Obrada metala – razlika između verzija

[[Datoteka:Sacrificial anode.jpg|mini|desno|250px|Anodna zaštita s trupa [[brod]]a.]]

[[Datoteka:Feuerverzinkte Oberfläche.jpg|mini|250px|desno|Galvanizirana površina [[čelik]]a s vidljivim [[kristalno zrno|kristalnim zrnima]] [[cink]]a. Kristalna zrna čelika ispod zaštitnog sloja cinka su mikroskopska ([[mikrostruktura]]).]]

[[Datoteka:Katana hardened edge pic with inset of nioi.JPG|mini|desno|250px|Različito [[Otvrdnjavanje površine čelika|otvrdnjavanje]] japanskog [[Samuraji|samurajskog]] mača [[Katana|katane]]. Svijetle valovite linije (''nioi'') odvajaju [[martenzit]]ne krajeve od [[perlit]]ne osnove.]]

 

[[Sila]] kojom alat djeluje na obradak dovoljno je velika da pomiče obradak po radnom stolu. Zato je obrada moguća samo ako obradak miruje. Također je potrebno zadržati obradak na istom položaju ako je potrebno izvršiti više različitih obrada. Za što bolje pozicioniranje i što točniju izradu potrebna su nam pomagala koja su specijalno konstruirana za tu srhu. '''Naprave''' su pomoćna sredstva koja se primjenjuju u tijeku [[proizvodnja|proizvodnje]], ne obrađuju direktno [[materijal]], ali sudjeluju u procesu proizvodnje i to kao samostalni uređaji ili kao dio [[alatni stroj|alatnog stroja]].

 

{{Glavni|Historija metalurgije željeza}}

 

Nakon brončanog nastavlja se željezno doba. Obrada željeza hladnim [[kovanje]]m na [[Bliski istok|Bliskom istoku]] počinje oko 6000. pne. ([[Metalni meteoriti|meteoritsko željezo]]), ali do masovne uporabe [[željezo|željeza]] dolazi tek oko 1000. pne., kada se znanje o taljenju željeza proširilo [[Stari Istok|Starim Istokom]] i [[Stara Grčka|Grčkom]] i to se uzima za početak željeznog doba.

 

Postupci obrade metala dijele se u nekoliko skupina:

* Obrada izvornog oblikovanja: iz bezobličnog stanja ([[Mineralne sirovine|ruda]], otpadni [[metal]], strugotina) oblikuje se čvrsto tijelo određenog oblika (najčešće [[lijevanje]]m);

* Obrada promjenom svojstava: to je način obrade metala kada se sirovcu mijenja struktura, a time i njegova svojstva ([[toplinska obrada]] kao [[kaljenje]], [[Žarenje|normalizacija]], [[Cementiranje čelika|cementiranje]]).

 

Obrada izvornog oblikovanja je postupak obrade metala kada iz bezobličnog stanja ([[Mineralne sirovine|ruda]], otpadni metal, strugotina) se oblikuje čvrsto tijelo određenog oblika (najčešće lijevanjem).

 

[[Lijevanje]] je postupak oblikovanja pri kojemu se rastaljeni [[metal]] ulijeva u neku šupljinu (kalup), hladi i skrućuje u njoj, te poprima njen oblik ('''odljevak'''). [[Alat]]i za lijevanje mogu biti '''pješćani kalupi''' za jednokratnu upotrebu i metalni ('''kokile''') za višekratnu upotrebu. Ulijevanje može biti [[Gravitacija|gravitacijsko]] pod djelovanjem [[Gravitacija|sile teže]] ili [[tlak|tlačno]] pod povišenim pritiskom radi boljeg popunjavanja kalupne šupljine. <ref> "Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.</ref>

 

 

