Metallin kylmämuokkaus

Kylmämuokkauksella tarkoitetaan pysyvää muodonmuutosta, joka tehdään materiaalille lämpötilassa, joka on sen rekristallisaatiolämpötilaa matalampi.

Metalleja kylmämuokataan:

• Raerakenteen hienontamiseksi

Kylmämuokkauksessa ja sitä seuraavassa rekristallisaatiohehkutuksessa raerakenne syntyy uudelleen ja hienonee. Rekristallisaatiohehkutuksessa muodostuu aluksi hienorakeinen ja tasa-aksiaalinen rakenne, josta muokkauksen jäljet (litistyneet rakeet) ovat hävinneet.

• Tarkempien mittatoleranssien saavuttamiseksi

Kuumamuokkausprosesseihin liittyy aina kappaleen ja muokkaustyökalujen lämpeneminen ja kuluminen sekä niihen liityvät muodonmuutokset. Samaten työkappaleen pinta on usein alttiina hapettumiselle ja hilseilylle. Näiden syiden takia parhaimmillaankin kuumaprosesseissa saadaan kappaleita, joiden mittatoleranssit vaihtelevat +/- 0,05 mm. Kylmämuokkausprosesseilla päästään dekadia tai kahta parempiin toleransseihin. Esimerkikisi alumiinifolion kylmävalssauksessa tuotteen loppumitta on alle 5 µm ja toleranssi luokkaa 0,1 µm.

• Kappaleen muokkauslujittamiseksi

Metallikappaletta kylmämuokatessa sen rakeet litistyvät muokkaussuunnassa. Raerajan suhteellinen osuus kappaleen tilavuudessa ja dislokaatiotiheys kasvavat. Kappale lujittuu; sen myötöraja kohoaa, mutta venymä laskee. Alkuperäiset materiaaliominaisuudet voidaan palauttaa rekristallisaatiohehkutuksella.

Esimerkikisi seostamattoman hehkutetun kuparin kovuus on 35-40 HV10, 10 - 15% kylmämuokkauksella kuparin kovuus nousee arvoon 80-95 HV10, kappaletta edelleen muokattaessa sen kovuus saavuttaa lopulta, noin 40% kylmämuokkauksen jälkeen, kovuuden 130-135 HV10.

Metallin kylmämuokkausprosesseja ovat esimerkiksi

• Langan veto
• Kylmävalssaus
• Tyssäys
• Syväveto
• Kylmätaonta