annoncer:
i denne artikel vil vi diskutere om: – 1. Betydning af koldt arbejde 2. Virkninger af koldbearbejdning 3. Begrænsning.
Betydning af koldbearbejdning:
Metal siges at være koldbearbejdet, hvis det mekanisk behandles under metalets omkrystallisationstemperatur. De fleste kolde arbejdsprocesser udføres ved stuetemperatur. Varmbearbejdning resulterer normalt i forfining af kornstrukturen, mens koldbearbejdning blot fordrejer kornene og gør lidt for at reducere dens størrelse.
da håndtering af opvarmet materiale og brug af blødgøringsgrave og ovne undgås ved koldbearbejdning, resulterer det i hurtigere produktion. Ved koldbearbejdning er deformationen af metaller forårsaget af processen med glidning af fly. Den kraft, der kræves til koldbearbejdning, er også større end den kraft, der kræves til varmbearbejdning af metaller, fordi metallerne ved koldbearbejdning ikke deformeres permanent, før den elastiske grænse overskrides.
annoncer:
da der ikke er nogen omkrystallisation af korn, finder genopretningen af forvrængede korn ikke sted, og ved efterfølgende koldbearbejdning opleves større og større modstand mod deformationsvirkningen. Dette resulterer i den øgede styrke og hårdhed af metal, hvilket tillader anvendelse af almindeligt kulstofstål i stedet for dyre legeret stål. Denne metode til hærdning er kendt som arbejdshærdning eller belastningshærdning.
for visse metaller, der ikke reagerer på varmebehandling, er dette den eneste tilgængelige metode til styrkelse af materialet, mens det i andre metaller kun er muligt at arbejde yderligere, efter at det er udglødet for at fjerne hårdhed og restspændinger, da der ellers ville være behov for enorm kraft for at arbejde metallet yderligere. Kold smedning resulterer i betydelige besparelser i materialeomkostninger, fordi alt materialet udnyttes i den færdige komponent. Der er ingen produktion af spåner som ved metalskæring.
koldbearbejdning giver en forbedret overfladefinish, skalafri og lys overflade og tættere dimensionstolerancer. Kolde arbejdsprocesser bruges generelt til fremstilling af slutanvendelsesprodukter på grund af deres økonomi til at producere de ønskede former. Det bruges også til at producere restspænding i visse metaller for at have forbedret træthedslevetid, f.eks.
en stor del af varmtvalset stål koldvalses efterfølgende i strimler eller plader, hvorfra der fremstilles et væld af pressede dele. Vægten fra varmtvalset stål fjernes ved at nedsænke den i fortyndet svovlsyre (bejdsning).
annoncer:
størstedelen (90-95%) af det mekaniske arbejde med deformation i metalformning omdannes til varme, og det resulterer i temperaturstigning. Temperaturstigningen kan være af størrelsesordenen 75 liter C for aluminium, 280 liter C for stål og 570 liter C for titanium. Det kan bestemmes ved at dividere arbejdet med plastisk deformation pr.volumenenhed med produktet af densitet og specifik varme af arbejdsemnet og den mekaniske ækvivalent af varme (J).
virkninger af koldbearbejdning:
virkningerne af koldbearbejdning på metaller er opsummeret nedenfor:
(i) kornstrukturen er forvrænget, og modstanden mod arbejde fortsætter med at stige på grund af gitterforvrængningen.
(ii) Restspændinger opstilles i det metal, der er tilbage, medmindre de fjernes ved efterfølgende varmebehandling. Når genopvarmning sker under krystallisationstemperaturen, fjernes restspændingerne uden mærkbar ændring i kornstrukturens fysiske egenskaber. Yderligere opvarmning i omkrystalliseringsområdet eliminerer effekten af koldbearbejdning og gendanner metallet til dets oprindelige tilstand.
annoncer:
(iii) koldbearbejdning resulterer i tab af duktilitet og forøgelse af styrke og hårdhed af metal.
(iv) overfladefinish forbedres, og tætte tolerancer kan opretholdes.
(v) Genkrystallisationstemperaturen for stål hæves.
begrænsninger af koldbearbejdning:
(i) kun små komponenter kan let koldbearbejdes, da der kræves større kræfter til store sektioner. Sektioner med en diameter på mere end 25 mm kan sjældent rulles. På grund af store deformerende kræfter kræves tungt og dyrt kapitaludstyr.
annoncer:
(ii) kornstrukturen er ikke raffineret, og restspændinger har skadelige virkninger på visse egenskaber af metaller.
(iii) mange af de metaller, der har mindre duktilitet, f.eks. kulstofstål og visse legerede stål kan ikke koldbearbejdes ved stuetemperatur. Det er derfor begrænset til duktile metaller, og rækkevidden af producerede former er ikke så bred, som det kan opnås ved bearbejdning.
(iv) værktøjsomkostningerne er høje, og som sådan bruges de, når der kræves store mængder lignende komponenter.
metaller, der kan være passende koldbearbejdet i form af plader eller andre former, er angivet nedenfor:
annoncer:
(i) blødt stål med lavt kulstofindhold.
(II) kobber og dets legeringer, herunder messing og bronse.
(iii) aluminiumbrons med aluminium på under 7%.
(iv) Nikkelbrasser.
(v) Monel metal.
(vi) rustfrit stål.
(vii) Duralumin og flere andre aluminiumlegeringer.
effekt af friktion:
(a) friktion øger arbejdsbyrden, og der kræves således mere kraft og energi til formning og formning af materiale.
(b) det forårsager hurtig slitage af matricer, ruller og andre arbejdsredskaber.
(c) det resulterer i modifikation af metalets deformationsmønster, fordi friktionskraften, der er overlejret på deformeringskraft, ændrer retningen af hovedspændingsretningen, som er den afgørende faktor for bestemmelse af orienteringen af de atomplaner, langs hvilke glidningen forekommer.
(d) da friktionskraft kun forekommer på overfladen og ikke i hele tykkelsen af metal, introducerer den mikroskopisk inhomogenitet, hvilket resulterer i mikrorevner på overfladen og svagere produkter med lavere udmattelsesstyrke.
(e) det resulterer i dårlig overfladefinish og opbygge kanter.