¿Qué es el trabajo en frío? Métodos y procesos de trabajo

En este artículo vamos a aprender sobre trabajo en frío procesos, Métodos, Diferencia entre trabajo en caliente y trabajo en frío, ventajas y desventajas.

¿Qué es el trabajo en frío?

El trabajo en frío es el proceso de formación de metales en el que se produce una deformación del metal por debajo de su temperatura de recristalización.

Formado en frío , también conocido como trabajo en frío , es cualquier proceso de trabajo de metales en el que se da forma al metal por debajo de su temperatura de recristalización, que suele ser a temperatura ambiente. Las técnicas de trabajo en caliente, como el laminado en caliente, la forja, la soldadura, etc., se contrastan con dichos procesos.

Esta es una técnica que se usa comúnmente en metales no frágiles con puntos de fusión extremadamente altos. Este método se puede utilizar para fortalecer una variedad de polímeros. Las áreas de metal trabajadas en frío, por otro lado, son más propensas a la corrosión debido a una mayor concentración de dislocaciones.

¿Qué es la temperatura de recristalización?

La temperatura a la que se forman nuevos granos libres de tensión en un metal se conoce como temperatura de recristalización. .

Efecto de trabajo en frío

El trabajo en frío se emplea principalmente como una operación de acabado, después de la conformación del metal por trabajo en caliente. También controla en gran medida las propiedades mecánicas del acero. Aumenta la resistencia a la tracción, el límite elástico y la dureza del acero, pero reduce su ductilidad. El aumento de dureza resultante del trabajo en frío se describe como endurecimiento por trabajo.

En general, el trabajo en frío produce los siguientes efectos:

1. Se establecen tensiones internas que permanecen en el metal a menos que se eliminen mediante un tratamiento térmico adecuado.
2. Se crea una distorsión de la estructura del grano
3. La resistencia y la dureza del metal aumentan, pero la ductilidad disminuye.
4. Se produce un acabado superficial liso.
5. Se pueden mantener las dimensiones precisas de las piezas.

Procesos de trabajo en frío

Trabajo en frío es el proceso de trabajar a temperaturas inferiores a la temperatura de recristalización oa temperatura ambiente.

El material de metal se coloca detrás del par de dos rodillos durante este proceso.

El material de metal está a temperatura ambiente o ligeramente por encima de la temperatura ambiente pero por debajo de la temperatura de recristalización cuando pasa por el rodillo.

Debido a que el material de metal pasa a temperatura ambiente, este método generalmente requiere una fuerza de compresión alta.

La estructura granular del metal cambia y adquiere una nueva forma como resultado de la alta fuerza de compresión. El metal quebradizo se trabaja en frío.

Métodos de procesos de trabajo en frío

Los principales métodos de trabajo en frío son los siguientes :-

1. Laminación en frío
2. Forja en frío
3. Dibujo en frío
4. Doblado en frío
5. Hilado en frío
6. Extrusión en frío
7. Apretar en frío
8. Granallado en frío
9. Tamaño, acuñación, tallado

1. Laminación en frío

Las barras de todas las formas, varillas, láminas y tiras suelen acabarse mediante laminación en frío. . La lámina está hecha de los metales más blandos de esta manera. Dos razones principales para laminar metales en frío son obtener un acabado superficial suave y brillante y propiedades físicas mejoradas. Si el objetivo es solo dar un acabado limpio y liso al metal, solo se necesitará una cantidad superficial de laminación.

Por otro lado, cuando es deseable que la resistencia a la tracción, la rigidez y la dureza aumenten sustancialmente, y que el espesor de la sección se reduzca apreciablemente, entonces son necesarias presiones de rodillo más altas y un amasado más profundo. El laminado en frío también mejora la maquinabilidad al conferir la propiedad de fragilidad, una condición que conduce a acabados de herramientas suaves y virutas bien rotas.

Como paso preliminar a la operación de laminación en frío, las láminas, tiras, etc. de acero laminado en caliente se sumergen en una solución ácida para eliminar la cascarilla y se lavan con agua y luego se secan. El acero limpio se pasa repetidamente a través de un juego de rodillos produciendo así una ligera reducción en cada pasada hasta obtener el espesor requerido.

2. Forja en frío

Forja en frío es el proceso de deformación de un material metálico a temperatura ambiente utilizando una presión extremadamente alta. El trozo se coloca en un troquel y se comprime con una prensa hasta que se ajusta a la forma deseada. Dependiendo de la complejidad geométrica del componente, pueden ser necesarias varias operaciones para deformar gradualmente el metal.

3. Dibujo en frío

Estirado en frío Las operaciones implican forzar el metal a través de un troquel por medio de una fuerza de tracción aplicada al lado de salida del troquel. La mayoría de las causadas por la fuerza de compresión que surge de la reacción con el dado. Por lo general, el metal tiene una simetría circular, requisito absoluto.

Las varillas, los tubos y las extrusiones a menudo reciben una operación de acabado en frío para reducir el tamaño, aumentar la resistencia, mejorar el acabado y proporcionar una mayor precisión.

