mainokset:
tässä kirjoituksessa käsitellään: – 1. Kylmätyön merkitys 2. Kylmätyön vaikutukset 3. Rajoitus.
Kylmätyöskentelyn merkitys:
metallin sanotaan olevan kylmätyöstettyä, jos se käsitellään mekaanisesti alle metallin uudelleenkiteytymislämpötilan. Suurin osa kylmätyöprosesseista tehdään huoneenlämmössä. Kuumatyöskentely johtaa yleensä jyvien rakenteen hienosäätöön, kun taas kylmätyöskentely vain vääristää jyviä eikä juurikaan vähennä niiden kokoa.
koska lämmitetyn materiaalin käsittelyä ja liotuskuoppien ja uunien käyttöä vältetään kylmätyössä, tuloksena on nopeampi tuotanto. Kylmätyössä metallien muodonmuutos syntyy tasojen liukumisprosessista. Myös kylmätyöskentelyyn tarvittava voima on suurempi kuin metallien kuumatyöskentelyyn tarvittava voima, koska kylmätyöskentelyssä metallit eivät deformoidu pysyvästi, kunnes kimmoraja ylittyy.
mainokset:
koska jyvien uudelleenkiteyttämistä ei ole, vääristyneiden jyvien talteenotto ei tapahdu ja myöhemmällä kylmätyöskentelyllä koetaan yhä suurempi vastustuskyky muodonmuutoksen vaikutukselle. Tämä lisää metallin lujuutta ja kovuutta, mikä mahdollistaa tavallisen hiiliteräksen käytön kalliiden seosterästen sijasta. Tämä kovettumismenetelmä tunnetaan työn kovettumisena tai kannan kovettumisena.
tiettyjen metallien osalta, jotka eivät reagoi lämpökäsittelyyn, tämä on ainoa käytettävissä oleva menetelmä materiaalin lujittamiseksi, kun taas muissa metalleissa työstäminen on mahdollista vasta hehkutuksen jälkeen kovuuden ja jäännösjännitysten poistamiseksi, koska muutoin metallin työstämiseen edelleen tarvittaisiin valtava voima. Kylmätaonta säästää materiaalikustannuksissa huomattavasti, koska kaikki materiaali hyödynnetään valmiissa komponentissa. Swarf: ää ei valmisteta kuten metallileikkauksessa.
Kylmätyöskentely tuottaa parannetun pintakäsittelyn, skaalattoman ja kirkkaan pinnan sekä tarkemmat mittatoleranssit. Kylmätyöprosesseja käytetään yleensä lopputuotteiden valmistuksessa, koska ne ovat taloudellisesti haluttuja muotoja. Sitä käytetään myös tuottamaan jäännösjännitystä tiettyihin metalleihin paremman väsymisiän saavuttamiseksi, esim. ampumalla lehtijousien kohdalla.
suuri osa kuumavalssatusta teräksestä kylmävalssataan myöhemmin nauhaksi tai levyksi, josta valmistetaan lukuisia puristettuja osia. Kuumavalssatusta teräksestä valmistettu asteikko poistetaan upottamalla se laimeaan rikkihappoon (peittaukseen).
mainokset:
suurin osa (90-95%) metallin muodonmuutoksen mekaanisesta työstä muuttuu lämmöksi ja se johtaa lämpötilan nousuun. Lämpötilan nousu voisi olla noin 75°C alumiinille, 280°C teräkselle ja 570°C titaanille. Se voidaan määrittää jakamalla plastisen muodonmuutoksen työ tilavuusyksikköä kohti työkappaleen tiheyden ja ominaislämmön tuotteella ja lämmön mekaanisella ekvivalentilla (J).
Kylmätyöskentelyn vaikutukset:
kylmätyöskentelyn vaikutukset metalleihin on esitetty alla:
(i) raerakenne on vääristynyt ja työstövastus kasvaa hilavääristymän vuoksi.
(ii) jäljelle jäävään metalliin muodostuu jäännösjännityksiä, ellei niitä poisteta myöhemmällä lämpökäsittelyllä. Kun uudelleenlämmitys tehdään alle kiteytymislämpötilan, jäännösjännitykset poistuvat ilman, että raerakenteen fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat merkittävästi. Lisäkuumennus uudelleenkiteytettävään alueeseen poistaa kylmätyöskentelyn vaikutuksen ja palauttaa metallin alkuperäiseen tilaansa.
mainokset:
(iii) Kylmätyö johtaa sitkeyden menetykseen ja metallin lujuuden ja kovuuden lisääntymiseen.
(iv) pinnan viimeistely paranee ja toleranssit pysyvät tiiviinä.
(v) teräksen Uudelleenkiteytymislämpötilaa nostetaan.
Kylmätyön rajoitukset:
(i) vain pienikokoiset osat voidaan helposti kylmätyöstää, koska suuriin osiin tarvitaan suurempia voimia. Poikkileikkauksia, joiden halkaisija on yli 25 mm, voidaan harvoin valssata. Suurten muodonmuutosvoimien vuoksi tarvitaan raskasta ja kallista pääomakalustoa.
mainokset:
(ii) raerakenne ei ole puhdistettu ja jäännösjännityksillä on haitallisia vaikutuksia tiettyihin metallien ominaisuuksiin.
(iii) monia metalleja, joilla on vähemmän sitkeyttä, esim.hiiliterästä ja tiettyjä seosteräksiä, ei voida kylmätyöstää huoneenlämmössä. Sen vuoksi se rajoittuu sitkeämetalleihin, eikä tuotettujen muotojen kirjo ole niin laaja kuin koneistuksella saadaan.
(iv) työkalukustannukset ovat korkeat, ja siksi niitä käytetään, kun tarvitaan suuria määriä samanlaisia komponentteja.
alla on esitetty metallit, jotka voidaan sopivasti kylmämuokata levyinä tai muussa muodossa:
mainokset:
(I) vähähiilinen teräs.
(ii) kupari ja sen seokset, mukaan lukien messinki ja pronssi.
(iii) alumiinipronssi, jossa alumiinia on alle 7%.
(iv) Nikkelikrassit.
(v) Monel metalli.
(vi) Ruostumaton teräs.
(vii) Duralumiini ja useita muita alumiiniseoksia.
kitkan vaikutus:
(a) kitka lisää työkuormaa ja siten materiaalin muotoiluun ja muotoiluun tarvitaan enemmän voimaa ja energiaa.
(B) se aiheuttaa stanssien, telojen ja muiden työvälineiden nopean kulumisen.
(C) se johtaa metallin muodonmuutoskuvion muuttumiseen, koska muotoutuvan voiman päälle asetettu kitkavoima muuttaa pääjännityssuunnan suuntaa, joka on ratkaiseva tekijä niiden atomitasojen suunnan määrittämisessä, joita pitkin luisu tapahtuu.
(d) koska kitkavoima esiintyy vain pinnassa eikä koko metallin paksuudessa, se aiheuttaa mikroskooppisen epähomogeenisuutta, joka johtaa pinnan mikrohalkeamiin ja heikompiin tuotteisiin, joiden väsymislujuus on pienempi.
(e) se johtaa huonoon pintakäsittelyyn ja reunojen kertymiseen.