El trabajo en frío es un tipo de trabajo de metales que se realiza sometiendo el metal a una tensión mecánica suficiente para provocar una deformación plástica, un cambio permanente en la estructura cristalina del metal. Recibe su nombre porque se realiza a temperaturas por debajo del punto de recristalización del metal y altera la estructura del metal a través de esfuerzos mecánicos en lugar de calor. La técnica aumenta la resistencia y dureza de un metal al tiempo que reduce su ductilidad. En la moderna industria metalúrgica se utilizan varios procesos diferentes que se aplican a materiales como el acero, el aluminio y el cobre.
Este tipo de trabajo en metal fortalece el material a través de un proceso llamado endurecimiento por trabajo o endurecimiento por deformación. Cuando la tensión mecánica sobre un metal se vuelve lo suficientemente alta, provoca defectos cristalográficos permanentes, llamados dislocaciones, en la estructura cristalina de los átomos del metal. A medida que aumenta el número de dislocaciones, se vuelve más difícil que se formen nuevas o que los defectos existentes se muevan a través de la estructura cristalina, lo que hace que el metal se vuelva más resistente a una mayor deformación. Esto aumenta su límite elástico y le permite soportar una mayor tensión, pero también significa que el metal se vuelve menos dúctil y que, si el metal se somete a demasiada tensión, se fracturará en lugar de doblarse.
El trabajo en frío es a menudo más rentable que el trabajo de metal mediante tratamiento térmico, especialmente para la producción de gran volumen, porque produce mejoras comparables en la resistencia mientras usa materiales de manera más eficiente y requiere menos acabado. Sin embargo, el alto costo de capital inicial de este proceso lo hace menos rentable que el tratamiento térmico a escalas más pequeñas. La menor ductilidad del metal trabajado en frío también lo hace inferior en algunas aplicaciones. Su mayor resistencia a la deformación lo hace menos capaz de ceder a las fuerzas que el metal no es lo suficientemente fuerte para resistir, por lo que si el metal se somete a demasiada tensión, puede fracturarse en lugar de doblarse. Algunas producciones de metales utilizan ambos métodos en diferentes puntos del proceso de producción para impartir las cualidades deseadas en el metal.
Hay varios métodos diferentes que se pueden utilizar para el trabajo en frío. El tipo más común es el laminado en frío, en el que el metal que se trabaja se aprieta a través de espacios estrechos entre los rodillos de metal giratorios. El movimiento de los rollos comprime el material, causando deformación a medida que lo mueve a través del hueco. Otro método es la forja en frío, en la que se moldea el metal forzándolo en un troquel con una prensa o un martillo.