Prednosti lijevanja su što se može dobiti složena [[geometrija]] vanjskog i unutarnjeg dijela odljevka, moguće je dobiti [[Tolerancija dužinskih mjera|dimenzijski točan oblik]] ili približno točan oblik, moguće proizvesti vrlo velike odljevke, može se lijevati bilo koji [[metal]], moguća masovna proizvodnja, velik raspon dimenzija odljevka: od 1 [[gram]] do 250 [[tona]]. Nedostaci lijevanja su ograničenja u mehaničkim svojstvima (često se javlja poroznost), često nedovoljna dimenzijska točnost i [[Tolerancija hrapavosti površine|kvaliteta površine]], opasnosti u proizvodnji, te nepovoljan utjecaj na [[Prirodni okoliš|okoliš]]. <ref> [http://www.fsb.unizg.hr/atlantis/upload/newsboard/30_09_2011__15683_ljevarstvo-2011.pdf] "Ljevarstvo", www.fsb.unizg.hr, 2011.</ref>

 

Obrada bez odvajanja čestica je način obrade metala kada se sirovac mijenja u željeni oblik novih dimenzija ili svojstava bez promjene [[volumen]]a i [[masa|mase]] materijala. Jedan od postupaka obrade materijala bez odvajanja čestica je plastična obrada metala. Ona se može podijeliti prema postupku na: [[kovanje]], [[duboko vučenje]], [[valjanje]], [[savijanje limova]], [[savijanje cijevi]], [[provlačenje]], [[izvlačenje]], sabijanje, [[preša]]nje, utiskivanje, istiskivanje, [[štancanje]]. Može biti u toplom ('''topla obrada''') ili hladnom stanju ('''hladna obrada''').

 

[[Valjanje]] je jedan od postupaka oblikovanja [[metal]]a deformiranjem kod kojega se [[Lijevanje|odljevnom]] bloku ([[ingot]]u) propuštanjem između okrećućih [[valjak]]a smanjuje presjek i daje željeni oblik, uz istovremeno poboljšanje [[mehanika|mehaničkih]] svojstava. Od svih postupaka plastične deformacije, najveću primjenu ima valjanje. Postupak započinje valjanjem ingota u poluproizvode. Dok obradak prolazi između valjaka dolazi do deformiranja materijala. U zoni deformacije materijal ne prolazi svugdje istom [[brzina|brzinom]] kojom rotiraju valjci. Obodna brzina valjka može biti veća, ista ili sporija od brzine prolaza [[materijal]]a u zoni deformacije.

 

Valjati se može u toplom i hladnom stanju. Materijali većeg presjeka valjaju se pretežno u toplom stanju, zbog veće plastičnosti i mogućnosti puno većih redukcija presjeka, te manjih [[sila]] i manjeg utroška [[Rad (fizika)|rada]]. Materijali manjeg presjeka valjaju se pretežno u hladnom stanju, jer se postiže [[Tolerancija hrapavosti površine|glađa površina]], uža [[Tolerancija dužinskih mjera|tolerancija]] i veća [[tvrdoća]] materijala.

 

[[Kovanje]] je obrada materijala bez odvajanja čestica, kod koje se promjena oblika i dimenzija vrši udarcima [[čekić]]a ili [[Bat (alat)|bata]] po otkivku, koji je položen na nakovanj. Obrada je češće u toplom stanju, ali može biti i u hladnom stanju. Prema načinu na koji se obavlja preoblikovanje postoji ručno kovanje i strojno kovanje.

 

* '''kovanje u ukovnjima''' (kalupima).

Obrada odvajanjem čestica se dijeli na [[ručna obrada|ručnu obradu]] odvajanjem čestica i [[strojna obrada|strojnu obradu]] odvajanjem čestica. To je način obrade metala kada se sa sirovca odvaja višak materijala lomljenjem sitnih dijelova materijala ([[tokarenje]], [[glodalica|glodanje]], [[pila|piljenje]], [[bušenje]], [[brušenje]], [[blanjanje]], [[provlačenje]], [[poliranje]], [[honanje]], [[lepanje]], [[superfiniš]]). <ref> [http://cnt.tesla.hr/downloads/nastava/obrada%20materijala%20nastava/Obrada%20materijala%20I/Skripta%20-%20OBRADA%20MATERIJALA%20I%20-%20II%20dio.pdf] "Obrada materijala II", dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.</ref>

 

 

[[Ručna obrada]] je obrada [[materijal]]a koja koristi [[alat]] uz [[snaga|snagu]] [[mišić]]a. Alat je sredstvo kojim mijenjamo oblik sirovcu, dok se za upravljanje alatom radnik koristi svojom snagom. Osnovni element svih alata za obradu skidanjem strugotine je [[klin]]. On svojim vrhom ulati u materijal i odvaja mu sitne dijelove materijala (strugotinu) ili ga samo dijeli (sječe, razdvaja). To ovisi o smjeru ulaza klina u materijal.

