Tạo hình nguội

Tạo hình nguội là một kỹ thuật tạo hình thường được sử dụng trong kỹ thuật máy móc và nhà máy. Quá trình này được tự động hóa trên các máy ép tạo hình đặc biệt. Những máy ép này thường tương tác với các máy khác.

Tạo hình nguội theo DIN 8580 làm rắn kim loại ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tái kết tinh. Chúng được làm cho đàn hồi hơn bằng các lực tạo hình lớn (lực nén, lực kéo). Biến dạng ngoài ý muốn của các bộ phận kim loại được gọi là biến dạng lạnh. Nó xảy ra trong các tai nạn va chạm trên xe cộ hoặc trong sản xuất công nghiệp nếu các thông số không chính xác. Ngành công nghiệp sử dụng phương pháp tạo hình nguội để tăng cường độ của vật liệu kim loại và để đạt được các đặc tính bề mặt tốt và dung sai kích thước thấp. Tạo hình nguội phục vụ mục đích thay đổi tính chất của nguyên liệu thô chứ không phải hình dạng của nó. Các máy được sử dụng để tạo hình nguội là máy ép có thông lượng thành phần cao. Họ xử lý 150 đến 300 miếng mỗi phút.

Vì biến dạng thường không thể đạt được bằng một quy trình duy nhất mà bằng một số quy trình được áp dụng liên tiếp. Việc tạo hình nguội của dây, ví dụ, được thực hiện trên máy ép ngang. Dây đồng được cấp liệu trước tiên được cắt theo chiều dài chính xác và sau đó được tạo hình bởi nhiều cú đấm và khuôn định hình. Tùy thuộc vào ứng dụng, tăng bền cơ học được phân biệt giữa kim loại tấm và tạo hình khối nguội. Các quy trình tạo hình kim loại tấm bao gồm kéo sâu, cán nguội, uốn, viền và kéo sợi. Quá trình tạo hình khối nguội bao gồm, trong số các quá trình khác, quá trình kéo nguội, quá trình rèn nguội, quá trình trộn nguội và quá trình đùn nguội.

Tạo hình nguội phù hợp cho tất cả các lĩnh vực ứng dụng đòi hỏi kim loại cứng hơn và cường độ năng suất cao hơn: kỹ thuật cơ khí, nhà máy và thiết bị, kỹ thuật ô tô và kỹ thuật điện. Tất cả các kim loại và hợp kim không giòn không phù hợp để tạo hình nóng có thể được sử dụng để tạo hình nguội. Việc tạo hình nguội được thực hiện ở nhiệt độ phòng hay sau khi khởi động nhẹ phụ thuộc vào nhiệt độ tái kết tinh của kim loại tương ứng. Quá trình tạo hình ấm và dập nóng khác với quá trình tăng bền cơ học ở chỗ các kỹ thuật tạo hình này sử dụng nhiệt độ trên nhiệt độ tái kết tinh. Quá trình tạo hình nguội có thể được đảo ngược bằng cách ủ tái kết tinh.

Trong quá trình tạo hình nguội, mạng tinh thể thay đổi. Tinh thể dịch chuyển tăng lên do chuyển động. Các tinh thể cọ xát vào nhau và can thiệp lẫn nhau. Do đó, quá trình tăng bền cơ học thường có quá trình xử lý nhiệt theo sau. Nhà sản xuất công nghiệp phải áp dụng ứng suất nén cao hơn để tăng độ cứng và cường độ năng suất. Việc sử dụng tạo hình nguội làm giảm độ dẻo, độ thấm ban đầu và độ dẫn điện của phôi. Quá trình tạo hình nguội cũng có thể làm tăng khả năng từ hóa. Tác dụng phụ của việc tăng mật độ dịch chuyển là sự gia tăng năng lượng được lưu trữ trong mạng tinh thể. Nếu biến dạng lạnh được thực hiện lâu hơn yêu cầu cho quá trình hóa rắn, kim loại sẽ bị nứt. Đặc điểm đặc trưng của quá trình tạo hình kim loại tấm là độ dày vật liệu phần lớn vẫn giữ nguyên. Mặt khác, sự hình thành lạnh ồ ạt gây ra những thay đổi lớn về mặt cắt ngang.

Những lợi ích chính là:

• dung sai kích thước chặt chẽ hơn và do đó xử lý chính xác hơn
  
• quá trình truyền sợi không bị gián đoạn
  
• làm cứng vĩnh viễn vật liệu
  
• sử dụng vật liệu tốt hơn so với quy trình gia công
  
• phù hợp với kích thước lô lớn
  
• thời gian xử lý ngắn
  
• chất lượng bề mặt tốt
  
• sản xuất tiết kiệm năng lượng
  
• xử lý thêm dưới dạng làm cứng thường không cần thiết
  
• khả năng chịu tải của phôi cao hơn

Bất lợi lớn là cần phải có một lực cơ học khá cao. Kiểm tra độ bền kéo cho thấy khi thành phần bị hỏng.

Tăng bền cơ học có thể gây ra các khuyết tật như nhăn, trùng lặp, mỏng vật liệu và nứt. Chúng thường chỉ được phát hiện ở phần hoàn thiện. Các phương pháp hiện đại như đo xung tần số cao kiểm tra các công cụ tạo hình và các bộ phận sau khi sản xuất. Ngoài ra, toàn bộ quá trình tạo hình nguội có thể được theo dõi với sự trợ giúp của chúng. Các vết nứt trong các thành phần gây ra bởi những thay đổi trong tham số dẫn đến tăng biến động trong hình ảnh. Hệ thống đo quang học 3D tự động đảm bảo chất lượng cao nhất quán. Điều này cũng giúp dễ dàng xác định các đặc tính kim loại tấm và kiểm tra các mẫu ban đầu.