Obróbka metali – metody i rodzaje

Obróbka metali jako niezwykle ważny proces

Obróbka metali to bardzo popularny obecnie proces w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki niej można uzyskać mnóstwo przedmiotów, które znamy najczęściej z codziennego otoczenia. Wystarczy się zastanowić, ile rzeczy jest wykonanych z żelaza, stali, aluminium i innych surowców metalowych. Surowce te muszą jednak przejść szereg procesów umożliwiających otrzymanie odpowiedniego materiału, jak również jego dalsze dostosowanie do stawianych wymagań. Wszystkie te czynności można podzielić na obróbkę skrawaniem, plastyczną, cieplną oraz chemiczną.

Obróbka skrawaniem

Ten rodzaj pracy polega na nadaniu elementom potrzebnego kształtu oraz wymiarów poprzez oddzielanie kolejnych części surowca. Wyróżnia się trzy główne metody. W trakcie toczenia przy pomocy noża tokarskiego wykonujemy dwa ruchy – obrotowy metalem oraz liniowy narzędziem. Frezowanie zakłada użycie frezarki – urządzenia posiadającego wiele ostrzy i umożliwiającego również pracę z drewnem, a nawet tworzywami sztucznymi. Z kolei szlifowanie polega na obróbce ściernej przy pomocy taśmy ścierającej, osełki lub ściernicy. W ten sposób można ściągnąć warstwę wierzchnią metalu.

Obróbka metali – plastyczna

Poprzez wywieranie na metal nacisku, który przekraczałby jego granicę plastyczności, dokonujemy tak zwanej obróbki plastycznej. Dzięki takim zabiegom zmienia się kształt i wymiary materiału. Przekształceniu ulega także struktura, co ma wpływ na właściwości mechaniczne. Proces ten jest przeprowadzany na zimno, półgorąco lub gorąco, w zależności od temperatury rekrystalizacji. Metody nacisku to między innymi: walcowanie blach przy pomocy napędzanych walców, kucie z użyciem młota lub specjalistycznej prasy, wyciskanie, ciągnienie i tłoczenie.

Obróbka cieplna

Głównym celem obróbki cieplnej jest zmiana struktury metalu, a w efekcie jego właściwości mechanicznych i plastycznych. Polega ona na nagrzewaniu, wygrzewaniu i ochładzaniu do odpowiednich temperatur stopu z określoną szybkością. Zmienia to jego własności w stanie stałym. Podrodzaje obróbki cieplnej to przede wszystkim obróbka zwykła, do której zaliczamy hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie, przesycanie i starzenie. Stosuje się również proces nasycania pierwiastkami, jednym lub wieloma na raz, jak i techniki magnetyczne.

Obróbka chemiczna

Ostatnią grupą procesów jest obróbka chemiczna. Oddziałuje się w niej na metal z zamiarem wpłynięcia na jego powierzchnię ochronną, zabezpieczającą przed korozją, a także zwiększającą wytrzymałość surowca. Powszechne jest nawęglanie, polegające na dyfuzyjnym nasycaniu warstwy stali węglem, co zwiększa twardość stopu. Może ono przebiegać po umieszczeniu przedmiotu w sproszkowanym węglu, odpowiednim gazie, a także niektórych ośrodka ciekłych. Wymagana do tego jest odpowiednia temperatura, wynosząca od 850 do nawet 950 stopni Celsjusza. Innym rodzajem obróbki jest węgloazotowanie, zwane inaczej cyjanowaniem. Tak jak nawęglanie, zwiększa ono twardość i odporność na ścieranie. Wyróżnia się węgloazotowanie kąpielowe i gazowe (przy użyciu amoniaku). Procesy te wymagają często wysokich temperatur, dlatego też nazywa się je obróbką cieplno-chemiczną.