Kas yra šaltas darbas?

Šaltasis apdirbimas yra metalo apdirbimo būdas, kai metalas veikia pakankamai mechaniniu įtempimu, kad sukeltų plastinę deformaciją, nuolatinį metalo kristalinės struktūros pasikeitimą. Jis gavo savo pavadinimą, nes jis atliekamas esant žemesnei nei metalo rekristalizacijos taško temperatūrai ir keičia metalo struktūrą dėl mechaninio įtempimo, o ne šilumos. Ši technika padidina metalo stiprumą ir kietumą, kartu sumažindama jo lankstumą. Šiuolaikinėje metalo apdirbimo pramonėje naudojami įvairūs procesai, taikomi tokioms medžiagoms kaip plienas, aliuminis ir varis.

Šio tipo metalo apdirbimas sustiprina medžiagą per procesą, vadinamą grūdinimu arba kietėjimu. Kai metalo mechaninis įtempis tampa pakankamai didelis, tai sukelia nuolatinius kristalografinius defektus, vadinamus dislokacijomis, metalo atomų kristalinėje struktūroje. Didėjant dislokacijų skaičiui, tampa sunkiau formuotis naujiems arba per kristalinę struktūrą judėti esamiems defektams, todėl metalas tampa atsparesnis tolesnei deformacijai. Tai padidina jo takumo ribą ir leidžia atlaikyti didesnį įtempį, tačiau tai taip pat reiškia, kad metalas tampa mažiau plastiškas ir, jei metalas bus veikiamas per daug įtempių, jis lūžtų, o ne sulenktų.

Šaltasis apdirbimas dažnai yra ekonomiškesnis nei metalo apdirbimas termiškai, ypač didelės apimties gamyboje, nes taip pasiekiamas panašus stiprumo padidėjimas, naudojant medžiagas efektyviau ir reikalaujant mažiau apdailos. Tačiau dėl didelių pradinių šio proceso kapitalo sąnaudų jis yra mažiau ekonomiškas nei terminis apdorojimas mažesniu mastu. Dėl mažesnio šaltai apdoroto metalo lankstumo kai kuriose srityse jis taip pat yra prastesnis. Dėl didesnio atsparumo deformacijai jis mažiau pasiduoda jėgoms, nes metalas nėra pakankamai stiprus, kad galėtų atsispirti, taigi, jei metalas patiria per daug įtempių, jis gali lūžti, o ne sulenkti. Kai kurioms metalo gamyboje naudojami abu metodai skirtinguose gamybos proceso taškuose, kad metalas suteiktų norimas savybes.

Yra keletas skirtingų metodų, kurie gali būti naudojami šaltam apdirbimui. Labiausiai paplitęs tipas yra šaltasis valcavimas, kai apdirbamas metalas išspaudžiamas per siaurus tarpus tarp besisukančių metalo ritinėlių. Ritinėlių judėjimas suspaudžia medžiagą, sukeldamas deformaciją, judant ją per tarpą. Kitas būdas – šaltasis kalimas, kai metalas formuojamas spaudžiant jį į štampą presu arba plaktuku.