В металлургии холодная формовка или холодная обработка — это любой процесс обработки металла , в котором металл формируется ниже температуры его 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 похожие термины используются в стекольном производстве для эквивалентов; например, граненое стекло изготавливается путем «холодной обработки», резки или шлифовки сформированного объекта.
Методы холодной формовки обычно подразделяются на четыре основные группы: выдавливание, гибка, волочение и сдвиг. Они, как правило, имеют то преимущество, что их проще выполнять, чем методы горячей обработки.
В отличие от горячей обработки, холодная обработка заставляет кристаллические зерна и включения деформироваться вслед за течением металла; что может вызвать упрочнение и анизотропные свойства материала. Упрочнение делает металл тверже , жестче и прочнее , но менее пластичным и может вызвать трещины в изделии. [1] : стр.378
Возможные области применения холодной штамповки чрезвычайно разнообразны: это и большие плоские листы, и сложные гнутые формы, и металлические трубы, и головки винтов , и резьба, и заклепочные соединения, и многое другое.
Ниже приведен список процессов холодной штамповки: [1] : стр.408
Преимущества холодной обработки перед горячей включают: [1] : стр.375
В зависимости от материала и степени деформации, увеличение прочности за счет упрочнения может быть сопоставимо с таковым при термической обработке . Поэтому иногда более экономично подвергать холодной обработке менее дорогой и более слабый металл, чем горячей обработке более дорогой металл, который можно подвергать термической обработке, особенно если требуется также точность или тонкая отделка поверхности.
Процесс холодной обработки также уменьшает отходы по сравнению с механической обработкой или даже устраняет их при методах, близких к чистой форме . [1] : стр. 375 Экономия материала становится еще более значительной при больших объемах, и тем более при использовании дорогих материалов, таких как медь, никель, золото, тантал и палладий. [2] Экономия сырья в результате холодной обработки 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 для крупных производственных циклов.
Некоторые недостатки и проблемы холодной обработки: [1] : стр.375
Необходимость в более тяжелом оборудовании и более жестких инструментах может сделать холодную обработку пригодной только для крупносерийного производства. [1] : стр.375
Потеря пластичности из-за упрочнения может потребовать промежуточных отжигов и окончательного отжига для снятия остаточного напряжения и придания желаемых свойств изготовленному объекту. Эти дополнительные шаги сведут на нет некоторые экономические преимущества холодной формовки по сравнению с горячей. [1] : стр.378
Холоднообработанные изделия страдают от явления, известного как пружинение или упругое пружинение . После того, как деформирующее усилие снимается с заготовки, заготовка слегка пружинит назад. Величина, на которую материал пружинит назад, равна деформации текучести (деформации в точке текучести) для материала. [1] : стр.376
Для сохранения общей формы заготовки во время холодной обработки могут потребоваться особые меры предосторожности, такие как дробеструйная обработка и равноканальная угловая экструзия .