La trafilatura a freddo è un processo di formatura del metallo in cui un pezzo di metallo viene forzato attraverso uno o più stampi, riducendo così le dimensioni della sezione trasversale della parte originale. Il processo di trafilatura a freddo produce un prodotto finale dimensionalmente coerente, migliorando sia lo snervamento che la resistenza alla trazione. La superficie risultante è pulita e priva di incrostazioni o altri difetti. La trafilatura a freddo viene tipicamente utilizzata per produrre barre, barre e fili di precisione in acciaio, rame e alluminio che devono soddisfare rigide specifiche fisiche e meccaniche.
Durante il processo di trafilatura a freddo, viene utilizzata una piattaforma fissa chiamata banco di trafilatura per tenere in posizione lo stampo. Il banco ha un lato in entrata e uno in uscita. Il lato di uscita è costituito da una lunga piattaforma a rulli, utilizzata per raccogliere il materiale finito dopo che è stato forzato attraverso lo stampo. Lo stock di metallo, solitamente in forma di barra o filo, viene caricato nel lato di alimentazione. Un’estremità dello stock di metallo è di dimensioni ridotte in modo che si adatti allo stampo. Un cilindro idraulico o un argano viene quindi utilizzato per tirare il metallo attraverso lo stampo e sui rulli di uscita.
Esistono tre tipi principali di trafilatura a freddo: trafilatura di tubi, trafilatura a barre e trafilatura. Il disegno del tubo riduce sia il diametro interno (ID) che il diametro esterno (OD), aumentando la lunghezza del tubo. Lo spessore della parete del tubo rimane costante. Il disegno della barra riduce la sezione trasversale della barra originale, mentre aumenta la lunghezza. La larghezza o l’altezza del calcio originale può rimanere costante, sebbene di solito entrambe le dimensioni siano ridotte. La trafilatura riduce il diametro esterno del filo mentre aumenta la lunghezza. Il volume del filo rimane costante. La trafilatura di solito richiede diverse fasi per ridurre il filo alla dimensione desiderata. Gli stampi utilizzati nella trafilatura sono generalmente realizzati in carburo di tungsteno o diamante.
Oltre a modificare le dimensioni fisiche, la trafilatura a freddo altera anche alcune proprietà meccaniche del grezzo originale. Sono possibili aumenti del 30% della resistenza alla trazione e in molti materiali si osservano spesso guadagni dell’80% della resistenza allo snervamento. I cambiamenti nelle proprietà meccaniche sono legati alla quantità di riduzione nella sezione trasversale del grezzo originale. Una piccola riduzione iniziale della sezione trasversale può portare a grandi cambiamenti nelle proprietà meccaniche, sebbene la velocità di cambiamento diminuisca rapidamente all’aumentare della quantità di riduzione.
La trafilatura a freddo viene utilizzata nella produzione di cavi elettrici in rame e cablaggi domestici, nonché in acciaio strutturale e tubazioni industriali. Il processo di trafilatura a freddo produce molti oggetti comuni di uso quotidiano, come graffette, corde di chitarra e molle. Altre applicazioni includono parti per vari strumenti musicali e componenti elettrici, nonché tubi e tubazioni idrauliche.