Hidegalakítás

A hidegalakítás a gép- és berendezésgyártásban általánosan használt alakítási technológia. A folyamatot speciális alakítópréseken automatizálják. Ezek a présgépek gyakran működnek együtt más gépekkel.

A DIN 8580 szerinti hidegalakítás a fémeket jóval az átkristályosodási hőmérséklet alatt szilárdítja meg. Az ilyen fémeket a nagy alakítóerők (nyomóerők, húzóerők) teszik teherbíróbbá. A fém alkatrészek nem szándékos alakváltozását hideg alakváltozásnak nevezzük. A jelenség előfordulhat a járművek ütközéses baleseteinél vagy az ipari gyártásban akkor, ha a gyártási paraméterek nem megfelelőek. Az ipar a hidegalakítást a fémes anyagok szilárdságának növelésére, valamint jó felületi tulajdonságok és kis mérettűrések elérésére használja. A hidegalakítás a nyersanyag tulajdonságainak, de nem az alakjának megváltoztatását szolgálja. A hidegalakításhoz használt gépek nagy munkavégzési teljesítményű présgépek. Ezek a gépek percenként akár 150–300 darabot dolgoznak fel.

Mivel az alakváltozás legtöbbször nem érhető el egyetlen lépéssel, ezért több lépést alkalmaznak egymás után. A huzalok hidegalakítását például vízszintes présgépeken végzik. A beadagolt rézhuzalt először a megfelelő hosszúságúra vágják, majd több lyukasztóval és formázószerszámmal alakítják. Az alkalmazástól függően a hidegkeményítésnél megkülönböztetjük a fémlemezeket és a tömör hidegalakítást. A lemezalakítási eljárások közé tartozik a mélyhúzás, a hideghengerlés, a hajlítás, a szegélyezés és a fémnyomás. A tömör hidegalakítás magában foglalja többek között a hideghúzást, a hidegkovácsolást, a hidegkivágást és a hidegextrudálást.

A hidegalakítás minden olyan alkalmazási területen használható, ahol keményebb fémekre és nagyobb folyáshatárra van szükség, úgymint a gép-, berendezés- és készülékgyártás, az autóipar és az elektrotechnika. Minden olyan nem rideg fém és ötvözet, amely nem alkalmas a melegalakításra, felhasználható hidegalakításra. Az, hogy a hidegalakítást szobahőmérsékleten vagy enyhe felmelegítés után végzik-e, az adott fém átkristályosodási hőmérsékletétől függ. A félmeleg alakítás és a melegalakítás abban különbözik a hidegkeményítéstől, hogy ezek az alakítási technikák az átkristályosodási hőmérséklet feletti hőmérsékletet alkalmaznak. A hidegalakítás visszafordítható átkristályosító lágyítással.

A hidegalakítás során a kristályrács megváltozik. A mozgás hatására a diszlokáció-sűrűség megnő. A diszlokációk egymáshoz dörzsölődnek és zavarják egymást. Ezért a hidegkeményítést gyakran követi hőkezelés. Az ipari felhasználóknak nagyobb nyomófeszültséget kell alkalmazniuk a keménység és a folyáshatár növelése érdekében. A hidegalakítás alkalmazása csökkenti a munkadarab alakíthatóságát, kezdeti permeabilitását és villamos vezetőképességét. A hidegalakítás a mágnesezhetőséget is növelheti. A megnövekedett diszlokáció-sűrűség mellékhatása a kristályrácsban tárolt energia növekedése. Ha a hideg alakváltozás a megszilárduláshoz szükségesnél hosszabb ideig tart, a fém megreped. A lemezalakítás jellemzője, hogy az anyagvastagság nagyrészt változatlan marad. A tömör hidegalakítás viszont nagy keresztmetszet-változásokat okoz.

A legfontosabb előnyök a következők:

• szűkebb mérettűrések és ezáltal pontosabb megmunkálás
  
• a szálak folytonossága nem szakad meg
  
• az anyag tartós keményedése
  
• jobb anyagkihasználás a megmunkálási folyamatokhoz képest
  
• alkalmas nagy sorozatméretekhez
  
• rövid feldolgozási idők
  
• jó felületminőség
  
• energiahatékony gyártás
  
• keményítés tekintetében történő további feldolgozásra általában nincs szükség
  
• nagyobb munkadarab-teherbírás

Nagy hátránya, hogy meglehetősen nagy mechanikai erőigénye van. A szakítóvizsgálat azt mutatja meg, mikor törik el az alkatrész.

A hidegkeményítés olyan hibákat okozhat, mint a ráncok, az anyagduplikációk, az anyag elvékonyodása és a repedések. Ezeket gyakran csak a készdarabon fedezik fel. A modern módszerek, például a nagyfrekvenciás impulzusmérés a gyártás után ellenőrzik az alakítószerszámokat és az alkatrészeket. Ezenkívül a teljes hidegalakítási folyamat is nyomon követhető a segítségükkel. A paraméterek változásai által az alkatrészeken okozott repedések megnövekedett amplitúdókat eredményeznek a képen. Az automatizált 3D-s optikai mérőrendszerek egyenletesen jó minőséget biztosítanak. Ez megkönnyíti a lemezek tulajdonságainak meghatározását és a kezdeti minták ellenőrzését is.