt. Mekanisk spänning används istället för värme för att påverka förändringar. De vanligaste applikationerna för denna process är stål, aluminium, och koppar.

När dessa metaller är kallbearbetade, ändrar permanenta defekter deras kristallina smink. Dessa defekter minskar kristallernas förmåga att röra sig inom metallstrukturen och metallen blir mer motståndskraftig mot ytterligare deformation.

Den resulterande metallprodukten har förbättrad draghållfasthet och hårdhet, men mindre duktilitet (förmågan att ändra form utan att förlora styrka eller bryta). Kallvalsning och kalldragning av stål förbättrar också ytfinishen.

De viktigaste kallbearbetningsmetoderna kan klassificeras som pressning eller rullning, böjning, klippning och ritning. Se tabellen nedan för en sammanfattning av de olika metoderna för kallbearbetningsmetall.

Med så många alternativ för att härda, hur bestämmer tillverkare vilka de ska använda? Det beror på användningen till vilken metallen kommer att placeras. Tre av de vanligaste typerna av härdning är kallvalsning, böjning och ritning.

Kallvalsning är den vanligaste metoden för att härda. Detta innebär att metallen passerar genom valspar för att minska dess tjocklek eller för att göra tjockleken enhetlig. När den rör sig genom rullarna och komprimeras deformeras metallkornen. Exempel på kallvalsade produkter inkluderar stålplåtar, remsor, stänger och stänger.

Böjning av plåt är en annan process för kallbearbetning, som involverar deformering av metall över en arbetsaxel, vilket därigenom skapar en förändring i metallens geometri. I denna metod förändras formen, men metallens volym förblir konstant.

Ett exempel på denna bockningsprocess är helt enkelt böjning av stål- eller aluminiumdelar för att möta den önskade krökningen. Många bildelar måste till exempel böjas för att passa tillverkningsdimensioner.

Ritning innebär i huvudsak att dra metallen genom ett litet hål eller matris. Detta minskar diametern på en metallstav eller tråd samtidigt som produktens längd ökar. Den råa metallen skjuts in i formen via kompressionskraft för att säkerställa att omkristallisation sker när metallen ändrar form. Produkter som tillverkas via denna process inkluderar stålstänger och aluminiumstänger.