¿Qué es el trabajo en frío o el endurecimiento del trabajo?

En la mayoría de los casos, el metal se moldea o se forja en la forma deseada después de que se hace maleable mediante la aplicación de calor. El trabajo en frío se refiere al proceso de fortalecer el metal cambiando su forma sin el uso de calor. Someter el metal a este esfuerzo mecánico provoca un cambio permanente en la estructura cristalina del metal, lo que provoca un aumento de la resistencia.

El metal se enrolla entre dos rodillos, o se atraviesa (empuja o tira) agujeros más pequeños. A medida que se comprime el metal, se puede reducir el tamaño de grano, aumentando la resistencia (dentro de las tolerancias de tamaño de grano). El metal también se puede esquilar para darle la forma deseada.

El proceso recibe su nombre porque se lleva a cabo a temperaturas inferiores al punto de recristalización del metal. El estrés mecánico se usa en lugar del calor para afectar el cambio. Las aplicaciones más comunes para este proceso son acero, aluminioy cobre.

Cuando estos metales se trabajan en frío, los defectos permanentes cambian su composición cristalina. Estos defectos reducen la capacidad de los cristales para moverse dentro de la estructura metálica y el metal se vuelve más resistente a la deformación adicional.

El producto metálico resultante ha mejorado la resistencia a la tracción y la dureza, pero menos ductilidad (la capacidad de cambiar de forma sin perder resistencia ni romperse). La laminación en frío y el estiramiento en frío del acero también mejoran el acabado de la superficie.

Los principales métodos de trabajo en frío pueden clasificarse como exprimir o rodar, doblar, esquilar y estirar. Consulte la tabla a continuación para obtener un resumen de los diversos métodos para trabajar el metal en frío.

Con tantas opciones para endurecer el trabajo, ¿cómo deciden los fabricantes cuál usar? Depende del uso que se le dará al metal. Tres de los tipos más comunes de endurecimiento de trabajo son laminado en frío, doblado y estirado.

El laminado en frío es el método más común para endurecer el trabajo. Esto implica que el metal pase a través de pares de rodillos para reducir su grosor o para que el grosor sea uniforme. A medida que se mueve a través de los rodillos y se comprime, los granos de metal se deforman. Ejemplos de productos laminados en frío incluyen láminas de acero, tiras, barras y varillas.

La flexión de la chapa es otro proceso para el trabajo en frío, que consiste en deformar el metal sobre un eje de trabajo, creando así un cambio en la geometría del metal. En este método, la forma cambia, pero el volumen del metal permanece constante.

Un ejemplo de este proceso de doblado es simplemente doblar piezas de acero o aluminio para cumplir con la curvatura deseada. Muchas partes del automóvil, por ejemplo, deben doblarse para adaptarse a las dimensiones de fabricación.

El dibujo consiste esencialmente en tirar del metal a través de un pequeño agujero o troquel. Esto reduce el diámetro de una varilla o alambre de metal al tiempo que aumenta la longitud del producto. El metal en bruto se empuja hacia la matriz a través de la fuerza de compresión para garantizar que se produzca recristalización a medida que el metal cambia de forma. Los productos fabricados mediante este proceso incluyen barras de acero y varillas de aluminio.