 

Obrada [[Spoj (strojarstvo)|spajanjem]] je način obrade kod kojeg se željeni proizvod dobije spajanjem dva ili više dijelova u jednu cjelinu ([[zavarivanje]], [[ljepilo|lijepljenje]], [[meko lemljenje|meko]] i [[tvrdo lemljenje]], spajanje [[vijak|vijcima]], [[zakovica]]ma).

 

[[Zavarivanje]] je spajanje dvaju ili više, istorodnih ili raznorodnih [[materijal]]a, taljenjem ili [[tlak|pritiskom]], sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, na način da se dobije homogeni zavareni spoj. Zavarivanje je u drukčije od [[tvrdo lemljenje|lemljenja]], a to je spajanje taljenjem legure s nižim [[talište]]m od materijala predmeta koji se spajaju.

 

Sve do kraja 19-tog stoljeća, jedino je bilo poznato [[kovačko zavarivanje]], s kojim su kovači stoljećima spajali željezo i čelik grijanjem i udaranjem čekića. Elektrolučno zavarivanje i plinsko zavarivanje kisikom su bili među prvim procesima koji su se razvili u 20-tom stoljeću. Nakon toga su se razvili mnogi procesi, ali među najzastupljenijim je postalo elektrolučno zavarivanje sa taljivom obloženom elektrodom. <ref > [http://brod.sfsb.hr/kth/zavar/tii/povije.html] Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu, 2012.</ref>

Obrada zaštite materijala je način obrade kod kojeg se na obradak nanosi materijal u svrhu povećanja kvalitete proizvoda (antikorozivna zaštita, metalizacija, eloksiranje, bruniranje, kromiranje, bojenje, plastifikacija). <ref> "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.</ref>

 

Iako su [[metal]]i na prvi pogled čvrsti i nesalomljivi, oni [[Kemijska reakcija|kemijski reagiraju]] s [[Okoliš|okolinom]], u kojoj se nalaze i postepeno propadaju. Na njih djeluje [[kiša]], [[Sunce]], [[vjetar]], [[mraz]], [[smog]], [[soli|sol]]. [[Korozija]] je najnegativniji utjecaj okoline na konstrukcijske metale zbog vanjskih mehaničkih, kemijskih ili bioloških utjecajnih čimbenika. Na spriječavanje korozije u razvijenom svijetu se troši oko 1000 [[Američki dolar|$]] po stanovniku (podaci prema istraživanjima u [[SAD]]-u 2003.).

 

* Zaštita inhibitorima je zaštita tvarima koje dodane u korozijski okoliš smanjuju brzinu korozije do tehnološki prihvatljivih iznosa, a dodaju se povremeno ili stalno u zatvorene sisteme (iznimno u otvorene sisteme). Premaz djeluje tako da stvori koru koja usporava koroziju. Osim zaštite metala od propadanja, antikorozivna obrada može imati i veliki udio u [[Estetika|estetici]] samog proizvoda.

 

Obrada promjenom svojstava je način obrade metala kada se sirovcu mijenja struktura, a time i njegova svojstva ([[toplinska obrada]] kao [[kaljenje]], [[Žarenje|normalizacija]], [[Cementiranje čelika|cementiranje]]).

 

[[Toplinska obrada]] je postupak djelovanja [[temperatura|temperature]] na materijal u svrhu mijenjanja njegove [[mikrostruktura|mikrostrukture]] i time mijenjanja njegovih svojstava. Toplinski se obrađuju najčešće [[čelik|čelici]], ali nerijetko i drugi [[metal]]i, te [[Keramika|keramike]] ([[staklo]]). Najčešći razlozi za toplinsku obradu čelika su očvršćivanje (povećanje mehaničkih svojstava, posebno [[vlačna čvrstoća|vlačne čvrstoće]]), povećanje žilavosti, povećanje [[duktilnost]]i i mogućnosti preoblikovanja, smanjenje unutrašnjih naprezanja, priprema za obradu rezanjem.