冷間加工による金属の強化

株式会社ノベリスト

ほとんどの場合、金属は、熱を加えて可鍛性にした後、目的の形状に鋳造または鍛造されます。冷間加工とは、熱を使わずに形状を変化させて金属を強化するプロセスを指します。金属をこの機械的応力にさらすと、金属の結晶構造が恒久的に変化し、強度が向上します。

金属は 2 つのローラーの間で転がされるか、小さな穴から引き出されます (押されたり引っ張られたりします)。金属が圧縮されると、粒子サイズが小さくなり、強度が向上します (粒子サイズの許容範囲内)。金属をせん断して、目的の形状に成形することもできます。

冷間加工による金属の強化

このプロセスは、金属の再結晶点より低い温度で行われるため、その名前が付けられています。変化に影響を与えるために、熱の代わりに機械的応力が使用されます。このプロセスの最も一般的なアプリケーションは次のとおりです。 鋼 、 アルミニウム 、 と 銅 .

これらの金属が冷間加工されると、永久欠陥が結晶構造を変化させます。これらの欠陥は、結晶が金属構造内で移動する能力を低下させ、金属はそれ以上の変形に対してより耐性になります。

得られた金属製品は、引張強度と硬度が向上していますが、延性 (強度を失ったり壊れたりせずに形状を変える能力) は低くなります。鋼の冷間圧延および冷間引抜も、表面仕上げを改善します。

冷間加工の種類

主な冷間加工方法は、圧搾または圧延、曲げ、せん断、絞りに分類できます。冷間加工金属のさまざまな方法の概要については、下の表を参照してください。

絞る	曲げ	剪断	描く
圧延	角度	剪断	棒線とチューブの描画
スエージング	ロール	スリット	伸線
冷間鍛造	ロールフォーミング	ブランキング	紡糸
サイジング	描く	ピアス	エンボス加工
押し出す	縫い合わせ	ランシング	ストレッチフォーミング
リベット打ち	フランジング	穿孔	シェルの描画
ステーキング	矯正	ノッチング	アイロンがけ
コイニング		ニブリング	高エネルギー率成形
ピーニング		シェービング
バニシング		トリミング
よろめく		切り落とす
ねじ転造		ダイニング

加工硬化の最も一般的な方法

加工硬化には非常に多くのオプションがありますが、メーカーはどのオプションを使用するかをどのように決定しますか?それは金属が置かれる用途に依存します。加工硬化の最も一般的な 3 つのタイプは、冷間圧延、曲げ、および絞りです。

冷間圧延は、加工硬化の最も一般的な方法です。これは、金属を一対のローラーに通して、その厚さを薄くしたり、厚さを均一にしたりすることを含みます。ローラーを通過して圧縮されると、金属粒子が変形します。冷間圧延製品の例には、鋼板、ストリップ、バー、およびロッドが含まれます。

板金の曲げ加工は、冷間加工のもう 1 つのプロセスであり、作業軸上で金属を変形させ、それによって金属の形状を変化させます。この方法では、形状は変化しますが、金属の体積は一定のままです。

この曲げプロセスの例としては、鋼またはアルミニウムの部品を曲げて目的の曲率に合わせることです。たとえば、多くの自動車部品は、製造寸法に合わせるために曲げる必要があります。

ドローイングは基本的に、小さな穴またはダイを通して金属を引っ張ることを含みます。これにより、製品の長さを増やしながら、金属棒またはワイヤの直径を小さくします。原材料の金属は、圧縮力によって金型に押し込まれ、金属の形状が変化するときに再結晶が発生するようにします。この工程で作られた製品には、棒鋼やアルミ棒などがあります。