Tvárnenie za studena
Tvárnenie za studena je technologický proces tvárnenia kovov, prebiehajúci pri teplote nižšej, ako je rekryštalizačná teplota tvárneného materiálu. Pri tvárnení sa na materiál pôsobí silou tak, aby sa prekročila medza pružnosti a materiál zostal deformovaný v požadovanom stave aj po skončení pôsobenia tvárniacich síl. Pretvárnenie materiálu za studena nie je rovnomerné v celom priereze (objeme), vznikajú v ňom vnútorné napätia. Tieto môžu viesť k porušeniu materiálu.
Pri tvárnení za studena dochádza vplyvom deformácie k spevneniu kovov, ktoré je úmerné stupňu pretvárnenia. Ďalej sa zväčšuje medza prieťažnosti, pevnosť v ťahu, tvrdosť. Zmenšuje sa húževnatosť. Zároveň sa postupne vyčerpáva schopnosť materiálu ďalej sa tvárniť, klesá jeho ťažnosť. Maximálny možný stupeň pretvárnenia je závislý od typu tvárneného materiálu. V prípade, ak je potrebné dosiahnuť tvárnením za studena vyššie stupne pretvárnenia je potrebné medzi jednotlivé operácie tvárnenia zaradiť žíhanie.
Väčšinu operácií tvárnenia je možné vykonávať za studena alebo za tepla. Tvárnenie za studena za zvolí, ak na to existuje niektorý z nižšie uvedených dôvodov:
- je požadované spevnenie materiálu
- je požadovaná dobrá akosť povrchu po tvárnení
- tvárnený materiál má nízku pevnosť
- stupeň pretvárnenia je nízky
- tvárnia sa tenké alebo malé polotovary.
Tvárnenie vybraných materiálov za studena
[upraviť | upraviť zdroj]- Hliník. Čistý hliník má malú pevnosť, preto sa tvárni za studena ak je potrebné získať jeho spevnenie. Dosiahnuté spevnenie je nepriamo úmerné jeho čistote. Hliník s čistotou 99,99 % pri stupni pretvárnenia 80 % zvýši svoju medzu pevnosti z cca. 50 MPa na cca. 110 MPa pri poklese ťažnosti z cca. 45 % na cca. 8 %. Hliník s čistotou 99,5 % pri rovnakom stupni pretvárnenia zvýši svoju medzu pevnosti z cca. 85 MPa na cca. 200 MPa pri poklese ťažnosti z cca. 30% na cca. 5%. Rekryštalizačná teplota Al 99,5 je pri stredných stupňoch pretvárnenia asi 150 °C.[1]
- Meď. Pri veľkých deformáciách za studena možno dosiahnuť medzu pevnosti medi až približne 400 MPa pri súčasnom poklese ťažnosti len na 4 %. Rekryštalizačná teplota medi je v závislosti od jej čistoty od 150 °C do 330 °C.[1]
- Mosadz. Spevnenie mosadzí pri tvárnení za studena závisí od množstva zinku. Pri stupni pretvárnenia 60 % sa zvýši medza pevnosti mosadze Ms90 (10 % Zn) z cca. 270 MPa na cca. 430 MPa ale pri Ms70 (30 % Zn) z cca. 310 MPa na cca. 700 MPa.[1]
- Bronz. Spevnenie cínových bronzov pri tvárnení za studena je úmerné stupňu pretvárnenia a obsahu cínu. Bronz CuSn8 je možné spevniť až na 900 MPa. Homogénne hliníkové bronzy sa vzhľadom na spôsob kryštalizácie musia aj pred tvárnením za studena najskôr tvárniť za tepla. Mangánové bronzy majú malé deformačné spevnenie, preto je ich možné tvárniť za studena až na stupeň pretvárnenia 80 %. Ich rekryštalizačná teplota je o 150 °C až 200 °C vyššia ako teplota čistej medi, preto si zachovávajú deformačné spevnenie aj pri vyšších teplotách. [1]
- Nikel. Nikel je možné spevniť na medzu pevnosti medi 800 MPa - 900 MPa. Nikel pri stupni pretvárnenia 80 % zvýši svoju medzu pevnosti z cca. 400 MPa na cca. 800 MPa pri poklese ťažnosti z cca. 35 % na cca. 3 %. Rekryštalizačná teplota niklu je vysoká, približne 600 °C.[1]
- Titán. Titán sa pri tvárnení za studena intenzívne spevňuje. Už pri stupni pretvárnenia 50% je možné dosiahnuť tzv. tvrdý stav s medzou pevnosti 800 MPa a tvárnosťou 7 %. Pre valcovanie za studena sú vhodné len tenké plechy do hrúbky 2 mm. [1]
Zdroje
[upraviť | upraviť zdroj]- HLUCHÝ, Miroslav, a kol. Technológia. Bratislava : Alfa, vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, n.p., 1977. 368 s.
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ a b c d e f MACEK, Karel; ZUNA, Petr; ZILVAR, Václav. Náuka o materiáli III pre 4. ročník SPŠ strojníckych.. Bratislava : Alfa, vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry n.p., 1989. 240 s. ISBN 80-05-00166-5.