Kas yra karštas darbas?

Karštas apdirbimas – tai plieno ar kitų metalų kaitinimas, o vėliau jų valcavimas, štampavimas ar kalimas į norimas formas. Metalų kaitinimas virš kritinio taško, kur metalų kristalai gali tekėti kaip labai tiršti skysčiai, sumažina įtampą ir palengvina jų valcavimą ar formavimą. Karštai apdirbamas metalas gali būti mažiau trapus arba mažiau linkęs įtrūkti nei metalai, kurie apdorojami šaltai.

Metaluose yra kristalų struktūra, atsitiktinis daugialypių kristalų mišinys, kurį galima palyginti su smėlio grūdeliais. Kai dauguma metalų yra kambario temperatūroje, kristalai yra sandariai supakuoti ir metalas laikomas standžiu. Jei metalas kaitinamas aukščiau jo kristalizacijos temperatūros, vadinamos kritiniu tašku, kristalai praranda sukibimą vienas su kitu ir metalas tekės arba gali būti lengvai formuojamas.

Šaltas metalų apdirbimas kambario temperatūroje sukuria labai kietas metalines dalis, tačiau gali sukelti metalo įtempimus, dėl kurių gali atsirasti įtrūkimų arba gedimų. Taip atsitinka todėl, kad metaliniai kristalai negali judėti vienas aplinkui ir nori grįžti į mažesnio įtempio būseną. Šaltą formavimą galima palyginti su guminės juostos tempimu, kai kristalai yra įtempti. Metalai gali būti kaitinami vėliau procese, vadinamame atkaitinimu, kai metalas kaitinamas iki aukštos temperatūros, laikomas ten, tada lėtai atšaldomas, kad sumažintų įtampą. Karštas apdirbimas apsaugo nuo šio streso ir palengvina metalo apdorojimą.

Valcuojant karštus metalus, metalo kristalai slys vienas išilgai ir pakeis formą iš apskritimo į ilgas ir plonesnes. Dėl šio pakeitimo metalas gali būti stipresnis kristalų kryptimi, bet silpnesnis, jei pridedama jėga priešinga krypčiai. Valcuoti metalai gali būti atkaitinami, kad atgautų dalį pradinės kristalo formos, o tai sustiprina metalą.

Dirbant aukštesnėje temperatūroje susidaro plastiškas metalas, kuris gali lankstytis arba yra mažiau trapus. Lankstumas gali būti trūkumas dalims, kurioms reikalingas didelis atsparumas smūgiams, pavyzdžiui, įrankiams ar peiliams. Karštas apdirbimas gali būti atliekamas grūdinimas, kuris yra kaitinimas ir greitas aušinimas vandenyje arba aliejuje, kad būtų atgautas šaltai apdoroto metalo kietumas.

Vienas karštojo apdirbimo trūkumas yra temperatūra, reikalinga norint pasiekti kritinį kai kurių metalų tašką. Kai kuriuos didelio stiprumo plienus gali reikėti kaitinti iki labai aukštos temperatūros, kad būtų galima dirbti nesukeliant metalo įtempių. Šioms temperatūroms gali prireikti specialių staklių, galinčių išlaikyti savo stiprumą ir kietumą veikiant aukštai metalo temperatūrai. Šiai įrangai taip pat gali prireikti aukštos temperatūros šildymo kontūrų ant ritinėlių arba štampuojančių dalių, kad metalas būtų karštas ir būtų išvengta šalto apdirbimo.