В металлургии холодная штамповка или холодная обработка — это любой процесс металлообработки , при котором металлу придают форму ниже температуры рекристаллизации , обычно при температуре окружающей среды. Такие процессы противопоставляются методам горячей обработки , таким как горячая прокатка , ковка , сварка и т. д. [1] : стр.375 Те же или подобные термины используются в производстве стекла для обозначения их эквивалентов; например, граненое стекло изготавливается методом «холодной обработки», резки или шлифования формованного объекта.
Методы холодной штамповки обычно делятся на четыре основные группы: сжатие, изгиб, вытяжка и резка. Их преимущество, как правило, заключается в том, что их проще выполнять, чем методы горячей обработки.
В отличие от горячей обработки, холодная обработка приводит к деформации кристаллических зерен и включений вслед за течением металла; что может привести к наклепу и анизотропии свойств материала. Закалка делает металл тверже , жестче и прочнее , но менее пластичным и может вызвать трещины на изделии. [1] : стр.378
Возможное применение холодной штамповки чрезвычайно разнообразно, включая большие плоские листы, сложные сложенные формы, металлические трубы, головки винтов и резьбу, заклепочные соединения и многое другое.
Ниже приводится список процессов холодной штамповки: [1] : стр. 408.
Преимущества холодной обработки перед горячей: [1] : стр.375.
В зависимости от материала и степени деформации повышение прочности за счет наклепа может быть сравнимо с увеличением прочности при термообработке . Поэтому иногда более экономично обрабатывать холодным способом менее дорогой и более слабый металл, чем горячую обработку более дорогого металла, который можно подвергнуть термообработке, особенно если также требуется точность или чистота поверхности.
Процесс холодной обработки также снижает количество отходов по сравнению с механической обработкой или даже исключает их при использовании методов , близких к чистой форме . [1] : с.375 Экономия материалов становится еще более существенной при больших объемах и тем более при использовании дорогих материалов, таких как медь, никель, золото, тантал и палладий. [2] Экономия сырья в результате холодной штамповки может быть очень значительной, как и экономия времени обработки. Время производственного цикла при холодной обработке очень короткое. На многостанционном оборудовании время производственного цикла еще меньше. Это может быть очень выгодно при больших объемах производства.
Некоторые недостатки и проблемы холодной обработки: [1] : с.375.
Потребность в более тяжелом оборудовании и более твердых инструментах может сделать холодную обработку подходящей только для крупных обрабатывающих предприятий. [1] : стр.375
Потеря пластичности из-за наклепа может потребовать промежуточных и окончательных отжигов для снятия остаточных напряжений и придания изготовленному объекту желаемых свойств. Эти дополнительные шаги сведут на нет некоторые экономические преимущества холодной штамповки по сравнению с горячей штамповкой. [1] : стр.378
Изделия, обработанные методом холодной обработки, страдают от явления, известного как упругая отдача или упругая отдача . После снятия с заготовки деформирующей силы заготовка слегка пружинит назад. Величина упругости материала равна деформации текучести (деформации в точке текучести) материала. [1] : стр.376
Для сохранения общей формы заготовки во время холодной обработки могут потребоваться специальные меры предосторожности, такие как дробеструйная обработка и равноканальная угловая экструзия .