Čo je to práca za studena alebo kalenie na prácu?

Vo väčšine prípadov je kov odlievaný alebo kovaný do požadovaného tvaru potom, čo bol vyrobený pomocou kúrenia teplom. Za studena sa považuje proces spevňovania kovu zmenou jeho tvaru bez použitia tepla. Vystavenie kovu tomuto mechanickému namáhaniu spôsobuje trvalú zmenu jeho kryštalickej štruktúry, čo spôsobuje zvýšenie pevnosti.

Kov je valcovaný medzi dvoma valcami alebo pretiahnutý (tlačený alebo ťahaný) menšie otvory. Keď je kov stlačený, veľkosť zrna sa môže zmenšiť, čím sa zvyšuje pevnosť (v rámci tolerancií veľkosti zrna). Kov sa môže tiež strihať, aby sa vytvaroval do požadovaného tvaru.

Tento proces získa svoje meno, pretože sa uskutočňuje pri teplotách pod bodom rekryštalizácie kovu. Na ovplyvnenie zmeny sa namiesto tepla používa mechanické namáhanie. Najbežnejšie aplikácie pre tento proces sú oceľ, hliníka meď.

Ak sú tieto kovy spracované za studena, trvalé chyby menia ich kryštalické zloženie. Tieto defekty znižujú schopnosť kryštálov pohybovať sa v kovovej štruktúre a kov sa stáva odolnejším voči ďalšej deformácii.

Výsledný kovový produkt má zlepšenú pevnosť v ťahu a tvrdosť, ale menšiu ťažnosť (schopnosť meniť tvar bez straty pevnosti alebo zlomenia). Valcovanie za studena a ťahanie ocele za studena tiež zlepšuje povrchovú úpravu.

Hlavné metódy spracovania za studena sa dajú klasifikovať ako stláčanie alebo valcovanie, ohýbanie, strihanie a ťahanie. V nasledujúcej tabuľke je uvedený prehľad rôznych metód spracovania kovov za studena.

Ako sa výrobcovia s toľkými možnosťami tvrdenia práce rozhodujú, ktoré použiť? Závisí to od použitia kovu. Tri z najbežnejších typov kalenia sú valcovanie za studena, ohýbanie a ťahanie.

Valcovanie za studena je najbežnejšou metódou kalenia. To znamená, že kov prechádza cez dvojice valčekov, aby sa zmenšila jeho hrúbka alebo aby sa dosiahla rovnomerná hrúbka. Pri pohybe valcami a ich stlačení sa kovové zrná zdeformujú. Medzi príklady výrobkov valcovaných za studena patria oceľové plechy, pásy, tyče a prúty.

Ohýbanie plechov je ďalší spôsob spracovania za studena, ktorý spočíva v deformácii kovu nad pracovnou osou, čím sa vytvorí zmena geometrie kovu. Pri tomto spôsobe sa tvar mení, ale objem kovu zostáva konštantný.

Príkladom tohto ohýbacieho procesu je jednoducho ohýbanie oceľových alebo hliníkových častí na dosiahnutie požadovaného zakrivenia. Napríklad veľa automobilových dielov musí byť ohnutých, aby sa prispôsobili výrobným rozmerom.

Výkres v podstate zahŕňa ťahanie kovu cez malú dierku alebo matricu. To zmenšuje priemer kovovej tyče alebo drôtu, zatiaľ čo zväčšuje dĺžku produktu. Surový kov sa tlačí do formy pomocou kompresnej sily, aby sa zabezpečilo, že pri zmene tvaru kovu dôjde k rekryštalizácii. Výrobky vyrobené týmto spôsobom zahŕňajú oceľové tyče a hliníkové tyče.