Ce este lucrul la cald?

Prelucrarea la cald este un termen pentru încălzirea oțelului sau a altor metale și apoi rularea, ștanțarea sau ciocănirea lor în formele dorite. Încălzirea metalelor deasupra punctului lor critic, unde cristalele de metale pot curge ca lichide foarte groase, reduce stresul și le face mai ușor de rulat sau modelat. Metalul supus prelucrării la cald poate fi mai puțin fragil sau mai puțin probabil să se crape decât metalele care sunt prelucrate la rece.

Metalele conțin o structură cristalină, un amestec aleatoriu de cristale cu mai multe fețe care poate fi comparat cu granule de nisip. Când majoritatea metalelor sunt la temperatura camerei, cristalele sunt strâns împachetate, iar metalul este considerat rigid. Dacă metalul este încălzit peste temperatura sa de cristalizare, denumită punctul critic, cristalele își pierd strânsoarea una pe cealaltă și metalul va curge sau poate fi modelat cu ușurință.

Prelucrarea la rece a metalelor la temperatura camerei creează piese metalice foarte dure, dar poate provoca solicitări în metal, ducând la eventuale fisuri sau defecțiuni. Acest lucru se întâmplă deoarece cristalele de metal nu se pot mișca unele în jurul celeilalte și doresc să revină la o stare de stres mai scăzută. Modelarea la rece poate fi comparată cu întinderea unei benzi de cauciuc, cu cristalele sub stres. Metalele pot fi încălzite mai târziu într-un proces numit recoacere, în care metalul este încălzit la o temperatură ridicată, ținut acolo, apoi răcit lent pentru a reduce stresul. Lucrarea la cald previne acest stres și face metalul mult mai ușor de manevrat.

Când metalele fierbinți sunt laminate, cristalele de metal vor aluneca unul de-a lungul celuilalt și își vor schimba forma din circulare în forme lungi și mai subțiri. Această schimbare poate face metalul mai puternic în direcția cristalelor, dar mai slab dacă se adaugă forță opusă direcției. Metalele laminate pot fi recoapte pentru a recupera o parte din forma originală a cristalului, care întărește metalul.

Lucrul la temperaturi mai ridicate creează un metal ductil, care este un metal care se poate îndoi sau este mai puțin fragil. Ductilitatea poate fi un dezavantaj pentru piesele care au nevoie de rezistenta mare la impact, cum ar fi sculele sau lamele. Prelucrarea la cald poate fi urmată de călire, care este încălzirea urmată de răcire rapidă în apă sau ulei, pentru a recâștiga o parte din duritatea metalului prelucrat la rece.

Un dezavantaj al prelucrării la cald este temperatura necesară pentru a atinge punctul critic al unor metale. Unele oțeluri de înaltă rezistență pot necesita încălzire la temperaturi foarte ridicate pentru a permite lucrul fără a crea solicitări metalice. Aceste temperaturi pot necesita mașini-unelte speciale capabile să-și mențină propria rezistență și duritate atunci când sunt expuse la temperaturile ridicate ale metalului. Acest echipament poate necesita, de asemenea, circuite de încălzire la temperatură ridicată pe role sau piese de ștanțare pentru a menține metalul fierbinte și pentru a preveni lucrul la rece.