Τι είναι η Ψυχρή Εργασία;

Η ψυχρή κατεργασία είναι ένας τύπος κατεργασίας μετάλλων που πραγματοποιείται υποβάλλοντας μέταλλο σε αρκετή μηχανική καταπόνηση ώστε να προκαλέσει πλαστική παραμόρφωση, μια μόνιμη αλλαγή στην κρυσταλλική δομή του μετάλλου. Πήρε το όνομά του επειδή γίνεται σε θερμοκρασίες κάτω από το σημείο ανακρυστάλλωσης του μετάλλου και αλλάζει τη δομή του μετάλλου μέσω μηχανικής καταπόνησης και όχι θερμότητας. Η τεχνική αυξάνει την αντοχή και τη σκληρότητα ενός μετάλλου ενώ μειώνει την ολκιμότητα του. Ένας αριθμός διαφορετικών διεργασιών χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη βιομηχανία μεταλλουργίας που εφαρμόζονται σε υλικά όπως ο χάλυβας, το αλουμίνιο και ο χαλκός.

Αυτός ο τύπος κατεργασίας μετάλλων ενισχύει το υλικό μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται σκλήρυνση εργασίας ή σκλήρυνση με παραμόρφωση. Όταν η μηχανική καταπόνηση σε ένα μέταλλο γίνεται αρκετά υψηλή, προκαλεί μόνιμα κρυσταλλογραφικά ελαττώματα, που ονομάζονται εξαρθρήματα, στην κρυσταλλική δομή των ατόμων του μετάλλου. Καθώς ο αριθμός των εξαρθρώσεων αυξάνεται, γίνεται δυσκολότερο για το σχηματισμό νέων ή για τα υπάρχοντα ελαττώματα να μετακινηθούν μέσα από την κρυσταλλική δομή, καθιστώντας το μέταλλο πιο ανθεκτικό σε περαιτέρω παραμόρφωση. Αυτό αυξάνει την αντοχή διαρροής του και του επιτρέπει να αντέχει σε μεγαλύτερη καταπόνηση, αλλά σημαίνει επίσης ότι το μέταλλο γίνεται λιγότερο όλκιμο και ότι, εάν το μέταλλο υποβληθεί σε υπερβολική πίεση, θα σπάσει αντί να λυγίσει.

Η ψυχρή κατεργασία είναι συχνά πιο αποδοτική από την επεξεργασία μετάλλων μέσω θερμικής επεξεργασίας, ειδικά για παραγωγή μεγάλου όγκου, επειδή παράγει συγκρίσιμες βελτιώσεις στην αντοχή ενώ χρησιμοποιούνται υλικά πιο αποτελεσματικά και απαιτούν λιγότερο φινίρισμα. Το υψηλό αρχικό κόστος κεφαλαίου αυτής της διαδικασίας, ωστόσο, την καθιστά λιγότερο αποδοτική από τη θερμική επεξεργασία σε μικρότερες κλίμακες. Η χαμηλότερη ολκιμότητα του μεταλλικού κατεργασμένου εν ψυχρώ το καθιστά επίσης κατώτερο σε ορισμένες εφαρμογές. Η υψηλότερη αντίστασή του στην παραμόρφωση το καθιστά λιγότερο ικανό να δώσει τη θέση του σε δυνάμεις, το μέταλλο δεν είναι αρκετά ισχυρό για να αντισταθεί, και έτσι εάν το μέταλλο υποβληθεί σε υπερβολική πίεση, μπορεί να σπάσει αντί να λυγίσει. Ορισμένη παραγωγή μετάλλων χρησιμοποιεί και τις δύο μεθόδους σε διαφορετικά σημεία της παραγωγικής διαδικασίας για να προσδώσει τις επιθυμητές ιδιότητες στο μέταλλο.

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ψυχρή εργασία. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι η ψυχρή έλαση, στην οποία το μέταλλο που επεξεργάζεται συμπιέζεται μέσα από στενά κενά μεταξύ των περιστρεφόμενων μεταλλικών κυλίνδρων. Η κίνηση των κυλίνδρων συμπιέζει το υλικό, προκαλώντας παραμόρφωση καθώς το μετακινεί μέσα από το διάκενο. Μια άλλη μέθοδος είναι η κρύα σφυρηλάτηση, κατά την οποία το μέταλλο διαμορφώνεται πιέζοντάς το σε καλούπι με πρέσα ή σφυρί.