عمليات التشكيل الدرفلة على البارد

عمليات التشكيل على الباردCold forming    

يجري التشكيل على البارد في درجة حرارة الغرفة أو في درجة حرارة قريبة منها. وبصورة عامة فانه بالإمكان تشكيل المعادن على البارد في درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة ، حيث إن الحد الفاصل بين التشكيل على البارد والتشكيل على الساخن هو في درجة حرارة إعادة التبلور التي تكون ولمعظم المعادن أعلى من درجة حرارة الغرفة ، يتميز التشكيل على البارد بعدد من الميزات التي تؤهله للتنافس مع بقية عمليات التشكيل ، وهذه الميزات هي:-

1- يسبب التشكيل على البارد ارتفاعا في الخواص الميكانيكية مثل الصلادة ومقاومة الشد وانخفاضا في خواص أخرى مثل المطيلية .

2- تتميز المنتجات المشكلة على البارد بإنهاء سطحي ومظهر خارجي جيدين.

3- يمكن التحكم بصورة دقيقة في أبعاد ومقاسات المنتجات المشكلة على البارد ، لذلك فان التشكيل على البارد يستخدم كمرحلة نهائية لتشكيل المنتجات المشكلة على الساخن .

وبرغم ذلك يمتلك التشكيل على البارد عدد من المحددات التي يجب الانتباه لها في حالة استخدامه في التشكيل وهذه المحددات هي:-

1- تعتبر متطلبات الطاقة العالية من أهم عيوب التشكيل على البارد ، بما يستوجب ذلك من استخدام المعدات والأجهزة المصنوعة من مواد معدنية عالية الكفاءة والمقاومة.

2-مقدار التشكيل الذي يمكن انجازه تحت قوة أو جهد ثابت في التشكيل على البارد يكون اقل منه في التشكيل على الساخن تحت نفس الجهد.

3-مطيلية المنتجات بعد تشكيلها على البارد.

إن العمليات التي تتطلب شد أو سحب المعدن خلال القالب تكون دائما عمليات تشكيل على البارد . وأنواع التشكيل على البارد كثيرة ولكن الأساسية والتي تستعمل في الصناعات المعدنية هي مايلي -

1- الدرفلة على البارد Cold rolling

الدرفلة هي عملية تشكيل المعدن بين درافيل دوارة عن طريق ضغطه بينها من اجل الحصول على الشكل والحجم المطلوبين ، تتضمن عملية التشكيل هذه نقصان في سمك المعدن المشكل مع زيادة في طوله وعرضه.

تستخدم الدرفلة للحصول على الألواح ، القضبان ، البكرات ، الأنابيب ، والأشرطة المعدنية وغيرها من المنتجات والأشكال. ومن المعادن التي من الممكن درفلتها على البارد هي النحاس أما الفولاذ فيتم درفلته على الساخن.

إن عنف التشكيل البارد وارتفاع القوة المستعملة للتشكيل يستوجبان استعمال درافيل إسناد وتؤدي الدرفلة على البارد المهام التالية :-

1- ضبط الأبعاد والمقاسات إلى حد بعيد

2- تحسين المظهر الخارجي وإزالة الطبقات المتأكسدة

3- تحسين بعض الخواص الميكانيكية مثل الصلادة ومقاومة الشد

وتعتبر س المعدنية الرقيقة جدا سمك (0.002mm)  من أهم منتجات هذه الطريقة.

هنالك خواص مهمة يجب توفرها في المعادن التي يتم درفلتها واهم هذه الخواص هي قابلية المعدن للانسياب نتيجة الضغط المسلط عليه وبدون أن ينكسر كذلك يجب أن تكون له قوة تحمل كبيرة حتى لايفشل تحت الضغط.

ويمكن حساب مقدار زاوية الاتصال(δ) بين الدرفيل والمعدن المشكل من المعادلة التالية:

حيث إن :

h_o= سمك الشغلة قبل الدرفلة (mm).

h_f= سمك الشغلة بعد الدرفلة (mm).

D = قطر الدرفيل (mm).

إن مقدار الدرفلة (الانضغاط في المعدن ) يزداد بزيادة قطر الدرفيل ونتيجة لهذه العملية يزداد عرض وطول الشغلة ويقل سمكها . تسمى نسبة طول الشغلة بعد الدرفلة إلى طول الشغلة قبل الدرفلة بمعامل الاستطالة (K) والذي يمكن حسابه من المعادلة التالية:-

حيث إن :

I= طول الشغلة بعد الدرفلة (mm).

L= طول الشغلة قبل الدرفلة (mm).

F= مساحة مقطع الشغلة قبل الدرفلة (mm²).

f  = مساحة مقطع الشغلة بعد الدرفلة (mm₂).