Kaltumformung

Die Kaltumformung bezeichnet die bewusste plastische Umformung von Metallen bei Temperaturen, die deutlich unter der Rekristallisationstemperatur liegen. Eine unbewusst herbeigeführte und unkontrollierte Verformung wird als Kaltverformung bezeichnet. Die Festigkeit des Werkstoffs wird bei einer Kaltumformung beeinflusst, weil sich die Versetzungsdichte im Kristallgitter erhöht. Bei Bewegung reiben diese Versetzungen aneinander, wodurch sie sich gegenseitig behindern. Aus diesem Grund wird häufig eine Wärmebehandlung im Anschluss durchgeführt, um bessere Oberflächeneigenschaften zu erzielen.

Folgen der Kaltumformung

Die Folgen der Kaltumformung werden als Kaltverfestigung bezeichnet. Dabei handelt es sich um einen Vorgang, bei der sich die Versetzungsdichte im Kristallgitter erhöht. Folge der Kaltverfestigung: die Zugfestigkeit, Dehngrenze und Härte des Werkstoffs nehmen zu. Gleichzeitig wird das Material aber auch brüchig und die Eigenspannungen steigen.

Weitere Nebeneffekte der Kaltumformung sind die Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit so wie der ferromagnetischen Eigenschaften. Die elektrische Leitfähigkeit kann negativ beeinflusst werden, während bei Stahl eine Art Dauermagnetisierung entstehen kann.

Kaltverfestigung wird häufig bewusst herbeigeführt, um die Härte und die Dauerfestigkeit des Werkstoffes zu steigern. In der Stahlindustrie kommt es aber auch ungewollt zu Kaltverformungen, weil Werkstoffe zu anspruchsvollen Konditionen ausgesetzt sind. Kaltumformung ist allerdings bei Kupfer weit verbreitet, da das Metall von Natur aus eher weich ist. Kupferdrähte werden kalt verformt und dann verfestigt, um den Werkstoff härter zu machen.

Abgrenzung zu Warmumformung

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Warmumformung um die gezielte plastische Umformung eines Werkstoffes bei einer hohen Temperatur. Dabei muss sie über der Rekristallisationstemperatur liegen.

Über die Unterschiede bei Warm- und Kaltumformung wird im Folgenden aufgeklärt:

  • Temperatur: Der wohl naheliegendste Unterschied zwischen Warm- und Kaltumformung ist die Temperatur. Während sie bei der Kaltumformung deutlich unter dem Rekristallisationspunkt liegt, liegt sie bei der Warmumformung darüber.
  • Formänderung: Durch die hohe Temperatur werden Werkstoffe weicher und lassen ihre Form besser ändern. Bei der Kaltumformung sind hingegen nur geringfügige Formveränderungen möglich. Ziel der Kaltumformung ist auch die Veränderung der Werkstoffeigenschaften und nicht die Abwandlung der Form.
  • Maßtoleranzen: Maßtoleranzen sind bei Kaltumformungen enger, sodass Werkstoffe passgenauer verarbeitet werden können.
  • Verfestigung: Bei der Kaltumformung ist das Hauptziel die Verfestigung von Werkstoffen. Im Gegensatz dazu werden Verfestigungen bei der Warmumformung ständig wieder abgebaut.