Tváření za studena

Tváření za studena je technika tváření, která se často používá ve strojírenství a výrobě zařízení. Proces je automatizován na speciálních tvářecích lisech. Tyto lisy často pracují společně s dalšími stroji.

Při tváření za studena podle normy DIN 8580 tuhnou kovy při teplotách výrazně nižších, než je teplota rekrystalizace. Jejich pružnost se zvyšuje působením velkých tvářecích sil (tlakové síly, tahové síly). Nezáměrná deformace kovových dílů se nazývá deformace za studena. Dochází k ní při nárazových nehodách vozidel nebo v průmyslové výrobě, pokud nejsou dodrženy správné parametry. V průmyslu se tváření za studena používá ke zvýšení pevnosti kovových materiálů a k dosažení dobrých povrchových vlastností a nízkých rozměrových tolerancí. Účelem tváření za studena je změnit vlastnosti výchozího materiálu, nikoli však jeho tvar. Stroje používané pro tváření za studena jsou lisy s vysokou propustností dílů. Zpracovávají 150 až 300 kusů za minutu.

Krystalová mřížka se během tváření za studena mění. V důsledku pohybu se zvyšuje hustota dislokací. Dislokace se o sebe třou a vzájemně si překážejí. Z tohoto důvodu po zpevnění deformací často následuje tepelné zpracování. Průmyslový uživatel musí použít vyšší tlakové napětí, aby zvýšil tvrdost a mez kluzu. Použití tváření za studena snižuje tažnost, počáteční propustnost a elektrickou vodivost obrobku. Tváření za studena může také zvýšit magnetizaci. Vedlejším účinkem zvýšené hustoty dislokací je zvýšení energie uložené v krystalové mřížce. Pokud deformace za studena probíhá déle, než je nutné pro ztuhnutí, dochází k praskání kovu. Tváření plechů se vyznačuje tím, že tloušťka materiálu zůstává z velké části stejná. Naproti tomu objemové tváření za studena způsobuje velké změny průřezu.

Jeho nejdůležitější výhody jsou:

• Užší rozměrové tolerance, a tedy přesnější zpracování
  
• Tok vláken není přerušen
  
• Trvalé zpevnění materiálu
  
• Lepší využití materiálu ve srovnání s obráběcími procesy
  
• Vhodné pro velké série
  
• Krátká doba zpracování
  
• Dobrá kvalita povrchu
  
• Energeticky úsporná výroba
  
• Další zpracování kalením obvykle není nutné
  
• Vyšší nosnost obrobku

Hlavní nevýhodou je, že je zapotřebí poměrně velká mechanická síla. Zkouška tahem ukáže, kdy se součást zlomí.

Deformační zpevnění může způsobit vady, jako jsou vrásky, zdvojení, ztenčení materiálu a praskliny. Často se objeví až na hotovém dílu. Moderní metody, jako je vysokofrekvenční pulzní měření, kontrolují tvářecí nástroj a díly po výrobě. Lze je také použít ke sledování celého procesu tváření za studena. Trhliny v součástech způsobené změnou parametrů mají za následek zvýšení amplitud v obraze. Automatizované optické 3D měřicí systémy zajišťují trvale vysokou kvalitu. Díky tomu lze také snadno zjišťovat vlastnosti plechů a zkontrolovat první vzorky.