4. Doblado en frío

Doblado es el proceso por el cual una longitud recta se transforma en una longitud curva. Es uno de los procesos de formación más utilizados para cambiar placas (o láminas) en tambores, canales curvos, etc. Barras, varillas, alambres, tubos y formas estructurales, así como láminas de metal, se doblan en muchas formas en condiciones frías a través de troqueles.

En toda flexión de metal, el metal sometido a esfuerzos más allá del límite elástico está en tensión en el exterior y en compresión en el interior de la flexión. El estiramiento del metal en el exterior hace que el material sea más delgado. El doblado de una tira plana de metal se realiza comúnmente mediante laminación.

5. Hilado en frío

Hilado en frío es la operación de dar forma a un metal muy delgado presionándolo contra una forma mientras gira. El método es exactamente similar al hilado en caliente, excepto por la condición del metal. En la hilatura en frío el metal se trabaja a temperatura ambiente.

El equipo requerido para hilar comprende un torno, herramientas de formación y una formadora de metal o madera para adaptarse a la forma requerida. Se corta una pieza inicial circular y se coloca contra la primera mediante un seguidor. Se utiliza una herramienta de punta redonda y, mientras el torno gira, la pieza en bruto se fuerza a adoptar la forma de la anterior.

6. Extrusión en frío

El principio de extrusión en frío es exactamente similar a la de la extrusión en caliente. De los diversos procesos de extrusión, la extrusión por impacto es esencialmente un método de extrusión en frío.

6. Extrusión por impacto

Extrusión por impacto se limita principalmente a la fabricación de piezas de trabajo pequeñas a partir de los metales más dúctiles. El material de trabajo se coloca en posición en un troquel ciego y se fuerza un punzón de ariete con espacio libre en el troquel, lo que hace que el metal fluya plásticamente alrededor del punzón. El diámetro exterior del tubo es el mismo que el diámetro de la matriz, y el espesor está controlado por la holgura entre el punzón y la matriz. La fuerza de extrusión suele ser suministrada por una prensa mecánica. Los tubos de medicina plegables y los tubos de pasta de dientes se fabrican de esta manera.

7. Apretar en frío

Apretar en frío es una operación de compresión realizada a temperaturas muy por debajo del punto de fusión para terminar la superficie de una pieza de trabajo para mejorar la precisión dimensional y el acabado superficial.

La compresión es una forma rápida y ampliamente utilizada de formar metales dúctiles. De los diferentes procesos de exprimido, el repujado en frío y el estampado rotativo son muy comunes.

Título frío:- El remachado en frío es un proceso de forjado en frío, utilizado principalmente para la fabricación de pernos, tornillos, remaches, clavos y artículos similares.

Estampación rotativa:- El estampado rotatorio es el proceso utilizado para reducir el área transversal de varillas y tubos. El estampado se acepta a menudo como una operación de forjado en frío, porque el conformado del metal tiene lugar bajo los golpes de martillo de las secciones del troquel. La máquina estampadora consta principalmente de un husillo hueco que lleva las secciones de matriz y los rodillos.

8. Granallado en frío

Granallado en frío El método se emplea para establecer un estado superficial de esfuerzo de compresión superficial, haciendo que el interior del elemento asuma un esfuerzo de tracción opuesto. Debido a que la fatiga generalmente ocurre en la superficie cargada cíclicamente en tensión, las vidas útiles de dichos miembros se prolongan con frecuencia mediante el granallado. Este método se emplea a veces para lograr un efecto ornamental.

El granallado se realiza mediante voladura o lanzando una lluvia de perdigones pequeños a alta velocidad contra las piezas de trabajo para causar hendiduras leves. La figura 7.15 muestra la acción de granallado en un trabajo.

9. Dimensionamiento, Acuñación y Tallado

Las piezas de hierro maleable, acero forjado, metales en polvo, aluminio y otros metales dúctiles no ferrosos se acaban comúnmente hasta obtener el espesor mediante compresión en una operación llamada dimensionamiento. Se necesita un troquel especial para casi todos los trabajos, pero cada pieza se puede dimensionar en una fracción del tiempo de mecanizado. Por lo tanto, el dimensionamiento es económico siempre que sea aplicable en industrias de alta producción.

Las operaciones como el dimensionamiento se han denominado acuñación, pero la acuñación implica más verdaderamente la impresión y el levantamiento de imágenes o caracteres de un punzón y un troquel en el metal. El metal está hecho para fluir y los diseños en los lados opuestos de una pieza acuñada no están necesariamente relacionados como en el repujado. El dinero fuerte es probablemente el producto más conocido de la acuñación.

Frotar o hubing es un método de fabricación de moldes para las industrias del plástico y la fundición a presión. Un punzón llamado placa o cubo, se mecaniza a partir de acero para herramientas con la forma de la cavidad, se trata térmicamente para obtener dureza y se pule. Luego se presiona en una pieza de acero blando para formar el molde. Una de las principales ventajas de este método es que una placa aplicada correctamente puede hacer varias cavidades en un molde o en una serie de moldes. El dimensionamiento, la acuñación, el cojear, etc., se ilustran en la Fig. 7.16

Diferencia entre trabajo en caliente y trabajo en frío