Hva er Hot Working?

June 24  by Eliza

Varme arbeider er et begrep for oppvarming av stål eller andre metaller og deretter rulle, stempling eller hamring dem inn i ønskede former. Varme metaller over deres kritiske punkt, hvor metaller krystaller kan flyte som svært tykke væsker, reduserer stress og gjør dem lettere å rulle eller form. Metall utsatt for varmbearbeidelse kan være mindre sprø, eller mindre tilbøyelige til å sprekke, enn metaller som er behandlet kaldt.

Metaller inneholder en krystallstruktur, en tilfeldig blanding av mangfoldig krystaller som kan sammenlignes med sandkorn. Når de fleste metaller er ved romtemperatur, krystallene tett pakket sammen, og metallet anses stive. Dersom metallet blir oppvarmet over sin krystallisasjonstemperatur, referert til som den kritiske punkt, krystallene mister sitt grep om hverandre, og metallet vil flyte eller kan være formet lett.

Kaldbearbeiding av metaller ved romtemperatur skaper svært tøffe metalldeler, men kan føre til spenninger i metallet som fører til eventuelle sprekker eller fiasko. Dette skjer fordi metall krystaller ikke kan bevege seg rundt hverandre, og de ønsker å vende tilbake til en lavere spenningstilstand. Kald forming kan sammenlignes med strekking av en gummistrikk, med krystaller under stress. Metaller kan varmes senere i en prosess som kalles gløding, hvor metallet blir oppvarmet til en høy temperatur, holdes der, og deretter langsomt avkjølt for å redusere stress. Varmbearbeidelse forhindrer denne spenning og gjør metallet mye lettere å håndtere.

Når varme metaller er rullet, vil metallkrystaller gli langs hverandre, og endre form fra rund til lange og tynne former. Denne endring kan gjøre metallet sterkere i retning av krystallene, men svakere hvis kraft blir overført motsatt retning. Valsede metaller kan bindes for å gjenvinne noe av den opprinnelige krystallform, som styrker metall.

Å arbeide ved høyere temperaturer gir et duktilt metall, som er et metall som kan bøyes eller er mindre sprø. Duktilitet kan være en ulempe for deler som trenger høy slagfasthet, slik som verktøy eller kniver. Varmbearbeidelsen kan bli etterfulgt av anløping, som oppvarming, etterfulgt av hurtig avkjøling i vann eller olje, for å gjenvinne noe av seighet av kaldbearbeidet metall.

En ulempe ved varmbearbeidelse er temperaturen som kreves for å nå det kritiske punkt for noen metaller. Noen høyfast stål kan kreve oppvarming til svært høye temperaturer for å tillate arbeids uten å skape metall påkjenninger. Disse temperaturer kan kreve spesielle maskinverktøy som er i stand til å opprettholde sin styrke og seighet når det utsettes for de høye metalltemperatur. Dette utstyret kan også kreve høy temperatur varmekretser på ruller eller stempling deler for å holde metallet varmt og forhindre kaldbearbeiding.