reklamy:
w tym artykule omówimy na temat: – 1. Znaczenie pracy na zimno 2. Efekty pracy na zimno 3. Ograniczenia.
Znaczenie obróbki na zimno:
mówi się, że Metal jest obrabiany na zimno, jeśli jest przetwarzany mechanicznie poniżej temperatury rekrystalizacji metalu. Większość procesów obróbki na zimno odbywa się w temperaturze pokojowej. Obróbka na gorąco zwykle skutkuje udoskonaleniem struktury ziarna, podczas gdy obróbka na zimno jedynie zniekształca ziarno i niewiele przyczynia się do zmniejszenia jego rozmiaru.
ponieważ unika się obsługi podgrzanego materiału i stosowania wyrobisk i pieców do moczenia podczas pracy na zimno, skutkuje to szybszą produkcją. W obróbce na zimno deformacja metali jest spowodowana procesem poślizgu płaszczyzn. Również siła wymagana do obróbki na zimno jest większa niż siła wymagana do obróbki na gorąco metali, ponieważ w obróbce na zimno metale nie są trwale odkształcane, dopóki nie zostanie przekroczona granica sprężystości.
ogłoszenia:
ponieważ nie ma rekrystalizacji ziaren, odzyskiwanie zniekształconych ziaren nie ma miejsca, a przy późniejszej obróbce na zimno występuje coraz większa odporność na działanie odkształceń. Skutkuje to zwiększoną wytrzymałością i twardością metalu, umożliwiając w ten sposób stosowanie zwykłej stali węglowej zamiast kosztownych stali stopowych. Ta metoda hartowania jest znany jako utwardzania pracy lub szczep hartowania.
w przypadku niektórych metali, które nie reagują na obróbkę cieplną, jest to jedyna dostępna metoda wzmocnienia materiału, podczas gdy w innych metalach dalsza obróbka jest możliwa tylko po wyżarzaniu w celu usunięcia twardości i naprężeń resztkowych, ponieważ w przeciwnym razie potrzebna byłaby ogromna siła do dalszej obróbki metalu. Kucie na zimno powoduje znaczne oszczędności w kosztach materiałów, ponieważ cały materiał jest wykorzystywany w gotowym komponencie. Nie ma produkcji wiórów, jak w cięciu metalu.
obróbka na zimno zapewnia lepsze wykończenie powierzchni, wolną od kamienia i jasną powierzchnię oraz bliższe tolerancje wymiarowe. Procesy obróbki na zimno są zwykle stosowane w wytwarzaniu produktów końcowych ze względu na ich oszczędność w wytwarzaniu pożądanych kształtów. Jest również stosowany do wytwarzania naprężeń resztkowych w niektórych metalach w celu poprawy trwałości zmęczeniowej, np. przez śrutowanie w przypadku resorów piórowych.
duża część stali walcowanej na gorąco jest następnie walcowana na zimno w taśmę lub blachę, z której produkuje się wiele tłoczonych części. Kamień ze stali walcowanej na gorąco usuwa się przez zanurzenie go w rozcieńczonym kwasie siarkowym (wytrawianie).
ogłoszenia:
większa część (90-95%) mechanicznej pracy deformacji w formowaniu metali jest przekształcana w ciepło i powoduje wzrost temperatury. Wzrost temperatury może wynosić 75°C dla aluminium, 280°C dla stali i 570°C dla tytanu. Można go określić, dzieląc pracę odkształcenia plastycznego na jednostkę objętości przez produkt gęstości i ciepła właściwego przedmiotu obrabianego oraz mechanicznego odpowiednika ciepła (J).
efekty obróbki na zimno:
poniżej podsumowano efekty obróbki na zimno na metale:
(i) struktura ziarna jest zniekształcona, a odporność na pracę stale rośnie ze względu na zniekształcenia siatki.
(ii) naprężenia szczątkowe są ustawiane w metalu, który pozostaje, chyba że zostaną usunięte przez późniejszą obróbkę cieplną. Podczas podgrzewania poniżej temperatury krystalizacji naprężenia resztkowe są usuwane bez znaczącej zmiany właściwości fizycznych struktury ziarna. Dalsze ogrzewanie w zakresie rekrystalizacji eliminuje efekt obróbki na zimno i przywraca metalowi pierwotny stan.
ogłoszenia:
(iii) praca na zimno powoduje utratę ciągliwości i wzrost wytrzymałości i twardości metalu.
(iv) Poprawiono wykończenie powierzchni i można utrzymać ścisłe tolerancje.
(v) podnosi się temperaturę ponownej krystalizacji stali.
ograniczenia pracy na zimno:
(i) tylko małe elementy mogą być łatwo obrabiane na zimno, ponieważ większe siły są wymagane dla dużych sekcji. Kształtowniki o średnicy powyżej 25 mm są rzadko walcowane. Ze względu na duże siły odkształcające wymagany jest ciężki i drogi sprzęt kapitałowy.
ogłoszenia:
(ii) struktura ziarna nie jest rafinowana, a naprężenia szczątkowe mają szkodliwy wpływ na pewne właściwości metali.
(iii) wiele metali o mniejszej ciągliwości, np. stal węglowa i niektóre stale stopowe nie mogą być obrabiane na zimno w temperaturze pokojowej. Dlatego jest on ograniczony do metali sferoidalnych, a zakres wytwarzanych kształtów nie jest tak szeroki, jak można uzyskać za pomocą obróbki skrawaniem.
(iv) koszty oprzyrządowania są wysokie i jako takie są używane, gdy wymagane są duże ilości podobnych komponentów.
metale, które mogą być odpowiednio obrobione na zimno w postaci arkuszy lub innych form podano poniżej:
reklamy:
(i) stal miękka o niskiej zawartości węgla.
(ii) miedź i jej stopy, w tym mosiądz i brąz.
(iii) brąz aluminiowy o zawartości aluminium poniżej 7%.
(iv) biustonosze niklowe.
(V) Monel metal.
(vi) stal nierdzewna.
(vii) duraluminium i kilka innych stopów aluminium.
efekt tarcia:
(a) tarcie zwiększa obciążenie robocze, a tym samym wymagana jest większa siła i energia w kształtowaniu i formowaniu materiału.
(b) powoduje szybkie zużycie matryc, rolek i innych narzędzi roboczych.
(c) powoduje to modyfikację wzoru deformacji metalu, ponieważ siła tarcia nałożona na siłę odkształcającą zmienia kierunek głównego kierunku naprężenia, który jest czynnikiem decydującym o orientacji płaszczyzn atomowych, wzdłuż których występuje poślizg.
(d) ponieważ siła tarcia występuje tylko na powierzchni, a nie na całej grubości metalu, wprowadza mikroskopijną niejednorodność, powodując mikropęknięcia na powierzchni i słabsze produkty o niższej wytrzymałości zmęczeniowej.
(e) powoduje słabe wykończenie powierzchni i nagromadzenie krawędzi.