Kallbearbetning är en typ av metallbearbetning som görs genom att utsätta metall för tillräckligt med mekanisk belastning för att orsaka plastisk deformation, en permanent förändring i metallens kristallina struktur. Det har fått sitt namn eftersom det görs vid temperaturer under metallens omkristallisationspunkt och förändrar metallens struktur genom mekanisk stress snarare än värme. Tekniken ökar en metalls styrka och hårdhet samtidigt som den minskar dess duktilitet. Ett antal olika processer används i den moderna metallbearbetningsindustrin som tillämpas på material som stål, aluminium och koppar.
Denna typ av metallbearbetning stärker materialet genom en process som kallas arbetshärdning eller töjningshärdning. När den mekaniska spänningen på en metall blir tillräckligt hög, orsakar det permanenta kristallografiska defekter, kallade dislokationer, i den kristallina strukturen hos metallens atomer. När antalet dislokationer ökar blir det svårare för nya att bildas eller för de befintliga defekterna att röra sig genom kristallstrukturen, vilket gör att metallen blir mer motståndskraftig mot ytterligare deformation. Detta ökar dess sträckgräns och gör att den klarar större påfrestningar, men det gör också att metallen blir mindre seg och att den, om metallen utsätts för för mycket påkänning, kommer att spricka snarare än att böjas.
Kallbearbetning är ofta mer kostnadseffektivt än bearbetning av metall genom värmebehandling, särskilt för produktion av stora volymer, eftersom det ger jämförbara förbättringar i styrka samtidigt som material används mer effektivt och kräver mindre efterbehandling. Den höga initiala kapitalkostnaden för denna process gör den dock mindre kostnadseffektiv än värmebehandling i mindre skalor. Den lägre duktiliteten hos kallbearbetad metall gör den också sämre i vissa applikationer. Dess högre motståndskraft mot deformation gör den mindre kapabel att ge vika för krafter som metallen inte är tillräckligt stark för att motstå, så om metallen utsätts för för mycket påkänning kan den spricka snarare än böjas. Viss metallproduktion använder båda metoderna vid olika punkter i produktionsprocessen för att ge metallen de önskade egenskaperna.
Det finns ett antal olika metoder som kan användas för kallbearbetning. Den vanligaste typen är kallvalsning, där metallen som bearbetas pressas genom smala springor mellan roterande metallvalsar. Rullarnas rörelse komprimerar materialet, vilket orsakar deformation när det rör sig genom springan. En annan metod är kallsmide, där metall formas genom att den pressas in i en form med en press eller hammare.