Ce este lucrul la rece?

Prelucrarea la rece este un tip de prelucrare a metalelor realizată prin supunerea metalului la o solicitare mecanică suficientă pentru a provoca deformarea plastică, o schimbare permanentă a structurii cristaline a metalului. Își ia numele deoarece se realizează la temperaturi sub punctul de recristalizare al metalului și modifică structura metalului prin stres mecanic mai degrabă decât prin căldură. Tehnica crește rezistența și duritatea unui metal, reducând în același timp ductilitatea acestuia. În industria modernă de prelucrare a metalelor sunt utilizate o serie de procese diferite care sunt aplicate pe materiale precum oțel, aluminiu și cuprul.

Acest tip de prelucrare a metalelor întărește materialul printr-un proces numit călire prin muncă sau călire prin deformare. Când solicitarea mecanică asupra unui metal devine suficient de mare, provoacă defecte cristalografice permanente, numite dislocații, în structura cristalină a atomilor metalului. Pe măsură ce numărul de dislocații crește, devine mai dificil să se formeze altele noi sau ca defectele existente să se deplaseze prin structura cristalină, făcând metalul să devină mai rezistent la deformarea ulterioară. Acest lucru îi mărește limita de curgere și îi permite să reziste la o solicitare mai mare, dar înseamnă și că metalul devine mai puțin ductil și că, dacă metalul este supus la o solicitare prea mare, se va fractura mai degrabă decât se va îndoi.

Prelucrarea la rece este adesea mai eficientă din punct de vedere al costurilor decât prelucrarea metalului prin tratament termic, în special pentru producția de volum mare, deoarece produce îmbunătățiri comparabile ale rezistenței, utilizând materiale mai eficient și necesită mai puțină finisare. Costul de capital inițial ridicat al acestui proces, totuși, îl face mai puțin rentabil decât tratamentul termic la scară mai mică. Ductilitatea mai scăzută a metalului prelucrat la rece îl face, de asemenea, inferior în unele aplicații. Rezistența sa mai mare la deformare îl face mai puțin capabil să cedeze forțelor pe care metalul nu este suficient de puternic pentru a rezista și, prin urmare, dacă metalul este supus la prea multă solicitare, se poate fractura mai degrabă decât să se îndoaie. Unele producții de metal utilizează ambele metode în puncte diferite ale procesului de producție pentru a conferi metalului calitățile dorite.

Există o serie de metode diferite care pot fi utilizate pentru lucrul la rece. Cel mai comun tip este laminarea la rece, în care metalul prelucrat este stors prin goluri înguste între rolele metalice rotative. Mișcarea rolelor comprimă materialul, provocând deformare pe măsură ce îl deplasează prin gol. O altă metodă este forjarea la rece, în care metalul este modelat prin forțarea acestuia într-o matriță cu o presă sau un ciocan.