La lavorazione a freddo è un tipo di lavorazione dei metalli eseguita sottoponendo il metallo a sollecitazioni meccaniche sufficienti a causare la deformazione plastica, un cambiamento permanente nella struttura cristallina del metallo. Prende il nome perché viene eseguito a temperature inferiori al punto di ricristallizzazione del metallo e altera la struttura del metallo attraverso lo stress meccanico piuttosto che il calore. La tecnica aumenta la resistenza e la durezza di un metallo riducendo la sua duttilità. Nella moderna industria della lavorazione dei metalli vengono utilizzati numerosi processi diversi che vengono applicati a materiali come acciaio, alluminio e rame.
Questo tipo di lavorazione dei metalli rafforza il materiale attraverso un processo chiamato incrudimento o incrudimento. Quando lo stress meccanico su un metallo diventa sufficientemente alto, provoca difetti cristallografici permanenti, chiamati dislocazioni, nella struttura cristallina degli atomi del metallo. All’aumentare del numero di dislocazioni, diventa più difficile che si formino di nuove o che i difetti esistenti si muovano attraverso la struttura cristallina, rendendo il metallo più resistente a ulteriori deformazioni. Ciò aumenta la sua resistenza allo snervamento e gli consente di resistere a maggiori sollecitazioni, ma significa anche che il metallo diventa meno duttile e che, se il metallo è sottoposto a sollecitazioni eccessive, si spezzerà anziché piegarsi.
La lavorazione a freddo è spesso più conveniente rispetto alla lavorazione del metallo attraverso il trattamento termico, soprattutto per la produzione di grandi volumi, perché produce miglioramenti comparabili in termini di resistenza utilizzando materiali in modo più efficiente e richiedendo meno finiture. L’alto costo del capitale iniziale di questo processo, tuttavia, lo rende meno conveniente rispetto al trattamento termico su scala ridotta. La minore duttilità del metallo lavorato a freddo lo rende inoltre inferiore in alcune applicazioni. La sua maggiore resistenza alla deformazione lo rende meno in grado di cedere a forze che il metallo non è abbastanza forte da resistere, e quindi se il metallo è sottoposto a troppe sollecitazioni, può fratturarsi piuttosto che piegarsi. Alcune produzioni di metalli utilizzano entrambi i metodi in diversi punti del processo di produzione per conferire le qualità desiderate al metallo.
Esistono diversi metodi che possono essere utilizzati per la lavorazione a freddo. Il tipo più comune è la laminazione a freddo, in cui il metallo in lavorazione viene schiacciato attraverso spazi stretti tra rulli metallici rotanti. Il movimento dei rulli comprime il materiale, causandone la deformazione mentre lo sposta attraverso l’intercapedine. Un altro metodo è la forgiatura a freddo, in cui il metallo viene modellato forzandolo in uno stampo con una pressa o un martello.