La trafilatura a freddo è un processo di formatura dei metalli in cui un pezzo di metallo viene forzato attraverso uno o una serie di stampi per ridurre le dimensioni della sezione trasversale della parte originale. Il processo di trafilatura a freddo produce un prodotto finale dimensionalmente coerente aumentando la resa e la resistenza alla trazione. La superficie risultante è pulita e priva di pelle ossidata o altri difetti. La trafilatura a freddo è comunemente utilizzata per produrre barre e fili di precisione in acciaio, rame e alluminio che devono soddisfare rigorose specifiche fisiche e meccaniche.
Durante il processo di trafilatura a freddo, gli stampi vengono tenuti in posizione utilizzando una piattaforma fissa chiamata tavolo da disegno. Il tavolo ha un lato di entrata e un lato di uscita. Il lato di uscita è costituito da una lunga piattaforma a rulli utilizzata per catturare il pezzo finito dopo che è stato forzato attraverso lo stampo. La materia prima metallica, solitamente sotto forma di barra o filo, viene caricata sul lato di ingresso. Un'estremità della billetta metallica è di dimensioni ridotte per consentirne il passaggio attraverso lo stampo. Un cilindro idraulico o un argano viene quindi utilizzato per tirare il metallo attraverso lo stampo e sui rulli di scarico.
Esistono tre tipologie principali di trafilatura a freddo: trafilatura di tubi, trafilatura di barre e trafilatura di fili. Il disegno del tubo riduce il diametro interno (ID) e 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 aumentandone la lunghezza. La larghezza o l'altezza del grezzo originale possono rimanere costanti, sebbene solitamente entrambe le dimensioni siano ridotte. La trafilatura riduce il diametro esterno del filo aumentandone la lunghezza. Il volume del filo rimane costante. Il disegno richiede solitamente diverse fasi per ridurre il filo alla dimensione desiderata. Le matrici da trafilatura sono generalmente realizzate in carburo di tungsteno o diamante.
Oltre a modificare le dimensioni fisiche, la trafilatura a freddo modifica alcune proprietà meccaniche del pezzo grezzo originale. In molti materiali la resistenza alla trazione può essere aumentata fino al 30% e la resistenza allo snervamento fino all'80%. La variazione delle proprietà meccaniche è correlata all'entità della riduzione della sezione trasversale della billetta vergine. Una piccola riduzione iniziale della sezione trasversale determina un grande cambiamento nelle proprietà meccaniche, sebbene la velocità di cambiamento diminuisca rapidamente all’aumentare della riduzione.
La trafilatura a freddo viene utilizzata nella produzione di cavi in rame e cablaggi domestici, nonché di tubazioni in acciaio strutturale e industriale. 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 una varietà di strumenti musicali e componenti elettrici, nonché tubi e tubazioni idrauliche.
