En metalurgia , el conformado en frío o el trabajo en frío es cualquier proceso de trabajo de metales en el que se le da forma al metal por debajo de su temperatura de recristalización , generalmente a temperatura ambiente. Dichos procesos se contrastan con técnicas de trabajo en caliente como laminación en caliente , forja , soldadura , etc. [1] : p.375 Se utilizan términos iguales o similares en la fabricación de vidrio para los equivalentes; por ejemplo, el vidrio tallado se fabrica mediante "trabajo en frío", cortando o moliendo un objeto formado.
Las técnicas de conformado en frío generalmente se clasifican en cuatro grupos principales: exprimido, doblado, estirado y cizallado. Generalmente tienen la ventaja de ser más sencillas de realizar que las técnicas de trabajo en caliente.
A diferencia del trabajo en caliente, el trabajo en frío hace que los granos y las inclusiones del cristal se distorsionen siguiendo el flujo del metal; lo que puede causar endurecimiento por trabajo y propiedades anisotrópicas del material. El endurecimiento por trabajo hace que el metal sea más duro , rígido y resistente , pero menos plástico , y puede provocar grietas en la pieza. [1] : p.378
Los posibles usos del conformado en frío son extremadamente variados, incluidas grandes láminas planas, formas plegadas complejas, tubos metálicos, cabezas y roscas de tornillos, uniones remachadas y mucho más.
La siguiente es una lista de procesos de conformado en frío: [1] : p.408
Las ventajas del trabajo en frío sobre el trabajo en caliente incluyen: [1] : p.375
Dependiendo del material y del grado de deformación, el aumento de resistencia debido al endurecimiento por trabajo puede ser comparable al del tratamiento térmico . Por lo tanto, a veces es más económico trabajar en frío un metal menos costoso y más débil que trabajar en caliente un metal más caro que puede tratarse térmicamente, especialmente si también se requiere precisión o un acabado superficial fino.
El proceso de trabajo en frío también reduce los residuos en comparación con el mecanizado, o incluso los elimina con métodos de forma casi neta . [1] : p.375 El ahorro de material se vuelve aún más significativo en volúmenes mayores, y aún más cuando se utilizan materiales caros, como cobre, níquel, oro, tantalio y paladio. [2] El ahorro de materia prima como resultado del conformado en frío puede ser muy significativo, al igual que el ahorro de tiempo de mecanizado. Los tiempos del ciclo de producción cuando se trabaja en frío son muy cortos. En maquinaria de estaciones múltiples, los tiempos del ciclo de producción son aún menores. Esto puede resultar muy ventajoso para grandes tiradas de producción.
Algunas desventajas y problemas del trabajo en frío son: [1] : p.375
La necesidad de equipos más pesados y herramientas más duras puede hacer que el trabajo en frío sea adecuado sólo para la industria manufacturera de gran volumen. [1] : p.375
La pérdida de plasticidad por endurecimiento por trabajo puede requerir recocidos intermedios , y un recocido final para aliviar tensiones residuales y dar las propiedades deseadas al objeto fabricado. Estos pasos adicionales anularían algunas de las ventajas económicas del conformado en frío sobre el conformado en caliente. [1] : p.378
Los artículos trabajados en frío sufren un fenómeno conocido como springback o recuperación elástica . Una vez eliminada la fuerza deformadora de la pieza de trabajo, ésta retrocede ligeramente. La cantidad de rebote de un material es igual a la deformación elástica (la deformación en el punto elástico) del material. [1] : p.376
Es posible que se necesiten precauciones especiales para mantener la forma general de la pieza de trabajo durante el trabajo en frío, como el granallado y la extrusión angular de canales iguales .