Práce za studena - Cold working - Wikipedia
Práce za studena nebo tváření za studena je jakýkoli obrábění kovů proces, ve kterém kov je tvarován pod jeho rekrystalizační teplota, obvykle při okolní teplotě. Tyto procesy jsou v kontrastu s horká práce techniky jako válcování za tepla, kování, svařování, atd.[1]:375
Techniky tváření za studena se obvykle dělí do čtyř hlavních skupin: mačkání, ohýbání, tažení a stříhání. Obecně mají tu výhodu, že se provádějí jednodušší než horké pracovní techniky.
Na rozdíl od práce za tepla způsobuje práce za studena křišťálová zrna a inkluze, které se deformují po toku kovu; což může způsobit kalení práce a anizotropní vlastnosti materiálu. Zpevnění dělá kov těžší, tužší, a silnější, ale méně plastický a může způsobit praskliny kusu.[1]:str. 378
Možná použití tváření za studena jsou extrémně různorodá, včetně velkých plochých plechů, složitých skládaných tvarů, kovových trubek, šroub hlavy a nitě, nýtovaný klouby a mnoho dalšího.
Procesy
Následuje seznam procesů tváření za studena:[1]:408
Výhody
Mezi výhody práce za studena před prací za tepla patří:[1]:375
- Není nutné topení
- Lepší povrchová úprava
- Vynikající rozměrová kontrola
- Lepší reprodukovatelnost a zaměnitelnost
- Směrové vlastnosti mohou být dodávány do kovu
- Problémy se znečištěním jsou minimalizovány
V závislosti na materiálu a rozsahu deformace může být zvýšení pevnosti v důsledku kalení srovnatelné s nárůstem pevnosti tepelné zpracování. Proto je někdy ekonomičtější pracovat za studena méně nákladným a slabším kovem než za tepla vyrábět dražší kov, který lze tepelně zpracovat, zejména je-li požadována také přesnost nebo jemná povrchová úprava.
Proces tváření za studena také snižuje plýtvání ve srovnání s obráběním, nebo dokonce eliminuje s téměř čistý tvar metody.[1]:375 Úspora materiálu se stává ještě významnější při větších objemech a ještě více při použití drahých materiálů, jako je měď, nikl, zlato, tantal a palladium.[2] Úspora surovin v důsledku tváření za studena může být velmi významná, stejně jako úspora času při obrábění. Doby výrobního cyklu při práci za studena jsou velmi krátké. U strojů s více stanicemi jsou doby výrobního cyklu ještě kratší. To může být velmi výhodné pro velké výrobní série.
Nevýhody
Některé nevýhody a problémy práce za studena jsou:[1]:375
- Kov je tvrdší a vyžaduje větší síly, tvrdší nástroje a matrice a těžší vybavení
- Kov je méně tvárný a tvárný, což omezuje míru deformace, které lze dosáhnout
- Kovové povrchy musí být čisté a bez vodního kamene
- V závěrečném díle může zanechat nežádoucí anizotropii
- Může zanechat nežádoucí zbytkové napětí v závěrečném díle
Potřeba těžších zařízení a tvrdších nástrojů může způsobit, že práce za studena bude vhodná pouze pro velkoobjemový zpracovatelský průmysl.[1]:375
Ztráta plasticity v důsledku kalení může vyžadovat střední hodnotu žíhání a konečné žíhání k uvolnění zbytkového napětí a poskytnutí požadovaných vlastností vyráběnému předmětu. Tyto další kroky by vyvrátily některé ekonomické výhody tváření za studena před tvářením za tepla.[1]:str. 378
Polotovary zpracované za studena trpí fenoménem známým jako pružinanebo pružná pružina. Po odstranění deformační síly z obrobku se obrobek mírně odpruží. Množství, které materiál odpruží, se rovná meze kluzu (napětí v meze kluzu) pro materiál.[1]:377
Pro udržení obecného tvaru obrobku při práci za studena mohou být zapotřebí zvláštní opatření, například kuličkování a úhlové vytlačování se stejným kanálem.