reclame:
In dit artikel zullen we bespreken over: – 1. Betekenis van het koude werken 2. Effecten van koude werken 3. Beperking.
Betekenis van koude bewerking:
metaal wordt geacht koud te zijn bewerkt indien het mechanisch wordt bewerkt onder de herkristallisatietemperatuur van het metaal. De meeste koude werkprocessen worden uitgevoerd bij kamertemperatuur. Warm werken resulteert meestal in de verfijning van de korrelstructuur, terwijl koud werken alleen verstoort de korrels en doet weinig in de richting van het verminderen van de grootte.
omdat het hanteren van verwarmd materiaal en het gebruik van inweekputten en Ovens bij koude werkzaamheden worden vermeden, leidt dit tot een snellere productie. In koude werken wordt de vervorming van metalen veroorzaakt door het proces van slip van vliegtuigen. Ook de kracht die nodig is voor koude bewerking is groter dan de kracht die nodig is voor warme bewerking van metalen, omdat bij koude bewerking de metalen niet permanent vervormd worden tot de elastische grens wordt overschreden.
reclame:
aangezien er geen herkristallisatie van korrels plaatsvindt, vindt het herstel van vervormde korrels niet plaats en bij daaropvolgende koude bewerking wordt een steeds grotere weerstand tegen de werking van vervorming ervaren. Dit resulteert in de verhoogde sterkte en hardheid van metaal, waardoor het gebruik van gewoon koolstofstaal in plaats van dure gelegeerd staal. Deze methode van verharding staat bekend als werk verharding of spanning verharding.
voor bepaalde metalen die niet reageren op warmtebehandeling is dit de enige beschikbare methode voor het versterken van het materiaal, terwijl in andere metalen verdere bewerking alleen mogelijk is nadat het is gegloeid om de hardheid en de restspanningen te verwijderen, omdat anders enorme kracht nodig zou zijn om het metaal verder te bewerken. Koud smeden resulteert in aanzienlijke besparingen in materiaalkosten omdat al het materiaal wordt gebruikt in de afgewerkte component. Er wordt geen spaan gemaakt zoals bij het snijden van metaal.
koud bewerken zorgt voor een verbeterde oppervlakteafwerking, schaalvrij en helder oppervlak en nauwere maattoleranties. Koude werkprocessen worden over het algemeen gebruikt bij het maken van eindproducten vanwege hun zuinigheid in het produceren van de gewenste vormen. Het wordt ook gebruikt om residuele stress in bepaalde metalen te produceren om de levensduur van vermoeidheid te verbeteren, Bijvoorbeeld door kogelpenen in het geval van bladveren.
een groot deel van warmgewalst staal wordt vervolgens koudgewalst tot Band of plaat waaruit een groot aantal geperste delen wordt vervaardigd. De schaal van warmgewalst staal wordt verwijderd door het onder te dompelen in verdund zwavelzuur (beitsen).
reclame:
het grootste deel (90-95%) van de mechanische vervorming bij het vormen van metaal wordt omgezet in warmte en resulteert in temperatuurstijging. De temperatuurstijging zou in de Orde van grootte van 75°C voor aluminium, 280°C voor staal en 570°C voor titanium kunnen zijn. Het kan worden bepaald door het werk van plastische vervorming per volume-eenheid te delen door het product van dichtheid en soortelijke warmte van het werkstuk, en het mechanische equivalent van warmte (J).
effecten van koude bewerking:
de effecten van koude bewerking op metalen zijn hieronder samengevat:
i) de korrelstructuur is verstoord en de weerstand tegen de bewerking blijft toenemen als gevolg van de vervorming van het rooster.
ii) restspanningen worden gevormd in het metaal dat overblijft, tenzij deze door een latere warmtebehandeling worden verwijderd. Bij het opwarmen onder de kristallisatietemperatuur worden de restspanningen verwijderd zonder noemenswaardige veranderingen in de fysische eigenschappen van de korrelstructuur. Verdere verwarming in het recrystallize bereik elimineert het effect van koude bewerking en herstelt het metaal in zijn oorspronkelijke staat.
reclame:
(iii) het koude werken resulteert in verlies van rekbaarheid en verhoging van sterkte en hardheid van metaal.
(iv) de oppervlakteafwerking is verbeterd en nauwe toleranties kunnen worden gehandhaafd.
(v) De herkristallisatietemperatuur voor staal wordt verhoogd.
beperkingen van koud bewerken:
(i) alleen kleine componenten kunnen gemakkelijk koud worden bewerkt omdat grotere krachten nodig zijn voor grote secties. Secties met een diameter van meer dan 25 mm kunnen zelden worden gerold. Door grote vervormingskrachten is zware en dure kapitaaluitrusting vereist.
reclame:
(ii) de korrelstructuur is niet verfijnd en restspanningen hebben schadelijke effecten op bepaalde eigenschappen van metalen.
(iii) veel van de metalen met minder rekbaarheid, zoals koolstofstaal en bepaalde gelegeerd staal, kunnen niet koud worden bewerkt bij kamertemperatuur. Het is daarom beperkt tot nodulaire metalen en het bereik van de geproduceerde vormen is niet zo breed als kan worden verkregen door bewerking.
(iv) De gereedschapskosten zijn hoog en als zodanig wordt het gebruikt wanneer grote hoeveelheden soortgelijke componenten nodig zijn.
metalen die op passende wijze koud kunnen worden bewerkt in de vorm van platen of andere vormen, worden hieronder vermeld.:
reclame:
(I) zacht staal met een laag koolstofgehalte.
(ii) koper en zijn legeringen, met inbegrip van messing en brons.
iii) aluminiumbrons met een aluminiumgehalte van minder dan 7%.
(iv) Messing van nikkel.
(v) Monelmetaal.
(vi) roestvrij staal.
vii) duraluminium en diverse andere aluminiumlegeringen.
effect van wrijving:
a) wrijving verhoogt de werkbelasting en dus is meer kracht en energie nodig bij het vormen en vormen van materiaal.
(b) het veroorzaakt snelle slijtage van matrijzen, rollen en ander werkgereedschap.
c) het leidt tot wijziging van het vervormingspatroon van het metaal, omdat de wrijvingskracht die op de vervormingskracht wordt uitgeoefend, de richting van de hoofdspanningsrichting verandert, hetgeen de beslissende factor is voor het bepalen van de oriëntatie van de atoomvlakken waarlangs de slip plaatsvindt.
(d) aangezien de wrijvingskracht alleen aan het oppervlak optreedt en niet over de gehele metaaldikte, introduceert zij microscopische inhomogeniteit, wat resulteert in microscheuren op het oppervlak en zwakkere producten met een lagere vermoeidheidssterkte.
(e) het resulteert in slechte oppervlakafwerking en opbouwranden.