Kaltumformung


Kaltumformung

Kaltumformung bezeichnet das Umformen von Metallen bei einer Temperatur deutlich unterhalb der Rekristallisationstemperatur.

Die sich während der plastischen Umformung erhöhende Versetzungsdichte im Metall führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass sich Versetzungen bei ihrer Bewegung treffen und dadurch gegenseitig in ihrer Bewegung behindern. Entsprechend ist zur Weiterverformung eine größere Spannung notwendig, was sich in einer Zunahme von Dehngrenze und Härte bemerkbar macht. Man bezeichnet dieses Verhalten auch als Kaltverfestigung.

Die erhöhte Versetzungsdichte führt zusätzlich zu einer Erhöhung der im Kristall gespeicherten Energie. Bringt man also ein kaltverfestigtes Metall lange genug in einen Temperaturbereich, in dem die Gitterfehler ausheilen können, baut sich die Festigkeit des Metalls durch Rekristallisation wieder ab.

Die Kaltverfestigung ist speziell bei Kupfer sehr ausgeprägt. Der Großhandel verkauft Kupferrohre oft als hart oder weich. Der Installateur kann die harten Rohre durch Erwärmung mit der Gasflamme lokal wieder erweichen. Beim Biegen verfestigen sie sich erneut.

Vergleiche von Warm- und Kaltumformen

Warmumformen

  • Arbeitstemperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur
  • Große Umformbarkeit der Werkstoffe
  • Geringe Umformkräfte
  • Geringe Änderung von Festigkeit und Bruchdehnung am umgeformten Werkstoff

Kaltumformen

  • Arbeitstemperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur
  • Enge Maßtoleranzen möglich
  • Kein Verzundern der Oberfläche
  • Erhöhung der Festigkeit und Verringerung der Duktilität, d. h. Bruchdehnung (Kaltverfestigung)
  • Duktile Stoffe sind gut kalt formbar wie z. B. durch das Tiefziehen, Biegen oder Recken.

Durch das Kaltumformen wird das Gefüge des verwendeten Werkstoffes derart in Mitleidenschaft gezogen, dass z. B. die schweißtechnische Bearbeitung dieses Bauteiles nicht mehr sichergestellt werden kann. Weichglühen kann durch Versetzungsabbau die Schweißeignung wiederherstellen.

Siehe auch